李賢鈺,靳東兆
(長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院,陜西 西安 710064)
橋梁作為一種現(xiàn)代化的交通設(shè)施,不但受到自然環(huán)境因素的制約,更與經(jīng)濟(jì)、文化風(fēng)俗、社會(huì)發(fā)展等因素有著密切的關(guān)聯(lián)。隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,橋梁數(shù)量不斷增加,然而在橋梁施工過(guò)程中,出現(xiàn)了很多浪費(fèi)資源和能源的現(xiàn)象,也產(chǎn)生了很多建筑垃圾,對(duì)環(huán)境產(chǎn)生了負(fù)面影響。為此,橋梁綠色施工成為了研究重點(diǎn)。
所謂橋梁綠色施工[1],是指在橋梁工程中,運(yùn)用綠色生態(tài)與可持續(xù)發(fā)展的理念來(lái)管理施工進(jìn)程,尋找具備可行性、順應(yīng)環(huán)境保護(hù)、滿足節(jié)約資源和能源要求的施工和生產(chǎn)方式,以將橋梁工程整體施工過(guò)程中對(duì)環(huán)境的破壞程度以及對(duì)資源、能源的消耗盡可能降到最低。
橋梁施工既存在其他一般土建類工程施工的共性,也存在著諸如建設(shè)規(guī)模較大、設(shè)計(jì)使用年限較長(zhǎng)等特性[2]。國(guó)內(nèi)至今尚未出臺(tái)過(guò)針對(duì)橋梁施工是否達(dá)到綠色施工要求的綜合評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。筆者基于“四節(jié)一環(huán)?!盵3]的綠色生態(tài)與可持續(xù)發(fā)展的理念,對(duì)橋梁施工過(guò)程中的各項(xiàng)影響因素進(jìn)行了較為全面、系統(tǒng)的分析,構(gòu)建了“橋梁綠色施工優(yōu)化設(shè)計(jì)綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系”的AHP模型,作為評(píng)價(jià)橋梁綠色施工優(yōu)劣程度的重要依據(jù),供相關(guān)人員參考。
優(yōu)化設(shè)計(jì)是指研究問(wèn)題和尋求解決問(wèn)題的最優(yōu)方案?!白顑?yōu)”二字應(yīng)理解為在給定條件下得到盡可能滿意的結(jié)果?!皹蛄壕G色施工優(yōu)化設(shè)計(jì)綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系”的AHP模型共分為四層,其層次結(jié)構(gòu)模型的簡(jiǎn)化框圖如圖1所示。
圖1 橋梁綠色施工優(yōu)化設(shè)計(jì)綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系框圖
(1)總目標(biāo)層A
總目標(biāo)層A是對(duì)橋梁綠色施工優(yōu)化設(shè)計(jì)的綜合評(píng)價(jià)。此評(píng)價(jià)系統(tǒng)從“四節(jié)一環(huán)?!钡木G色生態(tài)系統(tǒng)和可持續(xù)發(fā)展的理念出發(fā),結(jié)合我國(guó)的國(guó)情做出全面評(píng)價(jià)。
(2)子目標(biāo)層B
子目標(biāo)層B包含:B1——自然協(xié)調(diào);B2——資源利用;B3——效率效益。三個(gè)子目標(biāo)是在充分考慮“四節(jié)一環(huán)?!焙涂沙掷m(xù)發(fā)展的前提下提出的,目的在于在促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,緩解交通壓力的同時(shí),保證人類活動(dòng)和自然環(huán)境相和諧。
(3)準(zhǔn)則層C
準(zhǔn)則層C包含如下9個(gè)評(píng)價(jià)準(zhǔn)則。
C1——短期保護(hù)。橋梁施工過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生噪音、水污染、光污染、建筑垃圾[1]等,會(huì)對(duì)周圍的環(huán)境造成影響,給當(dāng)?shù)鼐用竦纳钤斐珊芏嗖槐?,所以在施工過(guò)程中應(yīng)合理處理這些問(wèn)題,不能以犧牲環(huán)境為代價(jià)來(lái)保證橋梁的保質(zhì)保量完工。
