盾构施工地下管廊的绿色建造技术应用研究

石彦磊

北京城乡建设集团有限责任公司

1 引言

随着人们生活质量的提升，对于绿色环保方面的关注度越来越高，在建造行业中也不断提高绿色建造技术的应用，从方方面面改善着我国的环保问题。目前我国对于绿色建造技术的应用研究多在房屋的建造工程当中，但随着城市化的发展，地下盾构施工也越发的重要，水利、市政管道、地铁、隧道等都在大量的建设当中，因此，对于盾构施工地下管廊的绿色建造技术研究变得尤为重要。

2 盾构施工的发展与其技术方法

盾构施工技术发展历史很悠久，在全世界上已经有190多年历史，发达国家对于盾构技术的应用相对于我国比较早一点，应用于隧道铁路建设，而我国从60年代才开始该项技术，而近些年来我国技术的高速发展，也让我国的盾构机具有机、液、电、传感、信息技术等，而且我国近些年来计算机互联网技术高速发展也融合到盾构机械当中，让设备更加的智能化，更加高效与节能。机械在工作起来也是走向自动化，释放很多的人工操作，让整个盾构施工更快速、高效。目前我国盾构施工技术来说已经全面地应用在城市市政建设、公路隧道、地下隧道、地铁等方面，而且技术也在不断地赶超为城市化建设带来了很大的改变，让人们生活能够更加便捷与舒适。

盾构施工技术方法出现给建设带来了很大的便利性，它可以让一切操作都在地下运行，而且相对于传统的人类劳动更加的机械化。首先是用盾构外壳和管片支撑着地下隧道的四周的泥土、岩石、砂石等，防止在作业的过程中发生坍塌，导致安全事故发生。其次在开挖的时候运用刀盘实施土体进行挖掘工作，用机械化操作代替人工，提升效率的同时还能够避免不必要的人员在挖掘中出现的伤亡事件。然后运用出土设备将挖掘的泥土运送到地面，完成初步的挖掘工作。最后拼装准备号的混凝土管片，做好管片之间的对接，牢固工作。如此一来就实现了地下施工的全面机械化，施工人员可以通过网络终端在地面操作着机械的运作，实时查看施工进度，施工情况，随时做好工作的调整。可以说盾构施工技术的出现让隧道、地铁建设、地下光纤等地下施工变得更加的容易、便捷、快速，推动着城市化的发展，在当家的社会建设中是必不可少的存在。

3 盾构施工地下管廊的绿色建造技术应用研究

地下管廊建设涉及多方面的技术近些年来更是融合了先进的计算机技术，机械设备也越来越智能化，同时也会应用到大量的材料与资源，在施工过程中由于涉及大量的机械，在整个施工过程中难免会发出声音与造成一定的资源浪费问题以及周边环境的影响，那么如何绿色建造成了当今施工的应用研究方向，更应在盾构施工当中一步步地进行实验、完善，确保在整个施工过程中能够高度利用资源，避免资源的浪费，并做好各项对周边环境影响的工作，让地下的施工不影响地面人们日常的工作与生活，给人们带去不必要的噪声影响。因此，可以从以下结果方面进行盾构施工地下管廊绿色建造技术的应用研究。

3.1 水资源节约以及循环利用

水资源在地下管廊建设中的应用是必不可少的，在过去的建造过程中会造成大量的水资源浪费现象，而且人工的操作也无法像机械操作一样具有精确的控制能力，将每一个施工环境运用到的水资源做到精准地数据控制。因此，在盾构施工的过程中加强对机械的操控，降低不必要的水资源浪费问题。同时，要懂得水资源的循环利用，在整个施工过程中也会排放大量的水资源，对此建造企业可以引进相关设备，进行二次水的循环利用，将二次水通过技术降解转化成能够应用于建造施工的水质。

此外，提升雨水利用率来节约水资源，施工期间设立专门的囤水设备将雨水囤积并转换成可利用的资源。也可以采用先进的技术将雨水转变成食用水满足工地施工人员需求。另外采用饮用水技术对于地下水进行相应的处理满足施工工人的生活用水应用。与此同时，在使用水资源的同时也要做好废水的排放问题，避免污水排放到人们生活的环境当中影响人们身体健康。对此，可以在施工现场设立三级沉淀，将施工使用过的水进行三级沉淀，同时配合环保工作人员进行污水的处理，直到污水达标之后才能够排放，不错过水资源应用的每一个环节，提升水资源的循环利用率以及做好节约用水，进行更好地绿色建造技术，让人们生活用水不受到施工的影响。

3.2 施工影响面积减少技术

盾构施工最开始的时候需要用到长达百米的宽度，其占地面积相对比较宽，而施工占地较多则造成一定的施工用地污染问题，对此，建造企业应当充分考虑施工用地问题，引进先进技术，采用盾构分体技术，将盾构始发施工的施工面积减少，同时设立好相应的施工现场布置模型，科学合理分配好各材料的堆放问题，做好相应设备的停放问题，对于始发施工不需要应用的材料与设备可以后期再进场，以防过多的材料与设备停放占地面积过大，导致施工场地的扩充问题。对此，相关技术人员可以在施工前期进行施工现场的勘测，利用BIM 建模技术进行相应的始发建模，合理规划，有助于后期始发施工的有序进行，也能有效节约施工场地的使用，减少施工带来的相关土地破坏。

