馬玉龍 張興宇 楊林 朱建甫

中國建筑西南設(shè)計研究院有限公司 四川 成都 610041

1 北京市封閉施工棚發(fā)展歷程

1）暗挖豎井全封閉

為落實《北京市清潔空氣行動計劃》，2012年底，北京市住房和城鄉(xiāng)建設(shè)委員會下發(fā)了“關(guān)于委托開展軌道交通工地全封閉施工試點工作通知”（京建發(fā)〔2012〕558號）；2013年，北京市軌道建設(shè)管理有限公司分別在14號線、昌平線二期選擇3個暗挖豎井進行試點工作；

為落實《北京市清潔空氣行動計劃（2013-2017年）》，2013年年底，北京市住房和城鄉(xiāng)建設(shè)委員會再次下發(fā)了“關(guān)于委托開展2014年軌道交通工地全封閉施工試點工作的通知” （京建發(fā)〔2013〕583號）；2014年，北京市軌道建設(shè)管理有限公司分別在6號線、14號線、昌平線二期選擇10個標(biāo)段進行試點工作；

2016年2月份，北京市住房和城鄉(xiāng)建設(shè)委員印發(fā)關(guān)于印發(fā)《2016年建筑施工安全生產(chǎn)和綠色施工管理工作要點》的通知，明確要求“2016年新開工軌道交通建設(shè)工程暗挖豎井100%實施全封閉施工”，北京市軌道公司嚴格落實要求，在所有所轄線路的所有標(biāo)段全面落實暗挖豎井全封閉管理。

圖1 8號線三期01標(biāo)豎井封閉施工棚外景

圖2 8號線三期03標(biāo)豎井封閉施工棚外景

2）明挖基坑全封閉

2017年3月份，北京市重大辦、市住建委聯(lián)合相關(guān)委辦局《關(guān)于印發(fā)“北京市城市軌道交通建設(shè)工程推進綠色安全建造指導(dǎo)意見” 》的通知（京建發(fā)[2017]85號），為滿足《北京市城市軌道交通建設(shè)工程推進綠色安全建造指導(dǎo)意見》的要求，明挖基坑需封閉，棚內(nèi)需實施立體化防塵，減少土石方開挖，鋼筋焊接等不同階段的揚塵噪聲污染。按照政府文件要求，北京市軌道公司在所轄線路所有標(biāo)段中選擇三個標(biāo)段作為試點：19號線03標(biāo)積水潭站、17號線09標(biāo)香河園站、12號線14標(biāo)三元橋站；

2018年2月份，北京市建委、市財政局、市發(fā)改委、市環(huán)保局、市重大辦決定于“十三五”期間，在我市軌道交通工程明挖基坑推行應(yīng)用防塵隔離棚，下發(fā)了京建發(fā)[2018]57號“關(guān)于推進軌道交通明挖基坑防塵隔離棚實施工作的通知”，要求2018年5月1日在北京地鐵全面推廣。

圖3 17號線香河園站封閉施工棚外景

圖4 12號線三元橋站封閉施工棚內(nèi)景

2 具體案例

北京地鐵19號線積水潭站主體結(jié)構(gòu)采用明挖法施工，設(shè)置固定式全封閉防塵隔離棚，使用周期為3年，確保車站明挖施工及區(qū)間盾構(gòu)施工期間的全封閉。根據(jù)《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》GB51022-2015[1]，全封閉施工棚采用輕型門式鋼架結(jié)構(gòu)，棚高17m，長165m，寬38m。棚內(nèi)設(shè)2臺（45t，16t各一臺）龍門吊。施工棚頂部采用單層彩鋼板，每間隔三米設(shè)置一道采光板，保證基坑采光，同時中部起拱1m，保證排水。

圖6 19號線積水潭站封閉施工棚內(nèi)景

主要技術(shù)參數(shù)如下：

鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計：根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》GB50017-2017[2]，鋼構(gòu)件之間均采用高強螺栓連接，剛架結(jié)構(gòu)之間通過采用支撐及檁條連接，并固定面板，采用獨立基礎(chǔ)。

出入口設(shè)置：為保證防塵隔離棚內(nèi)道路暢通，共設(shè)置A、B、C、D大門四處，大門尺寸分別為A口4×4m；B口7×7m；C口12×7m；D口8×7m；其中C口能夠滿足盾構(gòu)管片運輸車出入；D口為應(yīng)急專用。