C2——長(zhǎng)期保護(hù)。橋梁施工過(guò)程中的不合理操作會(huì)對(duì)周圍的土壤造成不可逆的污染,同時(shí)基礎(chǔ)的施工作業(yè)也可能會(huì)對(duì)地下的文物和地下的設(shè)施造成破壞,在施工過(guò)程中需要嚴(yán)格遵守國(guó)家政策、法規(guī),并提前考察橋梁施工地點(diǎn)的地下?tīng)顩r。
C3——環(huán)境和諧。橋梁施工過(guò)程中可能會(huì)破壞周圍的自然環(huán)境,因此要注意與周圍環(huán)境的協(xié)調(diào),但不能以破壞道路的順暢性為代價(jià)。
C4——節(jié)材。橋梁施工過(guò)程中會(huì)用到結(jié)構(gòu)、圍擋、裝飾等工程所需材料,施工人員應(yīng)力求提高材料的利用率,節(jié)約成本。
C5——節(jié)水。橋梁施工過(guò)程中會(huì)使用大量的水,所以在綠色橋梁施工中應(yīng)合理地利用水資源。
C6——節(jié)能。在橋梁施工中,要通過(guò)提高技術(shù)水平和工作效率來(lái)實(shí)現(xiàn)能源的節(jié)約,避免不必要的浪費(fèi),減少成本。
C7——節(jié)地。在橋梁綠色施工過(guò)程中要對(duì)有限的臨時(shí)用地進(jìn)行合理的規(guī)劃和使用,同時(shí)采取相應(yīng)的防護(hù)措施。
C8——施工管理。在橋梁的綠色施工過(guò)程中,應(yīng)通過(guò)更合理、高效的方式來(lái)優(yōu)化管理模式,減少不必要的環(huán)節(jié),提高工作效率。
C9——組織管理。橋梁施工的工期較長(zhǎng),所以要有一套明確的綠色施工管理制度和措施,做好施工場(chǎng)地的組織管理工作。
(4)基本指標(biāo)層D
基本指標(biāo)層D是對(duì)準(zhǔn)則層C的細(xì)化,共有24個(gè)評(píng)價(jià)因素。
D1——揚(yáng)塵控制。運(yùn)送土方、設(shè)備及建筑材料時(shí),應(yīng)做到不污損場(chǎng)外道路;運(yùn)輸易散落、飛揚(yáng)、流漏的物料的車輛,必須采取措施將其封閉嚴(yán)密,保證車輛清潔;施工現(xiàn)場(chǎng)出口應(yīng)設(shè)置洗車槽;對(duì)現(xiàn)場(chǎng)易飛揚(yáng)物質(zhì)應(yīng)采取有效措施,如灑水、圍檔、密網(wǎng)覆蓋、封閉等,防止揚(yáng)塵產(chǎn)生。
D2——噪音振動(dòng)控制。應(yīng)倡導(dǎo)使用低噪音、低振動(dòng)的機(jī)具,采取隔音與隔振措施,避免或減少施工噪音和振動(dòng)。樁基礎(chǔ)施工時(shí)宜選用旋挖鉆,避免振動(dòng)鉆的過(guò)大噪音驚擾附近居民?,F(xiàn)場(chǎng)噪音排放不得超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)[4]的規(guī)定。
D3——光污染控制。施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行電焊作業(yè)時(shí)應(yīng)設(shè)置圍擋,避免電焊眩光外泄。在夜間進(jìn)行混凝土灌注施工時(shí),特殊工點(diǎn)確需設(shè)置大型照明燈具時(shí),要調(diào)整燈光投射角度,避免影響周圍居民正常生活。
D4——水污染控制?;炷翑嚢枵緫?yīng)設(shè)置沉淀池,沖洗攪拌站和清洗攪拌車產(chǎn)生的工程污水應(yīng)經(jīng)過(guò)匯水系統(tǒng)進(jìn)入沉淀池,經(jīng)沉淀處理后再利用或達(dá)標(biāo)后排放;對(duì)于化學(xué)品等有毒材料應(yīng)有嚴(yán)格的隔水層設(shè)計(jì),做好滲漏液收集和處理。
D5——建筑垃圾控制。力爭(zhēng)建筑垃圾的再利用和回收率達(dá)到30%,其中建筑物拆除產(chǎn)生的廢棄物的再利用和回收率應(yīng)大于40%,對(duì)于碎石類、土石方類建筑垃圾,可采用地基填埋、鋪路等方式提高再利用率,力爭(zhēng)再利用率大于50%。
