劉昕宇 倪愛民 黃河

摘要：在“雙碳”戰(zhàn)略背景下，綠色建造成為城鄉(xiāng)建設(shè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一。城市水務(wù)工程作為現(xiàn)代城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)重點工程類型，開展綠色建造尤為重要。以深圳市羅田水庫—鐵崗水庫輸水隧洞工程為例，分析了城市水務(wù)工程建造過程中存在的問題，并從多個維度對綠色建造應(yīng)用策略展開論述，總結(jié)得出適用于城市水務(wù)工程的綠色建造通用工程措施，可以為同類工程實踐提供參考。

關(guān)鍵詞：綠色建造； 城市水務(wù)工程； 應(yīng)用策略； 工程措施； 羅田水庫； 鐵崗水庫

中圖法分類號： TV52

文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

DOI：10.16232/j.cnki.1001-4179.2024.S1.034

0引 言

近年來，隨著“雙碳”戰(zhàn)略的提出，城鄉(xiāng)建設(shè)進(jìn)入探索實踐低能耗、低污染、高效能的新型發(fā)展模式的關(guān)鍵階段。綠色建造是實現(xiàn)碳中和、碳達(dá)峰的重要方式，大力開展綠色建造，是城鄉(xiāng)建設(shè)實現(xiàn)低碳化發(fā)展的必由之路［1］。

城市水務(wù)工程作為現(xiàn)代城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)重點工程類型，成為實現(xiàn)“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)的重要研究內(nèi)容。城市水務(wù)工程因其類型特點，存在土地占用、環(huán)境影響、能源（材料）消耗等問題，現(xiàn)階段尚無系統(tǒng)性的解決方案。深圳市羅田水庫—鐵崗水庫輸水隧洞工程（以下簡稱“羅鐵工程”）創(chuàng)新性地總結(jié)了一套適合城市水務(wù)工程綠色建造的通用措施，對同類工程實踐有一定參考作用。

1綠色建造基本概念

綠色建造技術(shù)是近年來在施工建造領(lǐng)域的一項新興技術(shù)，是在保證安全性、實用性等的前提下，通過技術(shù)創(chuàng)新、管理優(yōu)化、材料改進(jìn)等綜合性手段，運用有利于節(jié)約資源、降低污染物排放、提高質(zhì)量的建造方式開展建造活動。按照綠色設(shè)計、綠色建造模式建成的產(chǎn)品稱為綠色建筑。綠色建造體現(xiàn)了可持續(xù)發(fā)展的理念，與“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)相契合［2］。

綠色建造是一項系統(tǒng)工程，涉及工程項目全生命周期的多個階段和多個主體。綠色建造目標(biāo)的實現(xiàn)需要政府、業(yè)主、設(shè)計、施工等相關(guān)方協(xié)同推進(jìn)［3］。

2城市水務(wù)工程存在的問題

城市水務(wù)工程，尤其輸（調(diào)）水工程，由于線路長、工點多等特性，項目在土地占用、環(huán)境影響、能源（材料）消耗等方面的問題表現(xiàn)明顯。

（1） 土地占用。

城市水務(wù)工程，尤其是輸（調(diào)）水工程在空間分布上通常表現(xiàn)為線路長、布點多、占地大的特點。這與經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展背景下，尤其是經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的城市，與城市土地供給存在天然矛盾。因此，工程用地統(tǒng)籌和集約化利用是城市水務(wù)工程綠色建造的首要任務(wù)。

（2） 環(huán)境影響。

城市水務(wù)工程建造期間，由于各類大型機(jī)械設(shè)備的使用、永久建筑物占地及施工臨時占地等，對陸生生態(tài)環(huán)境、水環(huán)境的影響較為明顯。在輸（調(diào)）水工程中，表現(xiàn)為進(jìn)出水口及沿線的檢修（工作）站散點式的點狀影響，供水線路沿線的線狀影響，以及主要施工區(qū)域臨時占地的面狀影響。由此可見，環(huán)境影響與土地占用直接相關(guān)。此外，施工中產(chǎn)生的廢水廢氣廢渣是整個工程建設(shè)過程中主要的環(huán)境污染物。因此，施工過程管理是水務(wù)工程綠色建造的關(guān)鍵任務(wù)［4］。

（3） 能源及材料消耗。

城市水務(wù)工程建設(shè)普遍工期長、工點多，大型機(jī)械設(shè)備多，工程人員多等特點。在建設(shè)過程中需要長時間、大量消耗能源及材料。因此，提高能源（材料）利用效率是城市水務(wù)工程綠色建造的重要任務(wù)［5］。

