刚果(布)原始生态环境下的公路绿色施工技术
2015-09-20
中建五局土木工程有限公司 长沙 410004
1 工程概况
刚果共和国〔下称刚果(布)〕国家1号公路是连接刚果(布)第一大城市首都布拉柴维尔和第二大城市黑角之间的唯一公路交通,东西走向,全长约570 km(图1)。
图1 刚果(布)国家1号公路位置示意
新建的刚果(布)国家1号公路项目工程总投资约26.83亿美元,其中黑角至第三大城市多利吉段的160 km处于马永贝原始森林区,多利吉至该国南部小镇明都利段的209 km处于类似草原的平原微丘区,明都利至终点布拉柴维尔段的150 km处于砂性土路段的山岭重丘区。项目部承建施工马永贝森林区的1-2合同段(56 km)和明都利至布拉柴维尔的3-1合同段(68 km)、3-2合同段(82 km)、2号路复线合同段(16 km)。
2 工程特点、重点和难点
刚果(布)国家1号公路的建设项目建设标准虽然仅相当于国内二级路,但算得上是该国有史以来最大规模的工程建设项目,对于在刚果(布)这个号称是世界上最不发达国家之一的地方开展如此大规模、高强度的施工,该工程的施工将面临诸多难点[1,2]。
1) 物资资源极度匮乏。刚果(布)是典型的完全依赖自然资源出口以维持生存的非洲国家,没有任何工业设施,项目实施所需生产物资(如水泥、钢筋、沥青等)、设备及生活物资全部要依靠从中国或者通过第三国采购进口。因此,合理计划和组织资源进口、转运,节约或优化使用公路建造材料,成为该项目顺利开展的重要保障。
2) 环境保护任务艰巨。为保证项目施工完成后公路沿线依然具备优越的自然环境,保持该国原始生态状况,加之线路较长,施工点多面广,对公路施工常见的植被保护、边坡防护、水土流失、建筑垃圾处理等提出了更为严格的要求,环境保护任务非常艰巨,如图2所示。
3) 自然气候分割显著。刚果(布)国家1号公路地处大西洋东岸,旱雨季分割非常明显,旱季连续5个月基本无降雨,雨季连续7个月雨水不断。因此,给植被恢复、防止水土流失等环境保护施工措施的实施造成了较大的困难,同时雨季巨大的降雨量常常对成品保护、施工便道造成很大的影响和破坏。
4) 技术标准磨合艰难。由于刚果(布)没有本国的公路标准规范体系,为保证项目设计审批、施工过程中的工序验收和竣工后的验收,业主、监理方、承包方通过标准谈判和设计审批过程中的反复磨合、设计方案的不断修改,形成了三方都能接受,并适合本项目执行的经济指标和过程质量控制的技术标准,为项目实施达到节能、环保、创效的目标提供了技术保证。
3 主要绿色施工技术措施
针对刚果(布)国家1号公路所处地理环境的特点,为确保最大限度地保护环境、节约能源和资源,在设计、施工过程中采取了以下5个方面的措施。
3.1 保护森林,维护自然生态
3.1.1 规划管理
一期项目长160 km线路设计中,90%以上路段与原1号公路重合,仅有10%的路段进行了新的线路调整设计,这一设计措施对有效保护原始森林原生态起到了重要作用。
除了管理会计自身意识薄弱的问题之外,还存在管理会计人员整体素质较低的问题。管理会计作为一个综合性较强的职务,其对知识的要求也较高。不仅要求管理会计人员对会计的业务流程熟悉,更要具备充分的管理经验。许多时候管理会计并不需要亲自进行会计的业务工作,一个优秀的大型企业往往有基层的会计人员进行会计工作,而管理会计更重要的职责则是对基层的会计人员的管理以及与上层的汇报交接。但目前由于我国管理会计人员整体素质偏低,不仅管理意识薄弱,并且缺乏相应的知识。除此之外,还有部分管理会计道德素质存在问题,因此出现了在工作中不负责任、弄虚作假的情况,导致企业的发展受到影响。
