土木工程施工中節(jié)能綠色環(huán)保技術(shù)的應(yīng)用

張飛

中核四0四有限公司 甘肅 嘉峪關(guān) 735100

近年來(lái)，面對(duì)生態(tài)環(huán)境惡化問(wèn)題，我國(guó)提出可持續(xù)發(fā)展的宏觀戰(zhàn)略，以節(jié)能環(huán)保、綠色施工作為土木工程建造目標(biāo)，在保證施工過(guò)程受控前提下，最大限度節(jié)省資源、能源，而這也是我國(guó)建筑行業(yè)的未來(lái)發(fā)展主導(dǎo)方向。在這一背景下，如何推動(dòng)節(jié)能綠色環(huán)保技術(shù)順利融入到土木工程施工體系，是當(dāng)前一項(xiàng)重要課題，本文開展研究。

1 土木工程施工中節(jié)能綠色環(huán)保技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值

1.1 減少資源消耗

土木工程施工期間會(huì)持續(xù)消耗大量的施工材料，包括鋼材、混凝土、木材等，隨著工程建設(shè)規(guī)模擴(kuò)大與工程數(shù)量增多，施工原材料赤字規(guī)模呈現(xiàn)逐年穩(wěn)步增加態(tài)勢(shì)，對(duì)行業(yè)發(fā)展造成深遠(yuǎn)的影響。通過(guò)節(jié)能綠色環(huán)保技術(shù)的應(yīng)用，可以有效減少施工資源的實(shí)際耗用量，做到對(duì)工程建設(shè)活動(dòng)、可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的兼顧。以木材為例，根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，我國(guó)在2009年的木材供應(yīng)赤字為1.07億立方米，2016年木材供應(yīng)赤字增加值1.82億立方米，相當(dāng)比重的木材被消耗在工程建設(shè)領(lǐng)域，主要以木模板形式被使用。對(duì)此，可以選用新型的鋁合金模板材料，鋁模板平均周轉(zhuǎn)次數(shù)超過(guò)200次，到達(dá)使用壽命后還可以進(jìn)行循環(huán)利用，而木模板周轉(zhuǎn)次數(shù)在8-10次不等，周轉(zhuǎn)次數(shù)超過(guò)4次后還有可能出現(xiàn)翹曲等質(zhì)量缺陷[1]。

1.2 節(jié)能減排

土木工程施工階段與投運(yùn)使用階段，會(huì)持續(xù)消耗電力能源，實(shí)際能耗量遠(yuǎn)超正常水準(zhǔn)。對(duì)節(jié)能綠色環(huán)保技術(shù)的應(yīng)用，可以避免產(chǎn)生不必要的能源浪費(fèi)，進(jìn)而起到降低工程造價(jià)、緩解能源供需矛盾的作用，這也有利于建設(shè)新型綠色土木工程。例如，在現(xiàn)場(chǎng)施工階段，采取LED光源，安裝新型照明燈具，在滿足夜間施工需要的前提下，降低照明系統(tǒng)能耗水平。而在工程投運(yùn)使用階段，提前采取外墻保溫、綠化屋頂?shù)染G色施工技術(shù)，強(qiáng)化建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能，減少空調(diào)制冷量與暖通系統(tǒng)供熱量。

1.3 保護(hù)生態(tài)環(huán)境

施工活動(dòng)會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境造成一定程度的影響，出現(xiàn)大氣污染、噪音污染、水體污染等問(wèn)題，需要通過(guò)節(jié)能綠色環(huán)保技術(shù)來(lái)改善原有施工體系，盡量消除當(dāng)?shù)丨h(huán)境遭受的負(fù)面影響。例如，為預(yù)防大氣污染問(wèn)題出現(xiàn)，采取揚(yáng)塵控制技術(shù)，在基坑開挖、地基處理環(huán)節(jié)額外采取遮擋覆蓋等技術(shù)措施，避免落塵、飄塵向四周范圍擴(kuò)散。為預(yù)防土壤污染與水體污染問(wèn)題出現(xiàn)，對(duì)施工廢棄物與施工廢水進(jìn)行特殊處理，不得直接排放廢水，或是采取廢棄物填埋、焚燒等簡(jiǎn)單處理方式。

1.4 提高工程效益

現(xiàn)代土木工程有著建設(shè)規(guī)模龐大、工期時(shí)間長(zhǎng)特征，導(dǎo)致造價(jià)成本較為高昂，實(shí)際投資回報(bào)率并不理想，問(wèn)題根源在于，由于建造模式落后、大規(guī)模使用傳統(tǒng)工藝與材料，相當(dāng)比例資金被浪費(fèi)。節(jié)能綠色環(huán)保技術(shù)的應(yīng)用，依靠先進(jìn)施工技術(shù)，可以在保障建設(shè)質(zhì)量的前提下，簡(jiǎn)化工藝流程、縮短工期時(shí)間、減少施工資源耗用量，最終取得理想的工程經(jīng)濟(jì)效益。例如，材料成本在工程總造價(jià)中的占比在70%左右，全面推行綠色節(jié)材技術(shù)，優(yōu)先選用使用壽命長(zhǎng)、采購(gòu)價(jià)格低廉的綠色施工材料，或是對(duì)破損混凝土構(gòu)件等施工廢棄物進(jìn)行再生回用處理。

