地铁盾构工程的环境保护技术

2018-10-12林松雪

中国设备工程 2018年19期

林松雪

(中车建设工程有限公司，北京 100078)

地铁车站与盾构法隧道工程多处于人口稠密的城市区域中，盾构法隧道施工为高度机械化作业，可以让施工质量得到保证，但是在施工过程中，普遍存在环境保护等问题，需要结合环境保护法及相关标准，对地铁盾构工程开展有效的环境保护措施。

1 概述

在城市的地铁施工中，地铁盾构是一种十分重要的施工技术，在地面下暗挖隧道中，此种施工方法的应用具有重要意义。在具体施工中，主要需要利用地铁盾构机完成地下掘进的工作，地铁盾构机为盾构隧道掘进机，利用此种专用工程机械可以进行隧道掘进，现阶段，盾构掘进机中集光、电、机、传感、液以及信息技术于一身，可以高效完成土渣输送、土体开挖、隧道衬砌以及测量导向纠偏等工作，在掘进过程中，需要保证开挖面的稳定性，防止软基开挖面出现崩塌的情况。在地铁盾构工程施工中，主要包含3大主要要素，即挖掘与排土、稳定开挖面以及衬砌，多数硬岩岩体具有较好的稳定性，在使用地铁盾构法时，其具有较高的自动化程度、较快的施工速度，与此同时，可以使人力得到有效的节省，且不会受到气候环境的影响。

2 地铁盾构施工环境污染

在地铁盾构施工中，可能会经过商业区、文教区以及交通干线。盾构施工可能会影响此类区域的正常运行秩序，进而对此类区域内群众的工作、生活带来不利影响，与此同时，地铁盾构施工可能会产生振动、噪音、扬尘现象，进而对此类区域的环境质量造成不利影响。在盾构施工过程中，隧道开挖还会使得地表隆降、出现土体运动的情况，如果没有对其进行有效控制，就有可能造成其他的环境污染现象。对其环境污染进行具体分析，可以将其分为6种主要类型。

（1）噪声污染。在地铁盾构施工过程中，车辆运输与现场施工均会产生噪声污染。利用盾构机、龙门吊、挖掘机、洞内通风机等设备时，会影响临近敏感点，成为噪声源，而重型车辆运输时，也会对附近及沿线的敏感点造成影响，成为噪声源。因此，此类噪声源可以分为流动、固定两种类型，在对附近居民生活造成影响的同时，还有可能会伤害施工人员的身体健康。

（2）大气污染。在地铁盾构施工洞内外挖土、装卸以及运输等施工环节中，在露天搅拌站进行搅拌过程中，都有可能产生大气污染、扬尘现象。除此之外，诸如车辆运输、炉灶燃也会出现废气，造成大气污染。

（3）振动。在地铁盾构施工过程中，诸如夯实、锤击、钻孔等施工作业都有可能产生振动，其振动影响范围通常小于30m。

（4）固体废弃物污染。在地铁盾构施工过程中，会产生建筑废料、工程弃土、人员生活垃圾等多种固体废弃物，且在弃土外运过程中，城市道路有可能会受到污染。

（5）水污染。在地铁盾构施工过程中，可能会产生施工废水、人员生活污水，此类废水及污水可能会影响到施工环境中的地下水，在施工废水中，其具有较高的含泥量，且部分废水包含化学废弃物，需要对其进行沉淀与化学处理才能排放。泥砂可能会对市政地下水系统造成堵塞，使系统的平稳运行受到影响。

（6）地表建筑物沉降。盾构施工会扰动土层，在施工过程中，如果没有对盾构施工的具体操作进行有效控制，就有可能让地表建筑物出现沉降现象，与此同时，可能会使房屋倒塌、倾斜，使得管线破裂。