內(nèi)部配套設(shè)備：項目共設(shè)置四大系統(tǒng)，一項新技術(shù)，分別為除塵系統(tǒng)（焊接煙塵凈化器）、降塵系統(tǒng)（自動噴淋系統(tǒng)、可移動式降塵霧炮機）、揚塵監(jiān)測系統(tǒng)（空氣監(jiān)測儀器）、沖洗系統(tǒng)（電動循環(huán)高壓）、四新應(yīng)用（泵送濕噴工藝），滿足防塵隔離驗收前置條件。

現(xiàn)場配置2臺焊接煙塵凈化器，以保證及時處理焊接煙塵。對其周圍空氣進行凈化除塵，保證罩棚內(nèi)空氣達標(biāo)，且不會擴散至外界空氣中。

隔離棚內(nèi)出入口位置配置循環(huán)水利用洗車池，可保證在基坑開挖期間進出場車輛的清潔，不會將施工現(xiàn)場的塵土帶出施工現(xiàn)場，確保周圍環(huán)境及道路的清潔，防止揚塵，且洗車用水可循環(huán)利用。

沿罩棚頂部鋼梁間隔設(shè)置自動噴淋系統(tǒng)降塵系統(tǒng)，每隔2m設(shè)置一組，每組18個噴頭，保證罩棚內(nèi)揚塵較大時，能夠達到自動開啟，達到降塵效果。同時將在罩棚內(nèi)配置2臺可移動式降塵霧炮機，其噴霧距離可達到60m，具有降塵效率高的特點，對噴射混凝土施工、出入口等重點部位進行噴霧降塵。

現(xiàn)場內(nèi)部運輸車輛均采用電動車，避免柴油機械尾氣排放污染空氣質(zhì)量；同時噴射混凝土采用濕噴法噴射混凝土，可減少現(xiàn)場制拌產(chǎn)生的揚塵。

環(huán)境空氣進行檢測：項目委托專業(yè)檢測機構(gòu)對防塵隔離棚的環(huán)境空氣進行檢測，并對揚塵減排效果進行評估，經(jīng)檢測，揚塵削減率達到91.8%＞80%，達到揚塵削減要求。

降噪情況：防塵隔離棚采用全封閉，且封閉面板采用復(fù)合裝飾板，具有良好的隔音降噪的效果。防塵隔離棚內(nèi)部及室外均設(shè)置噪聲監(jiān)測系統(tǒng)，通過檢測棚內(nèi)噪聲值平均56dB，棚外噪聲值為47dB，經(jīng)檢測，防塵隔離棚內(nèi)噪音在向外傳遞過程中遭到較大程度削弱，符合《聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》GB3096-2008[3]，滿足晝夜施工要求。

采光設(shè)計：罩棚側(cè)面2層開窗（尺寸1500×3000mm，間隔3m布置）、頂部布置采光板（6m間隔）進行采光，頂部桁架安裝LED照明燈，滿足設(shè)計要求，保證夜間施工照明。

電氣照明設(shè)計：防塵隔離棚內(nèi)照明采用LED節(jié)能燈，共設(shè)置3排，共39個；中部節(jié)能燈位于罩棚頂下4m，兩側(cè)節(jié)能燈離地面高7m處，以保證現(xiàn)場照明，自車站北端配電箱引入，電氣線路通過橋架固定于鋼結(jié)構(gòu)。

消防設(shè)計：沿防塵隔離棚內(nèi)部四周布置消防管道及消火栓，共17處。

排水設(shè)計：在罩棚頂部設(shè)置女兒墻及天溝，利用落水管將水引至地面排水溝。

費用：工程費用約2800萬元（不含基礎(chǔ)費用、拆除費用）。

3 達到的效果

全封閉施工棚實施簡單，設(shè)計合理，受力明確，其使用有效地改善了作業(yè)環(huán)境，能夠提升揚塵控制綠色施工水平，改善傳統(tǒng)明挖施工作業(yè)的管理水平，在實際應(yīng)用過程中取得了良好的效益。且能有效避免雨、雪、風(fēng)、霧霾及周邊活動造成的各類工程臨時性停工，可節(jié)約工期、成本。同時，全封閉施工棚作為北京市首批推行綠色環(huán)保施工措施，為北京市全面推廣暗挖豎井及明挖基坑封閉施工作業(yè)奠定了良好的基礎(chǔ)，對地鐵行業(yè)的發(fā)展起到了良好的推動作用。