從以上3個方面不難看出，城市水務(wù)工程中的問題相互關(guān)聯(lián)、關(guān)系緊密，綠色建造并不僅僅針對工程建設(shè)某一個方面，而是一項系統(tǒng)性、綜合性的解決方案。

3深圳市羅鐵工程綠色建造應(yīng)用

3.1項目概況

羅鐵工程是珠江三角洲水資源配置工程在深圳市境內(nèi)配套項目之一。工程主要任務(wù)是將西江來水在深圳市境內(nèi)進(jìn)行合理地分配和使用，實現(xiàn)新增境外水的優(yōu)化配置，保障西部片區(qū)的供水，滿足遠(yuǎn)期寶安區(qū)、光明區(qū)、南山區(qū)（部分）的供水要求。輸水干線總長約21.68 km，工程設(shè)計規(guī)模260萬m3/d，沿途向羅田、五指耙、長流陂等3座水廠供水，各水廠供水規(guī)模分別為70萬，30萬，55萬m3/d，流入鐵崗水庫流量為105萬m3/d，經(jīng)鐵崗水庫調(diào)蓄后向南山、朱坳水廠等2座水廠供水。

3.2綠色建造參照標(biāo)準(zhǔn)

現(xiàn)階段水利建筑暫無綠色建造評價標(biāo)準(zhǔn)，項目綠色建造措施主要參照目前國內(nèi)外較為通行的民用建筑綠色建造標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，主要包括深圳地標(biāo)綠色建筑評價標(biāo)準(zhǔn)、國際綠色建筑評價標(biāo)準(zhǔn)、國際LEED標(biāo)準(zhǔn)。

（1） 深圳地標(biāo)綠色建筑評價標(biāo)準(zhǔn)。

評價的主要方面包括節(jié)地、節(jié)能、節(jié)水、節(jié)材、室內(nèi)環(huán)境、施工管理、運維管理。

（2） 國標(biāo)綠色建筑評價標(biāo)準(zhǔn)。

評價的主要方面包括安全耐久、健康舒適、生活便利、資源節(jié)約、環(huán)境宜居。

（3） 國際LEED標(biāo)準(zhǔn)。

LEED標(biāo)準(zhǔn)評價的主要方面包括創(chuàng)新設(shè)計、選址交通、場地、節(jié)水、能源、材料、室內(nèi)環(huán)境、區(qū)域優(yōu)先。

3.3綠色建造措施

從上述的評價標(biāo)準(zhǔn)分析，綠色建筑的評價體系主要集中在土地利用、能源管理、材料使用、施工管理、運維管理及創(chuàng)新幾個方面，根據(jù)城市水務(wù)行業(yè)特性，結(jié)合本項目設(shè)計實際情況，主要圍繞安全耐久、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)能、節(jié)材、環(huán)境保護(hù)、施工管理、運維管理、創(chuàng)新提高等9個方面打造綠色建造措施。

（1） 安全耐久措施。

① 經(jīng)久耐用。

本項目為輸水工程，為保證工程質(zhì)量與降低后期維護(hù)成本，項目混凝土均采用高性能混凝土（滲蝕碳堿），選用耐水止水材料。

② 安全減危。

結(jié)合城區(qū)環(huán)境，優(yōu)先進(jìn)行掘進(jìn)，少用鉆爆。

（2） 節(jié)地措施。

通過方案優(yōu)化的方式減少永久及施工臨時占地，主要有：

① 深埋隧洞，降低用地需求。

本工程輸水線路采用深埋隧洞結(jié)構(gòu)型式布置，埋深大于50 m，對沿線地表現(xiàn)狀地物使用功能及城市地下空間利用發(fā)展規(guī)劃不產(chǎn)生影響，保留未來城市發(fā)展空間，最大限度減少項目占地。

② 優(yōu)化布置，減少永久占地。

優(yōu)化主要建筑物布置方案，將可研階段13處原地面泵站、閥室、檢修井等永久建筑物優(yōu)化為7處，減少永久占地。

③ 優(yōu)化施工，減少臨時占地。

優(yōu)化施工組織，綜合考慮材料加工、轉(zhuǎn)運與占地等因素，集中加工廠，減少工廠數(shù)量，減少施工臨時占地。

（3） 節(jié)水措施。

① 結(jié)構(gòu)防漏。

鋼襯防止內(nèi)水外滲，內(nèi)外襯之間采用高性能自密實混凝土填充密實。

② 施工用水再利用。

施工用水進(jìn)行收集、處理、回收再利用。

③ 海綿城市。

采用海綿城市技術(shù)，對雨水（中水）進(jìn)行循環(huán)利用，減少對城市供水的需求，同時也減少項目的對外排放，提高本項目輸送水體安全的保障度。海綿城市具體工程措施包括透水鋪裝、雨水花園、下沉式綠地等。