2 土木工程施工中節(jié)能綠色環(huán)保技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用方法

2.1 圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能技術(shù)

圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能與建筑物暖通空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行工況密切相關(guān)，通過(guò)強(qiáng)化圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能，可以阻隔室內(nèi)外熱量交換，始終維持室內(nèi)恒溫環(huán)境，進(jìn)而縮短暖通空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間與降低運(yùn)行能耗。因此，需要采取圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能技術(shù)，以外墻保溫、鋁合金窗斷橋、綠化屋頂技術(shù)為主。

2.1.1 外墻保溫技術(shù)

外墻常見保溫形式分為自保溫、外保溫兩種，兩種外墻保溫體系的工藝做法略有不同，具體如下。第一，外墻自保溫，也被稱為夾芯保溫，施工人員提前準(zhǔn)備蒸壓加氣混凝土砌塊與砂漿，按照施工圖紙砌筑齡期超過(guò)28d的混凝土砌塊，砌塊底面朝上，反砌在外墻部位，把孔錯(cuò)縫搭接長(zhǎng)度控制在9cm以上、豎向灰縫與水平灰縫飽滿度分別控制在80%與90%以上，禁止出現(xiàn)透明縫、瞎縫問(wèn)題。待墻體砌筑完畢后，緊貼墻體表面鋪設(shè)聚苯板作為保溫層，保持聚苯板頂高度和砌塊高度一致，把相鄰聚苯板切割為斜面后交錯(cuò)放置，聚苯板外側(cè)掛靠鍍鋅鋼筋網(wǎng)片與涂抹砂漿，最終砌筑外保護(hù)層，等待砂漿固結(jié)成型，即可完成外墻施工作業(yè)[2]。第二，外墻外保溫。清理外墻基面灰塵污漬與修補(bǔ)破損部位，準(zhǔn)備保溫材料與砂漿，可選用巖棉板或是聚苯板作為保溫材料。隨后，采取點(diǎn)粘法，在保溫板背面上涂抹多處粘結(jié)砂漿，把保溫板平整鋪貼在外墻表面，打入錨固件與涂抹底層抗裂砂漿，最后鋪貼網(wǎng)格布與涂抹面層砂漿即可。

2.1.2 鋁合金窗斷橋技術(shù)

鋁合金窗斷橋技術(shù)是把窗框型材進(jìn)行斷開處理，通過(guò)斷橋來(lái)阻擋熱量傳導(dǎo)，可以把外窗熱傳導(dǎo)性減少40%-70%，顯著改善外窗節(jié)能效果。在現(xiàn)場(chǎng)施工期間，主要采取帶鋼副框安裝方式，按順序依次安裝鋼副框、主框與玻璃。第一，鋼副框安裝。標(biāo)記門窗安裝節(jié)點(diǎn)，檢查鋼副框規(guī)格質(zhì)量是否達(dá)標(biāo)，把鋼副框平穩(wěn)放置就位，打入木楔作為臨時(shí)固定設(shè)施，把鋼副框調(diào)整為橫平豎直狀態(tài)，后續(xù)在鋼副框和周邊墻體間隙處填充聚氨酯發(fā)泡膠，或是灌注水泥砂漿[3]。第二，主框安裝。待門窗洞口土建施工結(jié)束后，把調(diào)整塊調(diào)節(jié)至副框間最佳長(zhǎng)度，安裝主窗框，清理主副窗框接觸面上雜物，擰入螺絲來(lái)固定窗框位置，在間隙部位打入發(fā)泡膠，發(fā)泡膠凝固后切割多余膠體。第三，玻璃安裝。在槽口內(nèi)部放置外膠條，完成膠條安裝作業(yè)，膠條實(shí)際長(zhǎng)度略大于設(shè)計(jì)長(zhǎng)度，清理主框槽口內(nèi)的灰塵雜質(zhì)。隨后，兩側(cè)20cm處放置墊塊，把玻璃平穩(wěn)放入窗框槽內(nèi)，保持兩側(cè)間隙值等同狀態(tài)，兩端壓入卡扣來(lái)固定玻璃位置，打入發(fā)泡膠，即可完成斷橋施工作業(yè)。

2.1.3 綠化屋頂技術(shù)