3.3 节能绿色施工

盾构施工一般是在地下的富水砾卵层中进行，盾构机械刀盘扭矩不能超过4500kN·M，转速也不宜过快，一般适合转速在1.2r/min～1.5r/min，一旦超过这个参考值就会造成大量的能量消耗，造成机械的损耗。就目前技术来说为了节能可以进行分段进行以及改进盾构机的挖掘参数，根据每个项目的具体情况进行参数的合理优化，减少扭矩、降低刀盘转速进而降低能量的消耗。此外，在地下进行作业必定用到大量的照明设备，因此，做好太阳能设备的设置，在施工中的照明尽量采用太阳能，实现最大限度地节能。整个施工过程中相关施工人员、管理人员应当思考更多的节能设备，就目前的科技发展来说各种设备层出不穷，建造企业应当设立专人进行行业新设备的引进，对于节能的新设备进行提前的测试，并快速地投入到盾构施工当中，从最大限度上进行施工节能，为绿色建造作出最大的改善。

3.4 降低材料浪费

材料浪费一直都是建筑行业中的弊端，传统建筑中会运用到大量的模板，消耗较快损耗大量的木材。同样的在盾构施工中也会涉及到材料浪费问题。但今日科技的发展，相关建造部门在进行施工之前应当了解好相关的材料，尽可能地选择耐用性材料以及可循环性材料，同时施工中，保障安全和质量的前提下可将施工现场的钢板便道、临边护栏和盾构过站的型钢导台进行节点井间周转使用，将材料运用的合理度提升。另外，也要重视施工现场中材料的二次利用问题，例如一些钢钉、模板，在确保质量的前提下可以二次利用，尽可以的节约材料，降低材料废弃率，进而提升整个盾构施工的经济效益，也降低了建造公司的成本。

3.5 减少粉尘影响

虽然现在科技发达，很多建造中使用的都是最新技术，安全高效，但是仍旧存在扬尘情况。盾构施工在城市内进行得下管廊建造时进行地下挖掘以及泥土运输的时候容易出现扬尘情况。对此，建造公司应当在施工现场进行喷洒设备，例如安装喷雾泡，安装在施工现场的四周，当施工现场粉尘扬起的时候就启动喷雾炮进行喷淋，防止过多的粉尘进入人们工作生活的环境，影响环境的同时还对人民群众对身体健康。因此，盾构施工一定要设立自动化喷洒，设置好粉尘的系数，当粉尘到达系数的时候自动化进行粉尘淋洒。此外，还可以在施工现场进行降尘网的覆盖，做好施工现场与生活工作区的划分与隔离，最大限度地进行粉尘隔断，减少粉尘的污染，确保空气质量达标，确保施工人员与施工周边人们的身体健康。

3.6 做好噪声控制

施工现场噪声污染也是非常严重地，不仅对施工现场人员产生影响还对施工周边人们产生影响。而盾构施工又涉及大型的设备，在运行施工过程中难免会有噪声发出。对此在进行施工前期建造公司要做好隔音设备的安装，在施工的四周设立隔音板，在盾构地下现场也设立相应的隔音材料。同时在施工现场设置好噪声监测系统，严格控制噪声的产生。对此，建造企业可以引进先进的自动化检测仪器，一旦声音达到某一指标的时候直接就发出预警声响，提醒相关施工人员降低声音的产生。或者是采用相应的措施将声音消掉。此外，市政施工中也要注意时间，避免在周围居民休息的时间进行施工，影响人们正常的休息时间。

3.7 防止有毒有害气体和强光污染

盾构施工大部分都是在地下挖掘，地底下的情况有很多的不明情况，在挖掘过程中有可能出现一些有毒物质、有害气体出现。因此，在施工之前要针对地底物质进行相应的勘察，了解清楚地下可能会有哪些物质，在盾构机进行挖掘的时候应当注意哪一些情况。尤其是对于一些高速隧道、铁路隧道的建造要进行全方位的勘测，并将相应的数据记录下来。其次，建立出相应的挖掘方案，让施工人员能够避免挖掘到大量的有毒物质，释放出相应的有毒气体。然后，如果规避方案与整体的挖掘线路相违背的就要做好施工人员的防毒、防害工作。例如，前锋开挖人员要穿好相应的防护服进行地底挖掘。最后，针对挖掘过程中隧道做好相应的通风设施，以及采取先进的材料稀释掉隧道中的有毒、有害气体。同时，施工隧道要建立好通风设备，做好抽风工作，防止隧道中空气是死空气，这样的话，在长期的施工中也是对施工人员健康非常不利的。而且，空气的不流通容易导致隧道内氧气减少，容易造成施工人员出现缺氧现象，导致晕倒，出现安全事故。此外，隧道挖掘过程中光也是非常重要的，能够帮助施工人员观察前方挖掘情况，但由于隧道自身在地底下，没有一丝光线，如果后续强光照着隧道对于施工人员的视觉感官会不适应，造成相应的强光污染。对此，在进行隧道光线设计的时候尽量地靠近自然光，避免施工人员的眼睛受到强光污染。对此，建造企业要不断地关注行业的发展，适时的引进相应的技术，让盾构施工绿色建造技术更上一层。

4 结束语

当下时代的发展，绿色建造技术在安全与高质的前提下，更通过引入先进性的技术促进了建造企业的可持续发展，为企业带来更大的经济效益，此外，其从水资源、场地资源、材料资源等方面做好绿色建造，进而降低投入成本，促使盾构施工工程能够得到更长久地发展。同时，对于盾构施工地下管廊绿色建造技术的研究能够为人们营造良好的生活环境，其研究结果也可以推行到其他各个行业当中，促进和巩固城市化的进一步发展。