阿爾及利亞高等級公路的綠色建造技術(shù)應(yīng)用

文 / 中國建筑第五工程局有限公司 張寶佳 中國建筑阿爾及利亞公司 王濤

海外公路項(xiàng)目的綠色建造需要研究國內(nèi)國外的差異性，因地制宜，發(fā)掘?qū)俚貐^(qū)域特色并結(jié)合當(dāng)?shù)靥厣幕?。本文通過介紹阿爾及利亞南北高速公路項(xiàng)目的綠色建造技術(shù)應(yīng)用，旨在為中國企業(yè)的海外項(xiàng)目提供借鑒。

工程概況

本文以阿爾及利亞南北高速公路項(xiàng)目為例，探討EPC模式下的國際工程綠色建造技術(shù)應(yīng)用。

本項(xiàng)目位于阿爾及利亞布利達(dá)省的西法鎮(zhèn)至梅地亞省的布魯瓦吉耶市之間。采用法國公路和高速公路研究所（SETRA）ICTAAL高速公路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)車速為90-110km/小時(shí)，雙向六車道，主線全長53公里，包含2座隧道、35座主線橋梁。見圖1所示。

本項(xiàng)目實(shí)施綠色建造的必要性

阿爾及利亞南北高速公路是該國重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目，連接阿國南北區(qū)域的經(jīng)濟(jì)命脈，是阿爾及利亞公路規(guī)劃二橫一縱公路網(wǎng)中南北高速公路的起始段，是阿國高速主骨架的重要組成部分，承擔(dān)著高原和沿海地區(qū)的主交通流轉(zhuǎn)換連接的功能，為促進(jìn)當(dāng)?shù)亟煌?、?jīng)濟(jì)貿(mào)易、旅游發(fā)展等各方面起到了至關(guān)重要的作用。

項(xiàng)目穿越阿特拉斯山脈，跨越地勢險(xiǎn)要的希法峽谷，地勢險(xiǎn)峻、地質(zhì)條件復(fù)雜、施工難度大，且途經(jīng)阿爾及利亞國家森林公園核心動植物保護(hù)區(qū)，園區(qū)內(nèi)有百年歷史文化遺跡和無尾獼猴等許多國家重點(diǎn)保護(hù)野生動植物，對于生態(tài)環(huán)境保護(hù)要求極高。

設(shè)計(jì)階段的綠色建造技術(shù)應(yīng)用線路優(yōu)化，保護(hù)生態(tài)環(huán)境

本項(xiàng)目橫跨希法大峽谷，穿越阿特拉斯山脈和國家地質(zhì)公園，是世界瀕危物種-無尾獼猴的棲息地，線路設(shè)計(jì)選型困難。原西班牙公司的APD設(shè)計(jì)方案為依據(jù)RN1號國道線形，以長橋梁和3座短隧道形式穿越希法河谷，橋梁布置在河道內(nèi)，對自然環(huán)境的破壞極大，且無法滿足不能斷流的施工要求。見圖2所示。

項(xiàng)目推行綠色建造思想，說服業(yè)主和監(jiān)理，優(yōu)化西班牙公司的APD原始線路設(shè)計(jì)，最終業(yè)主采取我方建議的設(shè)計(jì)方案：將整體線路向西偏移，采取2座長隧道無橋梁的方案，規(guī)避了多座短隧道反復(fù)穿越山脈造成的山體環(huán)境破壞，且不需要再河道修建橋梁，既完整保留了百年建筑“猴溪驛站”，又保護(hù)了世界瀕危物種-無尾獼猴的棲息地，實(shí)現(xiàn)了公路建造與自然環(huán)境的和諧統(tǒng)一。見圖3所示。

線路優(yōu)化，保護(hù)文化古鎮(zhèn)

在項(xiàng)目原APA設(shè)計(jì)中，在PK12處的HAMDANIA古鎮(zhèn)設(shè)置了一處互通，以方便當(dāng)?shù)鼐用癯鋈搿Ｒ妶D4所示。

但經(jīng)過我方的實(shí)地走訪調(diào)查，當(dāng)?shù)鼐用癫⒉幌Ｍ阪?zhèn)上設(shè)置互通，原因如下：

1.互通設(shè)置在小鎮(zhèn)中央，修建會極大的破壞鎮(zhèn)上環(huán)境，且有多出居民需要拆遷搬遷。2.建成的高速公路車流量大，對于小鎮(zhèn)居民特別是兒童有一定的安全隱患。3.HAMDANIA古鎮(zhèn)南側(cè)約2.5公里處設(shè)置有RN01-CW62-CW87互通，居民可通過該處互通快速出行。