④ 營地建筑節(jié)水。

營地建筑內(nèi)采用節(jié)水型潔具，公用衛(wèi)生間采用感應(yīng)式出水潔具。

（4） 節(jié)能措施。

① 水力機(jī)械節(jié)能。

輸水干線分段檢修閥、排氣閥和起重設(shè)備，以及輸水隧洞分段檢修排水系統(tǒng)和滲漏排水系統(tǒng)等，根據(jù)經(jīng)濟(jì)流速選擇合適的管徑，通過優(yōu)化布置減少管路損失。要求盡量選擇摩阻較小的管材，如無縫鋼管、不銹鋼管等內(nèi)表面光滑的產(chǎn)品，減少管路損失來減少水泵揚程，以達(dá)到節(jié)約能源消耗的目的。

② 營地建筑節(jié)能。

除宿舍衛(wèi)生間采用人工照明和機(jī)械通風(fēng)外，其他所有房間均有自然采光、通風(fēng)。外窗采用塑鋼系列型材，雙層中空玻璃，屋面采用防水保溫屋面。結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂蚝妥匀毁Y源條件合理利用可再生能源，室外照明采用太陽能燈具。利用建筑屋頂設(shè)置太陽能光伏發(fā)電［6］。

（5） 節(jié)材措施。

① 預(yù)制結(jié)構(gòu)。

主體輸水隧洞護(hù)盾式TBM隧洞段采用管片外襯、鋼管內(nèi)襯的鋼內(nèi)襯分離式結(jié)構(gòu)，內(nèi)外襯均為預(yù)制組裝構(gòu)件，另工程全部采用預(yù)拌混凝土、預(yù)拌砂漿。

② 用材高強(qiáng)降耗。

使用高標(biāo)號混凝土、高強(qiáng)鋼筋，降低材料用量。采用高強(qiáng)建材同時提高了建筑的耐久性，降低了后期的運維頻次與材料，降低了運維成本。

③ 設(shè)備二次利用。

建造設(shè)備選擇減少專用，兼顧通用，如TBM選型等。

④ 渣料利用。

項目填筑充分利用開挖料，多余渣料在市內(nèi)其他項目中做資源化利用，冗余部分按棄置要求處理。

（6） 環(huán)境保護(hù)措施。

① 水源地水質(zhì)保護(hù)。

本項目進(jìn)水口位于羅田水庫飲用水水源保護(hù)區(qū)內(nèi)，出水口位于鐵崗水庫飲用水水源保護(hù)區(qū)內(nèi)。進(jìn)、出水口施工均設(shè)置雙排鋼管樁圍堰，兩排樁之間回填砂礫石料。鋼板樁圍堰結(jié)構(gòu)防水好，施工進(jìn)度快，圍堰拆除完整，不會在河床遺留廢棄物。通過設(shè)置防污屏，減少了圍堰砌筑和拆除時對飲用水水源地水質(zhì)的影響。

② 地下水保護(hù)。

采用鉆爆法施工段施工過程中應(yīng)采用安全無毒炸藥；隧洞內(nèi)集水井應(yīng)選擇在無地質(zhì)裂隙處，并進(jìn)行防滲處理；施工廢水處理設(shè)施底部和四周均需采取防滲處理。

③ 森林公園保護(hù)。

工程臨時占地和永久占地以及輸水隧洞涉及的森林公園，采取的主要保護(hù)措施如下：

輸水洞口及支洞口優(yōu)化施工工藝，盡量保全洞口山坡及植被，減少洞口仰坡防護(hù)工程，洞口景觀與周邊景觀盡量相協(xié)調(diào)；輸水隧洞施工過程中需進(jìn)行地質(zhì)超前預(yù)報，采取以“堵”為主方針，嚴(yán)格控制爆破技術(shù)，降低鉆爆法施工對圍巖的擾動，盡量減少隧洞施工涌水量，降低隧洞上方植被產(chǎn)生的不利影響；施工過程中加強(qiáng)對洞頂植被監(jiān)測；優(yōu)化爆破施工工藝和施工計劃安排，盡量減小施工爆破噪聲對森林公園內(nèi)野生動物的驚擾。