D6——土壤保護(hù)。應(yīng)盡量減少施工活動(dòng)對(duì)地質(zhì)環(huán)境的侵害,例如在施工過(guò)程中要注意危險(xiǎn)品、化學(xué)制劑的存放及使用;做好土壤質(zhì)量的監(jiān)控,防止化學(xué)制劑和有毒物質(zhì)滲漏。
D7——地下設(shè)施與文物保護(hù)。施工前應(yīng)詳細(xì)調(diào)查各種地下設(shè)施,制訂保護(hù)計(jì)劃,防止地下文物遭到破壞,并保證施工場(chǎng)地周邊的各類管道、管線、建筑物、構(gòu)筑物的安全。
D8——與道路連接合理。要考慮橋梁與兩端道路連接的合理性,包括道路線形的連續(xù)性、路線曲率的連續(xù)性等。
D9——與周圍景觀和諧。橋梁構(gòu)造龐大,對(duì)區(qū)域景觀影響很大,進(jìn)而也對(duì)環(huán)境、心理等產(chǎn)生很大影響。因此其施工建設(shè)必須符合美學(xué)要求,使橋梁與周圍環(huán)境相適應(yīng),并成為重要的景觀建筑。
D10——與周圍動(dòng)物和諧。若橋梁穿過(guò)動(dòng)物保護(hù)區(qū),需要修建動(dòng)物通道幫助野生動(dòng)物通過(guò),否則可能導(dǎo)致瀕危物種遷徙或者繁衍出現(xiàn)障礙。青藏鐵路在通過(guò)藏羚羊保護(hù)區(qū)的地段就設(shè)置了一些通道,目的是不影響藏羚羊的正常生活[5]。
D11——結(jié)構(gòu)材料。應(yīng)優(yōu)化鋼結(jié)構(gòu)制作和安裝方法。大型鋼結(jié)構(gòu)宜采用工廠制作,現(xiàn)場(chǎng)拼裝;可以采用分段吊裝、整體提升、滑移、頂升等安裝方法,減少方案的用材量;對(duì)于鋼材焊接技術(shù),新型的螺絲連接技術(shù)相比老式的焊接技術(shù)更節(jié)省材料。
D12——養(yǎng)護(hù)材料。冬季溫度較低時(shí)施工,需要對(duì)橋梁中的鋼筋混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。具體的養(yǎng)護(hù)方法根據(jù)橋梁的實(shí)際結(jié)構(gòu)而定,對(duì)于跨度小的橋梁可以從一頭供熱,跨度大的可以從中間向兩頭供熱,以保證保溫隔熱效果,并減少材料浪費(fèi)。
D13——裝飾材料。在橋梁面層混凝土保水材料施工前,應(yīng)進(jìn)行總體布置,減少非整塊材的數(shù)量,可采用自黏類片材,減少現(xiàn)場(chǎng)液態(tài)黏結(jié)劑的使用量。
D14——提高用水效率。對(duì)混凝土攪拌站點(diǎn)等用水集中的區(qū)域和工藝點(diǎn)應(yīng)進(jìn)行專項(xiàng)計(jì)量考核;施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)建立中水或可再利用水的搜集利用系統(tǒng);應(yīng)分別對(duì)生活用水和工程用水確定用水定額指標(biāo),并分別計(jì)量管理。
D15——用水安全。在非傳統(tǒng)水源和現(xiàn)場(chǎng)循環(huán)再利用水的使用過(guò)程中,應(yīng)制定有效的水質(zhì)檢測(cè)與衛(wèi)生保障措施,避免對(duì)人體健康、工程質(zhì)量以及周圍環(huán)境產(chǎn)生不良影響。
D16——機(jī)械設(shè)備與機(jī)具。應(yīng)合理安排施工工序,選擇功率與負(fù)載相匹配的施工機(jī)械設(shè)備,避免大功率施工機(jī)械設(shè)備低負(fù)載長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行;機(jī)電安裝可采用節(jié)電型機(jī)械設(shè)備,如逆變式電焊機(jī)和能耗低、效率高的手持電動(dòng)工具等,以利節(jié)電。
D17——臨時(shí)設(shè)備。施工過(guò)程中應(yīng)利用場(chǎng)地自然條件,合理設(shè)計(jì)生產(chǎn)、生活及辦公臨時(shí)設(shè)施的結(jié)構(gòu)、朝向、間距和窗墻面積比,使其采光、通風(fēng)良好。