基于以上意見，結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際情況，最終經(jīng)過路線優(yōu)化設(shè)計(jì)，取消了在HAMDANIA古鎮(zhèn)設(shè)置互通，通過在HAMDANIA古鎮(zhèn)南側(cè)2.5km處的RN01-CW62-CW87互通上下高速，節(jié)約了工程總造價(jià)，縮短了施工工期，且完美保護(hù)了HAMDANIA古鎮(zhèn)生態(tài)，實(shí)現(xiàn)了公路建造與人文環(huán)境的和諧統(tǒng)一。見圖5所示。

生產(chǎn)階段的綠色建造技術(shù)應(yīng)用節(jié)約用地與土地資源利用

1.減少臨時(shí)用地指標(biāo)

1.1 根據(jù)施工規(guī)模及現(xiàn)場條件等因素合理確定臨時(shí)設(shè)施：臨時(shí)加工廠、現(xiàn)場作業(yè)棚及材料堆場、辦公生活設(shè)施等的占地指標(biāo)。臨時(shí)設(shè)施的占地面積按用地指標(biāo)所需的最低面積設(shè)計(jì)。

1.2 平面布置合理、緊湊，在滿足環(huán)境、職業(yè)健康與安全及文明施工要求下盡可能減少占地。

1.3 生活辦公區(qū)規(guī)劃時(shí)，盡量減少占地，縮減土方開挖，降低對原地面植被的破壞，整個(gè)營地依地勢而建，在保留原有樹木的基礎(chǔ)上大量增加項(xiàng)目部綠化面積。同時(shí)隧道工區(qū)生活用水由山泉水取代市政水，為節(jié)約水資源做出了巨大貢獻(xiàn)。見圖6所示。

2.加強(qiáng)臨時(shí)用地保護(hù)

1）對橋梁等基坑施工方案進(jìn)行優(yōu)化，減少土方開挖和回填量，最大限度地減少對土地的擾動，保護(hù)周邊自然生態(tài)環(huán)境。2）紅線外臨時(shí)占地應(yīng)盡量使用荒地、廢地，少占用農(nóng)田和耕地。3）完工之后，項(xiàng)目聯(lián)合當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門共同對受施工影響的場地進(jìn)行綠化種植，對棄土場和取土場進(jìn)行綠化恢復(fù)，采用平整場地加覆蓋腐殖土，交還當(dāng)?shù)鼐用駥?shí)現(xiàn)了復(fù)耕復(fù)產(chǎn)，恢復(fù)至施工前的生態(tài)環(huán)境。見圖7所示。

3.優(yōu)化施工總平面布置

1）施工總平面布置科學(xué)、合理，充分考慮施工便利原有構(gòu)筑物、道路、管線為施工服務(wù)。2）施工現(xiàn)場攪拌站、加工廠、預(yù)制場、材料堆場等布置應(yīng)盡量靠近已有交通線路或即將修建的正式或臨時(shí)交通線路，縮短運(yùn)輸距離。3） 臨時(shí)辦公和生活用房采用經(jīng)濟(jì)、美觀、占地面積小、對周邊地貌環(huán)境影響較小，且適合于施工平面布置動態(tài)調(diào)整的多層輕鋼活動板房。見圖8所示。

4.優(yōu)化土方平衡

根據(jù)中歐規(guī)范對比研究，成功從設(shè)計(jì)上優(yōu)化項(xiàng)目全線土方平衡，提高挖方土和隧道洞渣重復(fù)利用率，用于項(xiàng)目地基處理、路基回填，減少外部借方工程，此舉既節(jié)省了棄方處置費(fèi)用，又大幅降低工程建設(shè)成本，同時(shí)減少對紅線外現(xiàn)有環(huán)境的破壞。見圖9所示。

材料選擇與創(chuàng)新應(yīng)用

1. 材料選擇

根據(jù)阿國市場調(diào)研，除阿國市場沒有的材料，大部分主材選擇就近采購，采購范圍不超過500KM，其余輔材80%選擇當(dāng)?shù)夭少?，盡量減少從國內(nèi)或第三國進(jìn)口；項(xiàng)目主要材料水泥、鋼筋最遠(yuǎn)來自于阿爾及利亞Oran省，石料來源為Blida省和Tipaza省采石場距離不超過100KM。項(xiàng)目實(shí)施所需輔材除鋼絞線、防水材料、隧道機(jī)電等少數(shù)材料阿爾及利亞市場無法滿足需從第三國進(jìn)口，其余輔材均通過地采解決。見圖10所示。

2. 技術(shù)創(chuàng)新節(jié)約材料

1）隧道采用高強(qiáng)H型鋼支護(hù)、弱化系統(tǒng)錨桿施工

項(xiàng)目針對圍巖強(qiáng)度低，受地下水的影響其自承能力容易喪失，且注漿效果差的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)中加強(qiáng)了拱架的強(qiáng)度和剛度，采用了H型高強(qiáng)型鋼組成重型拱架，弱化了徑向錨桿，將其設(shè)置為選作項(xiàng)目。采用高強(qiáng)度的H型鋼替代傳統(tǒng)的工字鋼用于隧道初期支護(hù)，可以有效的控制大斷面隧道的沉降，提高隧道中作業(yè)人員及設(shè)備的安全性。對于軟弱圍巖H型鋼截面形狀較工字鋼更合理，相較于傳統(tǒng)的工字鋼可節(jié)約11.6%的鋼材。見圖11所示。