④ 自然保護(hù)區(qū)保護(hù)。

工程出水口和鐵崗工作井及永久道路等位于深圳市寶安鐵崗—石巖濕地市級自然保護(hù)區(qū)內(nèi)，采取的主要環(huán)境保護(hù)措施如下：

合理布置施工營地，盡可能減少臨時占地對植被的碾壓和破壞；嚴(yán)格控制作業(yè)帶寬度，不得超寬超計劃砍伐植被，施工人員及施工機(jī)械禁止進(jìn)入施工區(qū)以外的其他保護(hù)區(qū)內(nèi)林地，并落實林地補(bǔ)償責(zé)任和恢復(fù)措施；優(yōu)化工程設(shè)計，合理安排施工時序，保護(hù)區(qū)內(nèi)施工應(yīng)盡量避開鳥類的繁殖季節(jié)和越冬季節(jié)，或盡量縮短施工時間；加強(qiáng)對保護(hù)區(qū)原地形地貌和景觀的保護(hù)，泵站等建筑物設(shè)計盡量與周邊景觀相協(xié)調(diào)。

⑤ 污廢水處理。

本工程生活污水主要污染物為COD、BOD5、SS、TP、TN等，根據(jù)類似工程經(jīng)驗，生活污水中主要污染物濃度一般為：SS 150 mg/L、COD 250 mg/L、BOD5 150 mg/L、NH3-N 20 mg/L、TP 4.5 mg/L。工程生活區(qū)生活污水處理設(shè)備（A/O工藝）工藝流程見圖1。

⑥ 禁裸設(shè)計。

規(guī)劃臨時堆渣場地，防護(hù)到位、避免地表植被破壞和棄石棄土造成的水土流失。在施工結(jié)束后，按規(guī)定要求對棄渣場碾壓整平，回覆表土［6］。

（7） 施工管理措施。

① 智慧工地。采用物聯(lián)網(wǎng)+BIM，進(jìn)度、投資、質(zhì)量做到智能管控。

② 技術(shù)支持。進(jìn)行綠色建造專項施工組織設(shè)計；專項交底和會審［7］。

③ 提高施工效率。TBM管片、鋼管實現(xiàn)模塊化，施工機(jī)械進(jìn)行合理選型。

④ 用材控耗。加強(qiáng)預(yù)拌混凝土損耗、鋼筋加工損耗的控制。

⑤ 危大工程安全管控。梳理危大工程清單，制定專項應(yīng)急預(yù)案［8］。

（8） 運維管理措施。

① 智慧運維。聯(lián)合調(diào)度、結(jié)構(gòu)及設(shè)備在線監(jiān)測、環(huán)境與能耗監(jiān)控。

② 規(guī)范化管理。制定完善的節(jié)能、節(jié)水、節(jié)材、綠化操作規(guī)程。

③ 建筑評估與優(yōu)化。定期評估建筑效果、依據(jù)評估結(jié)果及時優(yōu)化。

④ 優(yōu)選設(shè)備。運行設(shè)備合理選型、運維高效、節(jié)能。

（9） 創(chuàng)新提高措施。

① 智慧工程。基于BIM進(jìn)行全階段智慧設(shè)計、建造和運維。

② 智能檢修。研究水下智能檢測、水下機(jī)器人檢修技術(shù)。

③ 生物防腐。研究附著機(jī)理、防附著及污損措施（物理、生物、化學(xué)）。

④ 建筑型式。研究地面建筑采用鋼結(jié)構(gòu)、裝配式結(jié)構(gòu)的合理性。

⑤ 造型協(xié)調(diào)。水庫內(nèi)、城區(qū)地面建筑融入周邊環(huán)境、因地制宜。

⑥ 產(chǎn)品質(zhì)量控制。采用無質(zhì)量潛在缺陷產(chǎn)品。

4結(jié) 語

綠色建造是符合當(dāng)前國家“雙碳”戰(zhàn)略方向的行業(yè)大趨勢，目前城市水務(wù)工程中綠色建造的發(fā)展尚處于起步的階段，對于措施的內(nèi)容、評價體系尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。

基于深圳市羅鐵工程的實踐運用，從安全耐久、節(jié)地、節(jié)能、節(jié)水、節(jié)材、環(huán)境保護(hù)、施工管理、運維管理、創(chuàng)新提高等多個層面探討了可廣泛利用于城市水務(wù)工程的綠色建造通用策略，

其工程措施可操作性強(qiáng)，可以為同質(zhì)同類工程提供實踐參考，同時也可為綠色建造在其他項目類型中的綜合應(yīng)用提供新的思路。

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（編輯：黎剛）