土木工程施工中节能绿色环保技术的应用

张飞

中核四0四有限公司 甘肃 嘉峪关 735100

近年来，面对生态环境恶化问题，我国提出可持续发展的宏观战略，以节能环保、绿色施工作为土木工程建造目标，在保证施工过程受控前提下，最大限度节省资源、能源，而这也是我国建筑行业的未来发展主导方向。在这一背景下，如何推动节能绿色环保技术顺利融入到土木工程施工体系，是当前一项重要课题，本文开展研究。

1 土木工程施工中节能绿色环保技术的应用价值

1.1 减少资源消耗

土木工程施工期间会持续消耗大量的施工材料，包括钢材、混凝土、木材等，随着工程建设规模扩大与工程数量增多，施工原材料赤字规模呈现逐年稳步增加态势，对行业发展造成深远的影响。通过节能绿色环保技术的应用，可以有效减少施工资源的实际耗用量，做到对工程建设活动、可持续发展战略的兼顾。以木材为例，根据相关统计结果显示，我国在2009年的木材供应赤字为1.07亿立方米，2016年木材供应赤字增加值1.82亿立方米，相当比重的木材被消耗在工程建设领域，主要以木模板形式被使用。对此，可以选用新型的铝合金模板材料，铝模板平均周转次数超过200次，到达使用寿命后还可以进行循环利用，而木模板周转次数在8-10次不等，周转次数超过4次后还有可能出现翘曲等质量缺陷[1]。

1.2 节能减排

土木工程施工阶段与投运使用阶段，会持续消耗电力能源，实际能耗量远超正常水准。对节能绿色环保技术的应用，可以避免产生不必要的能源浪费，进而起到降低工程造价、缓解能源供需矛盾的作用，这也有利于建设新型绿色土木工程。例如，在现场施工阶段，采取LED光源，安装新型照明灯具，在满足夜间施工需要的前提下，降低照明系统能耗水平。而在工程投运使用阶段，提前采取外墙保温、绿化屋顶等绿色施工技术，强化建筑物围护结构的保温隔热性能，减少空调制冷量与暖通系统供热量。

1.3 保护生态环境

施工活动会对当地生态环境造成一定程度的影响，出现大气污染、噪音污染、水体污染等问题，需要通过节能绿色环保技术来改善原有施工体系，尽量消除当地环境遭受的负面影响。例如，为预防大气污染问题出现，采取扬尘控制技术，在基坑开挖、地基处理环节额外采取遮挡覆盖等技术措施，避免落尘、飘尘向四周范围扩散。为预防土壤污染与水体污染问题出现，对施工废弃物与施工废水进行特殊处理，不得直接排放废水，或是采取废弃物填埋、焚烧等简单处理方式。

1.4 提高工程效益

现代土木工程有着建设规模庞大、工期时间长特征，导致造价成本较为高昂，实际投资回报率并不理想，问题根源在于，由于建造模式落后、大规模使用传统工艺与材料，相当比例资金被浪费。节能绿色环保技术的应用，依靠先进施工技术，可以在保障建设质量的前提下，简化工艺流程、缩短工期时间、减少施工资源耗用量，最终取得理想的工程经济效益。例如，材料成本在工程总造价中的占比在70%左右，全面推行绿色节材技术，优先选用使用寿命长、采购价格低廉的绿色施工材料，或是对破损混凝土构件等施工废弃物进行再生回用处理。

2 土木工程施工中节能绿色环保技术的实践应用方法

2.1 围护结构节能技术

围护结构热工性能与建筑物暖通空调系统运行工况密切相关，通过强化围护结构热工性能，可以阻隔室内外热量交换，始终维持室内恒温环境，进而缩短暖通空调系统运行时间与降低运行能耗。因此，需要采取围护结构节能技术，以外墙保温、铝合金窗断桥、绿化屋顶技术为主。

2.1.1 外墙保温技术

外墙常见保温形式分为自保温、外保温两种，两种外墙保温体系的工艺做法略有不同，具体如下。第一，外墙自保温，也被称为夹芯保温，施工人员提前准备蒸压加气混凝土砌块与砂浆，按照施工图纸砌筑龄期超过28d的混凝土砌块，砌块底面朝上，反砌在外墙部位，把孔错缝搭接长度控制在9cm以上、竖向灰缝与水平灰缝饱满度分别控制在80%与90%以上，禁止出现透明缝、瞎缝问题。待墙体砌筑完毕后，紧贴墙体表面铺设聚苯板作为保温层，保持聚苯板顶高度和砌块高度一致，把相邻聚苯板切割为斜面后交错放置，聚苯板外侧挂靠镀锌钢筋网片与涂抹砂浆，最终砌筑外保护层，等待砂浆固结成型，即可完成外墙施工作业[2]。第二，外墙外保温。清理外墙基面灰尘污渍与修补破损部位，准备保温材料与砂浆，可选用岩棉板或是聚苯板作为保温材料。随后，采取点粘法，在保温板背面上涂抹多处粘结砂浆，把保温板平整铺贴在外墙表面，打入锚固件与涂抹底层抗裂砂浆，最后铺贴网格布与涂抹面层砂浆即可。