2）ATALUS柔性擋土墻應(yīng)用

項(xiàng)目引進(jìn)ATALUS柔性擋土墻工藝，與傳統(tǒng)的混凝土擋土墻相比較，ATALUS擋土墻支護(hù)采用預(yù)制塊結(jié)合加筋土工布分層填筑，具有少開挖、可與填方工程共同交替施工的特點(diǎn)，不僅可以減少鋼筋混凝土的用量，亦可大幅縮短施工工期。同時(shí)預(yù)制塊的間隙可以種植花草美化沿線環(huán)境。見圖12所示。

3）創(chuàng)新多功能邊溝及虹吸井技術(shù)

在歐標(biāo)規(guī)范中，項(xiàng)目應(yīng)用國內(nèi)首創(chuàng)的多功能異型邊溝及虹吸井技術(shù)。將虹吸井與異形排水邊溝結(jié)合。異性邊溝可以阻擋異物，虹吸井密閉具有滅火性還可收集分離危險(xiǎn)品。實(shí)現(xiàn)隧道內(nèi)自然水和路面污水分流。見圖13所示。

4）阿國油水分離池的首次應(yīng)用

項(xiàng)目在PK5和PK8設(shè)置倆座大型油水分離池，為該工藝在阿爾及利亞國公路系統(tǒng)中首次應(yīng)用，創(chuàng)新兩階分油三步收集處理污水，與虹吸井協(xié)作，經(jīng)過虹吸井首次分離異物，由虹吸井流出的污水，通過排污管流入油水分離池。油水分離池多池隔離，通過隔離池-分離池-沉淀池等，完成路面污水油水分離，可以有效阻止污染物排放進(jìn)去當(dāng)?shù)厮怠Ｒ妶D14所示。

5）工業(yè)化成品支吊架技術(shù)：

①新型纖纜共架支架：采用TYCO新型共架管夾支撐構(gòu)件。將隧道火災(zāi)探測系統(tǒng)的探測光纖、無線電通訊系統(tǒng)射頻纜等共架安裝，兩種系統(tǒng)避免各自分配支架節(jié)材減工序，節(jié)約成本50%。見圖15所示。

②隧道大型風(fēng)機(jī)安裝化學(xué)錨桿錨固：項(xiàng)目采用HIT HY 200-A化學(xué)劑和HIT-V-R M22系統(tǒng)錨桿，錨桿孔深15CM，檢測系統(tǒng)有效拉拔強(qiáng)度達(dá)到8倍風(fēng)機(jī)自重。結(jié)合可調(diào)節(jié)托運(yùn)架進(jìn)行錨固安裝。風(fēng)機(jī)間設(shè)置保險(xiǎn)錨固吊環(huán)用鋼絲繩固定保險(xiǎn)。通過歐洲耐火實(shí)驗(yàn)檢測代替?zhèn)鹘y(tǒng)多組焊接預(yù)埋板式支承結(jié)構(gòu)的安裝方式，流程簡捷高效，安裝人員、設(shè)備相較節(jié)省75%。見圖16所示。

6）隧道智能照明系統(tǒng)：可以根據(jù)洞外光照強(qiáng)度變化自動調(diào)節(jié)光照強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)按需照明，既節(jié)約電力，又防眩暈。同時(shí)在業(yè)主PCC運(yùn)營園區(qū)環(huán)保的分部式光伏照明系統(tǒng)，不僅節(jié)約電力資源， 而且避免了布線開挖對綠植造成的損壞。該系統(tǒng)具備0電力消耗以及便于維護(hù)的優(yōu)點(diǎn)，十分適合項(xiàng)目園區(qū)使用。見圖17所示。

7）北非地區(qū)特色，創(chuàng)造人文與自然相結(jié)合的隧道裝飾理念

創(chuàng)新性的隧道洞口的植物減光防眩設(shè)計(jì)，結(jié)合穆斯林文化環(huán)向浮雕圖案裝飾，以屬地化為理念特色設(shè)計(jì)隧道綠化模式，優(yōu)選屬地化常綠植物，美化了項(xiàng)目環(huán)境，并且極大的提升了行車安全性與舒適度。見圖18所示。

結(jié)語

阿爾及利亞南北高速公路項(xiàng)目建立綠色建造管理體系和制度，通過優(yōu)化設(shè)計(jì)，引進(jìn)新的技術(shù)工藝，研究國內(nèi)國外的差異性，因地制宜，發(fā)掘?qū)俚貐^(qū)域特色，降低施工活動對環(huán)境造成的不利影響，取得了環(huán)保（生態(tài)）、經(jīng)濟(jì)、社會綜合效益。