为节约公路建设用地宽度,填方路段在保证线路纵坡要求下尽量采取低路基设计,原地面横向坡度较陡时采用坡底护脚墙设计,挖方路段在保证边坡稳定的前提下采用较陡坡率设计,以减少公路用地范围,最大限度地减少对森林植被的破坏(图3)。
图2 重建前状态
图3 坡底护脚墙设计
3.1.2 施工措施
1)严格控制树木砍伐。测量人员准确施放线路用地红线,标注需砍伐的树木,伐木队根据测量标注严格控制树木砍伐数量,有效地保护了森林资源。根据工程完工后的签证统计,1-2合同段长56 km的森林路段,树木砍伐仅3 500多棵,按平均用地宽度25 m计算,平均每1 000 m2砍伐树木仅3棵。
2)严格控制便道用地。为防止现场施工人员随意开设施工便道,破坏环境,项目部规定便道开设必须编制开设和恢复方案,报项目总工程师和项目经理批准后方能实施,同时要求尽量采取施工便道与主线共线、公路分幅施工的措施,以减少施工便道对生态环境的破坏。
3.2 推陈出新,治理水土流失
项目部承建施工的二期工程166 km路段大部分为砂土区域。砂土颗粒之间黏聚力小,性质松散,公路施工活动造成了原地面地形、地貌变化,受雨水冲刷极易形成冲蚀,导致水土流失。为此,根据当地的地质和地形条件,推陈出新设计了符合现场的排水设施,大大降低了水土流失的风险。
3.2.1 修建蒸发池
为防止雨季期间涵洞、边沟排水对砂土地质造成严重冲蚀,该项目涵洞及水沟出口处理大量采用了蒸发池设计,根据汇水面积不同,蒸发池容量设计为500~50 000 m3不等,这一设计方案一方面解决了因地形造成排水困难的问题,另一方面因蒸发池能及时汇集流水,避免了涵洞和水沟集中排水产生的地表径流对砂性土的冲蚀破坏,效果良好(图4)。
图4 砂性土路段施工完成的蒸发池(二期)
在地势较为平坦的砂土区域,涵洞或水沟集中排出的水流到达路基以外时,为防止涵洞或水沟出水口水流对砂性土造成冲蚀,项目部设计了消力石或者消能池。这样避免了径流的形成,而是通过漫流的方式进行排除,不致于造成集中冲刷。消力石和消能池的设置一方面降低了水流速度,另一方面因为不用修建蒸发池也节约了投资。消力石和消能池布置范围及形式由设计根据排水量确定(图5)。
图5 涵洞或者出水口修建的消力石或者消能池
3.3 生态防护,打造绿色工程
3.3.1 香根草边坡防护
香根草是一种多年生草本植物,根系生长1 m以上,茎直立,簇生。叶狭长,线形、坚硬,有一定强度,能拦截φ10 cm以下的碎石块。根长一般为1.50~3.50 m。该草根系十分发达,养护得当时发育又浓又密,被称之为“有生命的土壤钉子”,可很好地将土层稳固,非常适用于稳定土质边坡,以香根草为主体的生态型防护不仅能起到保护边坡表面免受雨水冲刷,保护边坡的整体稳定性,而且还可以兼顾美化、恢复植被生态和协调自然环境的作用。该项目砂性土边坡的防护大量采用了种植香根草方案,在对砂性土边坡进行有效防护的同时,又形成了郁郁葱葱的公路绿色景观[3,4]。
3.3.2 取土场、弃土场的选用和植被恢复
取土场、弃土场极易成为水土流失源。为此,该项目取土场和弃土场的选取十分谨慎,取土场尽量选取在山坡坡顶,以减少雨水汇流对取土场的冲蚀,弃土场的选取在确保不破坏自然水系的条件下,尽量选择在地势低洼的地方。在取土场进行施工时,为保证取土结束后的植被恢复,先将比较肥沃的表土推至四周临时存放,取土结束时再将周边堆放的表土反推至裸露的砂土上覆盖,经过1~2个月的雨季时节即可恢复植被。
弃土场堆放弃土时应分层进行、适当碾压,防止雨季沉降导致开裂渗水,从而产生较大冲沟。弃土场施工完毕后对顶面进行平整,周边设置拦水埂,修整边坡,以使弃土场顶面的水自然下渗,防止流入边坡,引起冲蚀。弃土场裸露表面全部用腐殖土覆盖,厚度不小于30 cm,以恢复地表环境,防止水土流失。通过以上措施,取土场、弃土场的植被恢复良好,绿色生态施工得到较好落实。