3 地铁盾构工程环境保护技术

3.1 噪声污染控制及处理

在地铁盾构工程施工中，为对其环境进行有效保护，需要对噪声污染进行控制及处理。对此，需要做好4项基本工作。首先，需要在机械选型上选择污染低、噪音低的环保机械设备；其次，需要在制定施工方案时考虑噪声污染的情况，利用合理的场地布局、施工安排来减少噪声污染，如在我国某地铁盾构隧道工程中，就在车站中板设置大噪音设备，同时，在施工方案中明确了盾构机以及配套设备的维修保养措施、检查措施；然后，要结合地铁盾构施工周围居民的生活方式，灵活安排会产生较大噪音的工序及机械，规避机械施工中扰民的现象；最后，在施工现场尽量利用商品混凝土，防止现场搅拌形成的噪音现象。

3.2 大气污染控制

在地铁盾构施工中，产生的粉尘、渣土可能会对空气造成污染，在地铁盾构施工中，为对空气污染进行有效控制，可以采用两种基本措施：（1）针对搅拌站搅拌造成的空气污染，为对其进行解决，需要对隔尘棚进行合理搭设，包围搅拌站。（2）在地铁盾构施工现场，需要对弃渣堆放池进行科学设置，在洞内集中堆放，包括地面产生的渣土以及建筑垃圾，让因大风、干燥天气所造成空气污染得到有效控制。

3.3 振动控制

为有效控制地铁盾构工程施工中的振动现象，首先，需要控制因重型机械设备运输、运转所产生的振动现象，需要对施工场地进行硬化处理，并做好防振垫层的工作；然后，尽量减少锤击、夯击、钻孔等机械施工环节，尽量在白天时段进行此类的机械施工。

3.4 固体废弃物的污染控制

结合上文，建筑废料与弃渣为地铁盾构工程施工中的固体废弃污染物，需要结合当地环境卫生管理的相关规定，对此类污染物进行严格控制，尽量减少城市道路污染。需要做好5项基本措施，首先，需要考量当地复杂的地质环境，如果渣土槽的弃渣状态相对较稀，外运不便，那么需要利用生石灰对其进行搅拌固化，完成外运工作；其次，需要利用加盖汽车外运渣土，将洗车槽设置在出口处，方便冲洗运输车辆；然后，覆盖砂石料、水泥以及土石方，在运输中做好洒水湿润的工作，并硬化洒水场地与临时道路；之后依照当地规定办理夜间施工许可证，运输弃渣至垃圾处理厂、渣土场；最后，安排专人对车辆出入口开展打扫卫生的工作，并对施工人员进行教育培训，让其具有良好的卫生习惯，确保生活环境与工作环境具有较高的整洁性。

3.5 水污染控制

为对地铁盾构工程施工中的水污染进行有效控制，需要做好3项基本工作。首先，需要对当地降雨特征进行考虑，进而保证施工计划安排和地面排水系统设计的科学性，对排水畅通能力、过载能力进行全面考虑，防止在隧道、基坑中有大量雨水流入，使结构的安全性受到影响；其次，严格依照《污水综合排放标准》等相关规定，对城市下水道的排入悬浮物进行严格检查，在盾构施工之前，需要和施工周围上下水管线的过载能力、走向进行紧密结合，对排水口位置进行科学布置，确保施工过程中工地排水与污水处理设施运行的有效性；最后，如果施工废水主要来源为盾构机的掘进，那么需要对其进行导流处理，让其到达线路最低处，之后需要利用泥浆泵，抽出污水至地面沉淀池，再经过沉淀处理之后，可以将其排放至市政废水系统之中，与此同时，部分循环污水可以在沉淀处理之后进入冷却塔，进行循环利用。

3.6 地标建筑物沉降控制

在地铁盾构工程施工过程中，为控制地表建筑物沉降，避免出现沉降问题。首先，在施工开展之前调查沿线建筑物及管线的情况，加固处理危险建筑物；其次，确保同步注浆的饱满度以及及时性，保证施工计划的正常开展；然后，在掘进过程中，紧密结合地面、沿线建筑物的实际情况，合理选择换刀地点以及掘进参数；之后，需要保证沿线建筑物的全过程监测，反馈地面与房屋的沉降情况至各个部门和盾构操作司机；最后，在掘进过程中，对沿线建筑物完成定期记录、定期拍照、定期签认的工作，如果有特殊情况出现，那么需要对其进行及时的协调处理。