4 存在的問題

采用全封閉施工棚作為臨時措施，存在在工程造價較高，不能重復(fù)利用，未明確設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)等問題，影響其推廣使用。全封閉施工棚墻面板采用巖棉板或膜結(jié)構(gòu)，巖棉板極易易變形，無法重復(fù)利用，膜結(jié)構(gòu)理論上可以重復(fù)使用約3次，但由于不同的工點結(jié)構(gòu)幾何尺寸不一樣，膜結(jié)構(gòu)可由大規(guī)格尺寸改小的規(guī)格尺寸進行重復(fù)利用，由小改大，需返回原廠進行焊機加工，費用與新購買相當(dāng)，經(jīng)濟上不合理。同理，工點結(jié)構(gòu)幾何尺寸不一樣，鋼構(gòu)件可重復(fù)使用率比較低。

5 改進建議

設(shè)置全封閉施工棚的目的是在工程建設(shè)中，在保證安全、質(zhì)量等基本要求的前提下，最大限度地減少施工活動對環(huán)境的負面影響。因此，全封閉施工棚本身必須是綠色環(huán)保的，既要能快速建好, 又可以方便地拆除, 還能對建筑材料加以回收重復(fù)利用到其他工程中去, 體現(xiàn)建筑的生態(tài)環(huán)保價值，節(jié)約工程投資。因此，根據(jù)軌道交通建設(shè)的特點，建議后續(xù)的全封閉施工棚在以下方面進行深入研究：

1）裝配式、可重復(fù)利用

（1）標(biāo)準(zhǔn)化和工業(yè)化設(shè)計

在設(shè)計和分析的過程中，結(jié)合施工場地要求及制作運輸?shù)跹b的要求，充分發(fā)揮材料的性能優(yōu)勢，使建筑模數(shù)、使用功能和構(gòu)件參數(shù)達到標(biāo)準(zhǔn)效果；標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件和組件在各工程中具有高度重復(fù)利用的概率；進而減少廢棄模板和一次性建材以達到綠色環(huán)保效果。

（2）標(biāo)準(zhǔn)與普適原則

工程在進行裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的深化設(shè)計時，要秉持標(biāo)準(zhǔn)與普適為基本原則。實現(xiàn)同一工程各構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化并且可普遍適用于不同工程，從而極大地提高工業(yè)化生產(chǎn)的效率，減少重新開模作業(yè)的工序，更好地實現(xiàn)綠色建筑的效果。

（3）連接方式選擇與設(shè)計

連接方式的選擇是鋼結(jié)構(gòu)施工與拆卸能達到快速的重要方面，在滿足荷載要求的前提下，節(jié)點形式的設(shè)計應(yīng)符合快速拆裝施工的要求。

（4）構(gòu)件管理

構(gòu)件運到施工現(xiàn)場后，對構(gòu)件進行永久性標(biāo)記，拆除和再安裝時，對材料根據(jù)類別、跨度進行分類存放，順序標(biāo)識，方便查找，并將構(gòu)件置于良好環(huán)境中儲藏，避免生銹。這是確保構(gòu)件可再利用的重要一環(huán)。

2）地鐵工地周邊居民住宅較為密集，地鐵車站多數(shù)采用明挖施工，且有不少距離居民住宅非常近，聲環(huán)境要求比較高，在墻面材料的選擇時，應(yīng)選擇吸聲系數(shù)較高、經(jīng)久耐用、不易變形和破損的材料。

3）施工管理

（1）統(tǒng)籌規(guī)劃、統(tǒng)籌調(diào)配，做到時間銜接合理，減少中間存儲時間。

（2）建議由一家專業(yè)化的公司統(tǒng)一進行施工、運營維護管理，以便解決由于工地及施工單位變化，在周轉(zhuǎn)使用過程中的管理混亂、運營維護使用不當(dāng)?shù)葐栴}。

（3）編制施工技術(shù)導(dǎo)則，指導(dǎo)施工棚的設(shè)計、施工、驗收，并將降噪、除塵作為重點驗收指標(biāo)內(nèi)容。

（4）現(xiàn)場施工做到施工工廠化、工序作業(yè)機械化、過程管理信息化、綠色施工常態(tài)化。

6 結(jié)論

1）北京市全封閉施工棚的使用有效地改善了作業(yè)環(huán)境，能夠提升揚塵控制綠色施工水平，改善傳統(tǒng)明挖施工作業(yè)的管理水平，在實際應(yīng)用過程中取得了良好的效益。

2）北京市全封閉施工棚存在在工程造價較高，不能重復(fù)利用，未明確設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)等問題。

3）建議后續(xù)項目對全封閉施工棚的裝配式、可重復(fù)利用、施工管理等方面進行深入研究，推廣其其使用范圍。