D18——施工用電及照明。橋梁施工過(guò)程中要注意對(duì)用電和照明的合理控制,在節(jié)電的同時(shí)保證施工的正常進(jìn)行;臨時(shí)用電優(yōu)先選用節(jié)能電線和節(jié)能燈具;臨電線路應(yīng)合理設(shè)計(jì)、布置;臨電設(shè)備宜采用自動(dòng)控制裝置,采用聲控、光控等節(jié)能照明燈具。
D19——臨時(shí)用地指標(biāo)。在規(guī)劃上應(yīng)布置得合理、緊湊,在滿足環(huán)境和安全的前提下盡可能減少?gòu)U棄地和死角。
D20——臨時(shí)用地保護(hù)。應(yīng)盡量減少對(duì)土地的擾動(dòng),保護(hù)周圍的自然生態(tài)環(huán)境,盡量使用荒地和廢地,少占用農(nóng)田和耕地,同時(shí)做好施工場(chǎng)地的綠化工作。
D21——規(guī)劃管理。編制綠色施工方案,從宏觀上制定與節(jié)材、節(jié)水、節(jié)能和節(jié)地有關(guān)的措施。
D22——評(píng)價(jià)管理。結(jié)合工程特點(diǎn),對(duì)綠色施工的效果及采用的新技術(shù)、新設(shè)備、新材料與新工藝進(jìn)行評(píng)估,并隨時(shí)與實(shí)際情況進(jìn)行比較,以起到監(jiān)督作用。
D23——人員管理。應(yīng)合理地組織、調(diào)度各工種施工人員,使他們各盡所能,避免人力資源浪費(fèi),力求人員配置最優(yōu)化。
D24——人員安全與健康。要合理布置施工場(chǎng)地,保證生活及辦公區(qū)不受施工活動(dòng)的影響。
本文利用AHP模型構(gòu)建了“橋梁綠色施工優(yōu)化綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系”,并詳細(xì)闡述了各種評(píng)價(jià)因素??赏ㄟ^(guò)調(diào)研建立定量化的與各層次有關(guān)的“判斷矩陣”,利用已開(kāi)發(fā)的AHP軟件計(jì)算出各評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)于總目標(biāo)的相對(duì)重要性權(quán)重[6]。此評(píng)價(jià)指標(biāo)體系可在全國(guó)范圍內(nèi)使用,但由于我國(guó)幅員廣闊,各地域計(jì)算出的權(quán)重值可能差異較大,為此需要根據(jù)不同地區(qū)的自然地理狀況、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、交通發(fā)展情況、交通網(wǎng)規(guī)劃以及當(dāng)?shù)氐臍v史人文傳統(tǒng)等,通過(guò)“聚類分析”將全國(guó)有關(guān)地區(qū)劃分為幾大類,對(duì)屬于同一類的地區(qū)可使用相同的權(quán)重體系??山Y(jié)合具體的綠色施工方案各指標(biāo)的評(píng)價(jià)值,應(yīng)用改進(jìn)的TOPSIS方法或模糊綜合評(píng)價(jià)方法等在計(jì)算機(jī)上定量地、直觀地計(jì)算出綜合評(píng)價(jià)結(jié)果[7],達(dá)到綠色施工方案優(yōu)選或?qū)Ξ?dāng)前施工狀況進(jìn)行科學(xué)評(píng)估的目的。
本文的研究成果曾在西安、寶雞、咸陽(yáng)等地區(qū)用于實(shí)踐。其中,西安市使用了本地的權(quán)重體系數(shù)值;寶雞、咸陽(yáng)地區(qū)則可看作屬于同一大類地區(qū),使用了同樣的權(quán)重體系數(shù)值。上述地區(qū)幾處施工工地有關(guān)綠色施工方案的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果,受到了行業(yè)專家和工程技術(shù)人員的充分肯定,認(rèn)為符合客觀情況,評(píng)價(jià)結(jié)果科學(xué)合理,并認(rèn)為本評(píng)價(jià)方法具有較強(qiáng)的可操作性和實(shí)用價(jià)值,可推廣使用。
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