在早期土木工程，屋頂始終是建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱薄弱部位，實(shí)際熱工性能較差，室內(nèi)溫度受到室外環(huán)境影響，還有可能出現(xiàn)屋頂滲漏等質(zhì)量通病。因此，需要采取綠化屋頂技術(shù)，取代原有屋頂構(gòu)造形式，這將起到緩解城市熱島效應(yīng)、強(qiáng)化結(jié)構(gòu)保溫隔熱性能、改善主體結(jié)構(gòu)防噪效果等多重作用。在綠化屋頂施工環(huán)節(jié)，屋頂構(gòu)造從下到上由結(jié)構(gòu)層、找平層、防水層、排水層與輕質(zhì)土層組成。第一，結(jié)構(gòu)層。以建筑物原有屋面作為結(jié)構(gòu)層，澆筑強(qiáng)度等級(jí)在C20以上的混凝土，待混凝土結(jié)構(gòu)固結(jié)成型、試塊強(qiáng)度達(dá)標(biāo)，即可進(jìn)入下道工序。第二，找平層。清理基層表面灰塵污漬與殘留浮漿，修補(bǔ)麻面、裂縫等質(zhì)量缺陷部位，保持基層潔凈、平整與濕潤(rùn)狀態(tài)，禁止殘留積水。隨后，對(duì)女兒墻、支墩等部位進(jìn)行細(xì)部處理，設(shè)置20cm圓弧角，留設(shè)分隔縫，嵌填密封材料，最終在基層上均勻涂刷水泥砂漿，開展48h以上的澆水養(yǎng)護(hù)作業(yè)[4]。第三，防水層。以防水卷材作為防水材料，按照施工圖紙把卷材剪裁為特定尺寸，找平層表面與卷材背面涂刷膠粘劑，以屋頂坡度下方位置作為起始點(diǎn)，朝上方延伸鋪貼卷材，錯(cuò)開相鄰卷材接縫，控制卷材長(zhǎng)短邊搭接寬度，擠壓卷材下方殘留空氣，在泛水口位置收頭固定卷材。防水層成型后，開展閉水試驗(yàn)，判斷防水效果是否達(dá)標(biāo)。第四，排水層。以蓄排水板作為排水層，直接在防水層上方鋪設(shè)蓄排水板，土層較厚時(shí)保持蓄排水板凸臺(tái)朝上狀態(tài)，土層較薄時(shí)保持蓄排水板凸臺(tái)朝下狀態(tài)。同時(shí)，要求所使用蓄排水板具備防水、抗穿刺功能。第五，輕質(zhì)土層。排水層上方鋪設(shè)卵石等材料作為過(guò)濾層，過(guò)濾層表面鋪設(shè)輕質(zhì)土，保持土體松軟狀態(tài)，根據(jù)植物種類來(lái)確定土層厚度。

2.2 環(huán)境保護(hù)技術(shù)

為保護(hù)生態(tài)環(huán)境不受破壞，施工單位提前收集同類工程施工案例，了解大氣污染、噪音污染等污染問(wèn)題的形成原因，針對(duì)性采取環(huán)境保護(hù)措施。正常情況下，具體采取建筑垃圾處置、污水排放控制、揚(yáng)塵控制、噪音控制四項(xiàng)技術(shù)措施。

2.2.1 建筑垃圾處置

對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)施工期間產(chǎn)生的各類建筑垃圾，提前羅列清單，對(duì)建筑垃圾的剩余利用價(jià)值、有毒性、有害性進(jìn)行評(píng)價(jià)打分，制定專項(xiàng)處理方案。例如，對(duì)于廢棄墨盒，把墨盒在倉(cāng)庫(kù)內(nèi)集中堆放，定期交付給供應(yīng)商進(jìn)行回收處理。對(duì)于破損混凝土結(jié)構(gòu)，把結(jié)構(gòu)進(jìn)行破碎加工處理，后續(xù)作為集料等原材料。而對(duì)于渣土等不具備有毒有害性與回收利用價(jià)值的建筑垃圾，在工程現(xiàn)場(chǎng)挑選指定區(qū)域進(jìn)行填埋處理即可。