3.3.3 远离行车视线开设采石场,保护路边山石景观
刚果(布)没有市场化的采石场,需自办采石场生产碎石。除采石场施工时应采取的环境保护措施和开采完成后应采取的植被恢复措施外,由于砂性土区域石山很少,公路旁边的岩石是非常难得的景观。因此,该项目对采石场场址的选取尽量远离公路主线,有效保护了公路两侧环境景观。
3.4 废物(料)处理,杜绝环境污染
公路施工中减少扬尘污染、妥善处理废料(物)是环境保护的重要措施,在刚果(布)国家1号公路的实施过程中,对扬尘污染采取了常规的洒水降尘措施,对施工产生的废物(料)也采取了妥善的处理措施,有效杜绝了对环境的污染。沥青混凝土拌和站往往是公路施工环境污染的主要源头,由于项目所处当地国人烟稀少,施工中因地制宜,主要从加强对固体污染物的处理着手,采取了以下措施[5,6]:
1)在沥青混凝土拌和站设置废料回收填埋池,对成品仓底部掉落的沥青混凝土进行定期清扫,并将清扫出的沥青混凝土废料运至填埋池内统一填埋,工程结束后再对填埋池进行覆盖和植被处理。
2)尽量使用非桶装沥青,对使用桶装沥青遗留的铁皮桶,采用施工机械将其挤压成块后统一填埋处理(当地国炼铁技术落后,暂不回收废旧沥青桶)。
3)对施工现场产生的沥青混凝土边角料及时进行清理,并收集进行填埋处理。
4)将自卸车改装为封闭的粉料储存运输车,回收通过除尘装置排出的废粉,并运输至指定的填埋池进行填埋处理。
3.5 就地取材,节约资源能源
在路面结构层施工材料中,国内普遍采用水泥稳定碎石作为底基层,在刚果(布)国家1号公路项目中,为节约使用资源和能源,根据当地实际情况,大量使用天然材料作为底基层。在项目部施工的路段,采用天然红土粒料和黄沙作为底基层结构层,采用纯级配碎石材料作为路面基层结构,在确保路面结构层质量的前提下,有效节约了资源和能源,降低了投资成本,取得了较好的社会效益和经济效益。
3.5.1 红土粒料底基层
红土粒料天然级配好、强度高、水稳定性好、开采简单、成本低廉,在国家1号公路沿线分布较广泛,蕴藏量较丰富,在项目部承建的1-2、3-1、3-2三个合同段共使用红土粒料底基层8.40×105m3,按照5%水泥稳定砂砾土计算,使用天然红土粒料作为底基层节约水泥约90 000 t,节能效果显著。
红土粒料底基层在施工过程中需要特别关注的是在平整过程中防止红土粒料中的砾石离析分化,形成强度不均的底基层结构层。
3.5.2 黄沙底基层
由于砂性土路段红土粒料缺乏,长距离远运将大大增加投资成本,因此,经与监理单位进行有效沟通,3-2合同段从PK120至PK150路段30 km和2号路复线合同段全段16 km均采用强度相对较高(CBR≥30%)的黄沙作为底基层材料,经统计,采用黄沙作为底基层材料,减少红土粒料运量约3×107t,节约能源(柴油)消耗约2 400 t。
3.5.3 级配碎石基层
为节约使用水泥资源,刚果(布)国家1号公路设计采用了纯级配碎石柔性基层结构,有效降低了投资成本,项目部承建路段级配碎石基层共6.40×105m3,参照水泥含量5%的水稳碎石基层计算,节约水泥约75 000 t。
4 结语
绿色施工的应用是时代发展的需要,是缓解资源供应不足、矛盾日益突出的有效措施。同时,绿色施工是建筑业可持续发展的需要。刚果(布)项目在建设过程中采用绿色施工技术,很好地保护了当地的生态环境,减少能源和材料的消耗,在节约能源、材料、水源、土地和环境保护方面做出了巨大的贡献,取得了较好的社会效益和经济效益,得到了当地民众的一致好评。