2.1.2 铝合金窗断桥技术

铝合金窗断桥技术是把窗框型材进行断开处理，通过断桥来阻挡热量传导，可以把外窗热传导性减少40%-70%，显著改善外窗节能效果。在现场施工期间，主要采取带钢副框安装方式，按顺序依次安装钢副框、主框与玻璃。第一，钢副框安装。标记门窗安装节点，检查钢副框规格质量是否达标，把钢副框平稳放置就位，打入木楔作为临时固定设施，把钢副框调整为横平竖直状态，后续在钢副框和周边墙体间隙处填充聚氨酯发泡胶，或是灌注水泥砂浆[3]。第二，主框安装。待门窗洞口土建施工结束后，把调整块调节至副框间最佳长度，安装主窗框，清理主副窗框接触面上杂物，拧入螺丝来固定窗框位置，在间隙部位打入发泡胶，发泡胶凝固后切割多余胶体。第三，玻璃安装。在槽口内部放置外胶条，完成胶条安装作业，胶条实际长度略大于设计长度，清理主框槽口内的灰尘杂质。随后，两侧20cm处放置垫块，把玻璃平稳放入窗框槽内，保持两侧间隙值等同状态，两端压入卡扣来固定玻璃位置，打入发泡胶，即可完成断桥施工作业。

2.1.3 绿化屋顶技术

在早期土木工程，屋顶始终是建筑围护结构的保温隔热薄弱部位，实际热工性能较差，室内温度受到室外环境影响，还有可能出现屋顶渗漏等质量通病。因此，需要采取绿化屋顶技术，取代原有屋顶构造形式，这将起到缓解城市热岛效应、强化结构保温隔热性能、改善主体结构防噪效果等多重作用。在绿化屋顶施工环节，屋顶构造从下到上由结构层、找平层、防水层、排水层与轻质土层组成。第一，结构层。以建筑物原有屋面作为结构层，浇筑强度等级在C20以上的混凝土，待混凝土结构固结成型、试块强度达标，即可进入下道工序。第二，找平层。清理基层表面灰尘污渍与残留浮浆，修补麻面、裂缝等质量缺陷部位，保持基层洁净、平整与湿润状态，禁止残留积水。随后，对女儿墙、支墩等部位进行细部处理，设置20cm圆弧角，留设分隔缝，嵌填密封材料，最终在基层上均匀涂刷水泥砂浆，开展48h以上的浇水养护作业[4]。第三，防水层。以防水卷材作为防水材料，按照施工图纸把卷材剪裁为特定尺寸，找平层表面与卷材背面涂刷胶粘剂，以屋顶坡度下方位置作为起始点，朝上方延伸铺贴卷材，错开相邻卷材接缝，控制卷材长短边搭接宽度，挤压卷材下方残留空气，在泛水口位置收头固定卷材。防水层成型后，开展闭水试验，判断防水效果是否达标。第四，排水层。以蓄排水板作为排水层，直接在防水层上方铺设蓄排水板，土层较厚时保持蓄排水板凸台朝上状态，土层较薄时保持蓄排水板凸台朝下状态。同时，要求所使用蓄排水板具备防水、抗穿刺功能。第五，轻质土层。排水层上方铺设卵石等材料作为过滤层，过滤层表面铺设轻质土，保持土体松软状态，根据植物种类来确定土层厚度。

2.2 环境保护技术

为保护生态环境不受破坏，施工单位提前收集同类工程施工案例，了解大气污染、噪音污染等污染问题的形成原因，针对性采取环境保护措施。正常情况下，具体采取建筑垃圾处置、污水排放控制、扬尘控制、噪音控制四项技术措施。

2.2.1 建筑垃圾处置

对于现场施工期间产生的各类建筑垃圾，提前罗列清单，对建筑垃圾的剩余利用价值、有毒性、有害性进行评价打分，制定专项处理方案。例如，对于废弃墨盒，把墨盒在仓库内集中堆放，定期交付给供应商进行回收处理。对于破损混凝土结构，把结构进行破碎加工处理，后续作为集料等原材料。而对于渣土等不具备有毒有害性与回收利用价值的建筑垃圾，在工程现场挑选指定区域进行填埋处理即可。

2.2.2 污水排放控制

对于施工废水，在施工区域周边设置排水沟、截水盲沟等临时排水设施，阻挡地表径流进入工程现场，以及阻挡施工废水流入周边水域环境当中。随后，在现场布置沉砂池，把污染程度较为轻微的机械设备冲洗废水等施工废水排入沉砂池内沉淀过滤，把生活污水等现场不具备处理条件的废水排入市政污水管网，最终输送至污水处理厂进行深度处理，禁止直接在工程现场直接排放污水。最后，拓展污水排放控制范围，除去设备车辆冲洗废水、混凝土养护废水等常规施工废水外，还需要把废弃泥浆等作为施工废水。例如，在桩基施工阶段，如果采取泥浆护壁工艺，需要在现场提前修筑沉淀池，把废弃泥浆放置在沉淀池内，由于泥浆、土渣二者相对密度不一致，随时间推移，逐渐出现分层现象，检测上层泥浆的比重等性能指标是否达标，把此类泥浆重新投入使用。

