高鐵環(huán)境友好型梁場建造技術(shù)研究

黃 斌，宋永哲

(中交第二航務(wù)工程局有限公司第六工程分公司，湖北 武漢 430014)

本文將依托國內(nèi)一在建高鐵項(xiàng)目的制梁場，從梁場布置、制存梁臺座規(guī)模和梁場建造環(huán)保措施等三個(gè)方面進(jìn)行研究。

1 依托工程概述

新建杭州至黃山鐵路站前及相關(guān)工程HHZQ-5標(biāo)段位于浙江省桐廬縣境內(nèi)，全線總長度33.804 km，設(shè)計(jì)時(shí)速250 km/h。本標(biāo)段范圍內(nèi)共有預(yù)制架設(shè)簡支箱梁491榀，其中32 m箱梁456榀，24 m箱梁35榀。

2 研究內(nèi)容

2.1 依地形地貌梁場布置研究

擬建場地周邊地形復(fù)雜，可選擇余地較少，最終采用場地主要由菜地、梨樹園、苗木地及水塘組成，存在一定坡度，場地標(biāo)高為44.8～57.3 m，地勢起伏較大，高差較大。

(1)生活辦公區(qū)依地形設(shè)置

由于整個(gè)場地沿主線線路方向有較大的自然坡度，梁場場地可采取階梯布置，階梯分生活區(qū)、辦公區(qū)、試驗(yàn)室、生產(chǎn)區(qū)四個(gè)高程，場平采用高處半挖，低處半填的方法，以減少填筑或挖方的方量。生活區(qū)場平以標(biāo)高54 m為基準(zhǔn)，試驗(yàn)室場平以標(biāo)高53 m為基準(zhǔn)，辦公區(qū)場平以標(biāo)高52.5 m為基準(zhǔn)。梁場主通道標(biāo)高52.5 m沿梁場縱向坡度為0.5%。

(2)設(shè)置制梁區(qū)縱橫坡布置

梁場規(guī)劃中鋼筋加工區(qū)、制梁區(qū)、存梁區(qū)三個(gè)區(qū)域生產(chǎn)連接緊密，且占地面積最大，需相對平整場地。制梁區(qū)長420 m，根據(jù)地質(zhì)勘察資料，沿線路方向有較大的自然坡度，常規(guī)梁場存梁區(qū)一般不設(shè)置縱坡，本工程通過對龍門吊設(shè)備安全運(yùn)行條件研究和制梁臺座施工質(zhì)量要求分析，充分考慮土方調(diào)配成本分析，提出制梁區(qū)、存梁區(qū)場地制梁區(qū)設(shè)置0.5%的縱坡，制梁區(qū)不設(shè)橫坡，存梁區(qū)設(shè)置1%橫坡。通過實(shí)踐應(yīng)用本方案，達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

(3)場地土方挖填平衡

生活區(qū)、辦公區(qū)、試驗(yàn)室、生產(chǎn)區(qū)設(shè)置四個(gè)階梯高程，場平采用高處半挖，低處半填的方法，充分利用場內(nèi)土方。實(shí)施效果：場內(nèi)挖方10.3萬m3，填方8.8萬m3。其中挖方包含池塘淤泥不適宜填方方量，場地清表土耕植土設(shè)置獨(dú)立儲備以備復(fù)耕時(shí)使用。場地內(nèi)土方可基本實(shí)現(xiàn)挖填平衡。最大限度減少填挖工程量及棄土方量，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目的。

圖1 場平斷面圖

2.2 制存梁臺座規(guī)模研究

以土地利用率最大為目標(biāo)規(guī)劃設(shè)計(jì)梁場布局，確定最佳制存梁臺座數(shù)量，達(dá)到既滿足工期計(jì)劃需要又達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的。

(1)制梁臺座數(shù)量研究

按照制梁工期和架梁工期，制梁臺座數(shù)量計(jì)算分析見表1。

表1 梁場制梁臺座分析計(jì)算

在滿足工期的前提下，合理確定制梁臺座的數(shù)量，避免制梁速度超過架梁速度，造成窩工甚至達(dá)到不浪費(fèi)的目的。

(2)存梁臺座數(shù)量研究

桐廬制梁場存梁臺座數(shù)量按照3種考慮，一為存梁臺座最少存放時(shí)間；二為正常梁場制存梁臺座合理比例；三為考慮特殊控制性節(jié)點(diǎn)影響。

表2 梁場存梁臺座分析計(jì)算

通過對影響制、存梁臺座規(guī)模的關(guān)鍵因素研究，解決制梁場制、存梁臺座經(jīng)常出現(xiàn)臺座資源閑置問題，最終確定制梁臺座和存梁臺座數(shù)量。