2.2.3 扬尘控制

在工程现场出入口设置冲洗区域，在机械设备、运输车辆进退场时，使用高压水枪冲洗表面灰尘。随后，在现场布置防尘雾炮，定期向周边区域喷射水雾，通过水雾保持地面湿润状态，增加灰尘颗粒重力，使灰尘无法在风力影响下出现飘尘、落尘现象。最后，安装扬尘检测仪，定期检测现场各处区域的空气粉尘浓度，如果浓度超标，立即启动防尘雾炮向地面洒水，必要时暂停基坑开挖等产生大量扬尘、烟尘的施工活动。

2.2.4 噪音控制

配备新型防噪施工设备，对于挖土机、装载机等噪声分贝较高的机械设备，以及混凝土浇筑、钢筋除锈加工等无法避免噪音问题的工序环节，需要合理安排作业时间，禁止在夜间启动此类大型设备与开展高噪声扰民施工作业。同时，在工程场地周边安装吸音设备，全天候监测现场噪音分贝值，要求昼间的施工噪音分贝不超过70dB，夜间施工噪音分贝不超过55dB。

2.3 清水混凝土模板技术

传统模板技术有着工艺流程繁琐、材料耗用量大的局限性，在后续装饰装修工程还需要使用到涂料、饰面板等材料，用于改善混凝土结构观感质量。因此，为克服传统技术局限性，需要应用到清水混凝土模板技术，模板壁面光滑平整，混凝土现浇结构在拆模后的观感质量较高，以自然质感作为饰面效果，可以省略抹灰等步骤与节省装饰装修材料。在模板施工期间，提前完成测量放线、搭设支撑体系、模板制作等准备工作，清理模板表面灰尘与修补破损部位，把面板拼缝高差与宽度均控制在1mm以内，刨平板端[5]。随后，在模板和混凝土接触面上粘贴PVC装饰胶带，内侧接缝部位涂刷专用封口漆，使用专用腻子对板缝进行嵌填、密封处理，模板内壁表面均匀涂刷脱模剂，按顺序完成柱模板、梁模板等部位的模板安装作业。最后，在现浇混凝土结构成型、到达养护时间后，即可拆除模板与配套支撑体系，检查混凝土外观质量是否达标，采取成品保护措施，避免混凝土表面结构受损。正常情况下，选用厚度在14mm左右的优质覆膜木胶板作为模板，此类模板有着尺寸准确、表面光滑平整的优势，在混凝土表面取得规律性、对称性的装饰效果。

2.4 预制式装配技术

早期土木工程普遍采取混凝土现浇建造模式，在工程现场支设模板、绑扎钢筋与浇筑混凝土，到达养护时间后拆除模板，按顺序完成基础结构、上部结构施工作业。现浇建造模式有着周期时间长、步骤繁琐的局限性，还会严重破坏周边环境。对此，需要应用推广预制装配式技术，提前根据施工要求，委托工厂制造特定规格尺寸、形状的混凝土预制构件，后续把预制构件转运入场，采取起吊安装等方式把构件摆放就位、固定连接，即可在短时间内把主体结构拼装成型，中途仅需在后浇带等特殊部位开展少量的混凝土现浇作业。以桩基施工为例，传统桩基施工技术采取人工灌注桩或钻孔灌注桩型式，挖设桩孔，孔内放置钢筋笼、水下灌注混凝土，容易出现桩身夹泥、桩位偏斜等质量通病。采取预制桩技术来取代落后工艺技术，提前把地表整平，地表铺设厚度在0.2m左右的砾石层，操纵吊机把预制桩起吊至桩位上方悬停，测量调整预制桩水平位置，保持桩身垂直状态，桩尖和桩位中心点完全重合，把桩尖强制插入土层。随后，采取锤击打桩、振动打桩或是静压打桩方式，持续把桩身完全打入土层，严格控制打桩速度与力度，定期测量调整桩身插入角度，避免断桩与桩身偏斜[6]。以锤击打桩技术为例，预制桩上方设置桩锤，桩锤起吊至特定高度，检查锤顶高程是否达标，控制桩锤自由下落，利用下落冲击力来克服土体对桩身阻力，连续多次开展打桩作业，使得桩身强制下沉，直至预制桩底部到达设计标高位置。

3 结语

综上所述，为顺利实现绿色施工目标，推动我国建筑行业迈入全新发展阶段，施工人员要明确节能绿色环保技术的价值。在工程建设期间，将节能绿色环保技术与传统施工体系相结合，将围护结构节能、环境保护、清水混凝土模板、预制式装配等新型技术有效融入到施工体系当中，结合工程实际情况，科学制定现场施工技术方案，提高土木工程项目节能成效。