(3)制存梁臺座結(jié)構(gòu)研究

以往制存梁臺座的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要指標(biāo)為安全，造成了很多結(jié)構(gòu)安全系數(shù)過大，鋼筋、混凝土等材料使用過多，不僅浪費(fèi)材料，還給完工后的復(fù)墾工作帶來很多困難，合理確定臺座的結(jié)構(gòu)形式，就尤為重要。

2.3 梁場建造過程中節(jié)能環(huán)保的成套技術(shù)研究

基于節(jié)能環(huán)保型梁場的設(shè)計(jì)研究，拓展了以下成套節(jié)能環(huán)保的方法：

(1)利用地形攪拌站設(shè)下沉式配料機(jī)

攪拌站場地按梁場規(guī)劃為半填區(qū)域，配料機(jī)采用下沉式。鏟車上料路線為平面，不必上坡。避免了地面式配料機(jī)太高，減少鏟車上料油耗，減少排放。

(2)合理規(guī)劃攪拌站料倉大小及位置

根據(jù)混凝土配合比及上料斗的位置，合理確定各料倉的大小及位置關(guān)系，通過計(jì)算加權(quán)平均值的方式，使鏟車上料的路線最短，從而達(dá)到節(jié)能減排的目的。

(3)應(yīng)用長距離裸銅滑線門機(jī)供電系統(tǒng)

采用多臺龍門吊運(yùn)行共用一組長距離裸銅安全滑觸線供電方案，電壓損耗低，可節(jié)電10%左右，同時(shí)大大的減少了纜線的損耗，更換纜線頻率降低，還具備線路整齊美觀、不受環(huán)境限制等。

(4)引入新的清潔能源，減少排放

梁場冬季施工蒸汽養(yǎng)護(hù)用鍋爐，采用兩套DZL4-1.25-T生物燃料鍋爐，用于箱梁養(yǎng)護(hù)。降低了溫室氣體CO2、有害氣體SO2及粉塵的排放。確保了周圍大氣環(huán)境不受污染。經(jīng)測試和比較，采用了環(huán)保的生物燃料，生物燃料屬于SO2“零”排放的清潔能源。

(5)自動化噴淋養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)

為滿足預(yù)制梁場規(guī)?；⑸a(chǎn)工廠化及質(zhì)量需要，結(jié)合大型箱梁養(yǎng)生特點(diǎn)采用自動化噴淋養(yǎng)護(hù)車對箱梁進(jìn)行養(yǎng)生。采用霧狀噴淋系統(tǒng)，可以減少養(yǎng)護(hù)用水總量；采用養(yǎng)護(hù)用水收集系統(tǒng)，經(jīng)過多級沉淀池達(dá)到重新利用的標(biāo)準(zhǔn)。在使用及回收利用方面，節(jié)約水資源，達(dá)到保護(hù)施工環(huán)境的目的。

(6)梁場水循環(huán)利用及凈化系統(tǒng)節(jié)能降耗

制梁場用水盡量收集雨水和地表水循環(huán)利用，減少對當(dāng)?shù)氐牡叵滤Y源破壞。雨水、養(yǎng)護(hù)用水由水收集系統(tǒng)收集，通過多級沉淀池進(jìn)行處理，沉淀池內(nèi)設(shè)生物過濾措施，以達(dá)到凈化系統(tǒng)節(jié)能降耗的目的。

(7)存梁、運(yùn)梁路線規(guī)劃

預(yù)制梁完成預(yù)制后，需要先運(yùn)輸?shù)酱媪簠^(qū)存放，待架梁時(shí)，再從存梁區(qū)運(yùn)輸?shù)郊芰何恢?。需要合理?guī)劃存梁區(qū)位置及運(yùn)輸路線，采用綜合運(yùn)距最近的方案，從而達(dá)到節(jié)能減排的目的。

(8)場地硬化研究

傳統(tǒng)梁場建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化一般要求場內(nèi)全部采用混凝土硬化，且對混凝土的硬化厚度有要求。

我們建設(shè)環(huán)境友好型梁場，需要對場內(nèi)各區(qū)域進(jìn)行細(xì)化設(shè)計(jì)，根據(jù)各區(qū)域的功能，細(xì)化設(shè)計(jì)混凝土硬化的厚度，以及是否需要硬化等，對不需要硬化的區(qū)域，采取綠化措施，從而達(dá)到節(jié)能減排、美化環(huán)境的作用。

3 結(jié) 語

目前有質(zhì)量、有效益、可持續(xù)的發(fā)展，已成為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新常態(tài)。倡導(dǎo)節(jié)能環(huán)保，節(jié)約現(xiàn)有能源消耗量，提倡環(huán)保型新能源開發(fā)，已成為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的趨勢。依托工程實(shí)例，提出一套梁場建造過程中節(jié)能環(huán)保的成套技術(shù)，為其他梁場提供寶貴的經(jīng)驗(yàn)，有利地推動了梁場建設(shè)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，對其他同類工程有一定借鑒作用。