2.2.2 污水排放控制

對(duì)于施工廢水，在施工區(qū)域周邊設(shè)置排水溝、截水盲溝等臨時(shí)排水設(shè)施，阻擋地表徑流進(jìn)入工程現(xiàn)場(chǎng)，以及阻擋施工廢水流入周邊水域環(huán)境當(dāng)中。隨后，在現(xiàn)場(chǎng)布置沉砂池，把污染程度較為輕微的機(jī)械設(shè)備沖洗廢水等施工廢水排入沉砂池內(nèi)沉淀過(guò)濾，把生活污水等現(xiàn)場(chǎng)不具備處理?xiàng)l件的廢水排入市政污水管網(wǎng)，最終輸送至污水處理廠進(jìn)行深度處理，禁止直接在工程現(xiàn)場(chǎng)直接排放污水。最后，拓展污水排放控制范圍，除去設(shè)備車輛沖洗廢水、混凝土養(yǎng)護(hù)廢水等常規(guī)施工廢水外，還需要把廢棄泥漿等作為施工廢水。例如，在樁基施工階段，如果采取泥漿護(hù)壁工藝，需要在現(xiàn)場(chǎng)提前修筑沉淀池，把廢棄泥漿放置在沉淀池內(nèi)，由于泥漿、土渣二者相對(duì)密度不一致，隨時(shí)間推移，逐漸出現(xiàn)分層現(xiàn)象，檢測(cè)上層泥漿的比重等性能指標(biāo)是否達(dá)標(biāo)，把此類泥漿重新投入使用。

2.2.3 揚(yáng)塵控制

在工程現(xiàn)場(chǎng)出入口設(shè)置沖洗區(qū)域，在機(jī)械設(shè)備、運(yùn)輸車輛進(jìn)退場(chǎng)時(shí)，使用高壓水槍沖洗表面灰塵。隨后，在現(xiàn)場(chǎng)布置防塵霧炮，定期向周邊區(qū)域噴射水霧，通過(guò)水霧保持地面濕潤(rùn)狀態(tài)，增加灰塵顆粒重力，使灰塵無(wú)法在風(fēng)力影響下出現(xiàn)飄塵、落塵現(xiàn)象。最后，安裝揚(yáng)塵檢測(cè)儀，定期檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)各處區(qū)域的空氣粉塵濃度，如果濃度超標(biāo)，立即啟動(dòng)防塵霧炮向地面灑水，必要時(shí)暫?；娱_挖等產(chǎn)生大量揚(yáng)塵、煙塵的施工活動(dòng)。

2.2.4 噪音控制

配備新型防噪施工設(shè)備，對(duì)于挖土機(jī)、裝載機(jī)等噪聲分貝較高的機(jī)械設(shè)備，以及混凝土澆筑、鋼筋除銹加工等無(wú)法避免噪音問(wèn)題的工序環(huán)節(jié)，需要合理安排作業(yè)時(shí)間，禁止在夜間啟動(dòng)此類大型設(shè)備與開展高噪聲擾民施工作業(yè)。同時(shí)，在工程場(chǎng)地周邊安裝吸音設(shè)備，全天候監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)噪音分貝值，要求晝間的施工噪音分貝不超過(guò)70dB，夜間施工噪音分貝不超過(guò)55dB。

2.3 清水混凝土模板技術(shù)

傳統(tǒng)模板技術(shù)有著工藝流程繁瑣、材料耗用量大的局限性，在后續(xù)裝飾裝修工程還需要使用到涂料、飾面板等材料，用于改善混凝土結(jié)構(gòu)觀感質(zhì)量。因此，為克服傳統(tǒng)技術(shù)局限性，需要應(yīng)用到清水混凝土模板技術(shù)，模板壁面光滑平整，混凝土現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)在拆模后的觀感質(zhì)量較高，以自然質(zhì)感作為飾面效果，可以省略抹灰等步驟與節(jié)省裝飾裝修材料。在模板施工期間，提前完成測(cè)量放線、搭設(shè)支撐體系、模板制作等準(zhǔn)備工作，清理模板表面灰塵與修補(bǔ)破損部位，把面板拼縫高差與寬度均控制在1mm以內(nèi)，刨平板端[5]。隨后，在模板和混凝土接觸面上粘貼PVC裝飾膠帶，內(nèi)側(cè)接縫部位涂刷專用封口漆，使用專用膩?zhàn)訉?duì)板縫進(jìn)行嵌填、密封處理，模板內(nèi)壁表面均勻涂刷脫模劑，按順序完成柱模板、梁模板等部位的模板安裝作業(yè)。最后，在現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)成型、到達(dá)養(yǎng)護(hù)時(shí)間后，即可拆除模板與配套支撐體系，檢查混凝土外觀質(zhì)量是否達(dá)標(biāo)，采取成品保護(hù)措施，避免混凝土表面結(jié)構(gòu)受損。正常情況下，選用厚度在14mm左右的優(yōu)質(zhì)覆膜木膠板作為模板，此類模板有著尺寸準(zhǔn)確、表面光滑平整的優(yōu)勢(shì)，在混凝土表面取得規(guī)律性、對(duì)稱性的裝飾效果。

2.4 預(yù)制式裝配技術(shù)

早期土木工程普遍采取混凝土現(xiàn)澆建造模式，在工程現(xiàn)場(chǎng)支設(shè)模板、綁扎鋼筋與澆筑混凝土，到達(dá)養(yǎng)護(hù)時(shí)間后拆除模板，按順序完成基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、上部結(jié)構(gòu)施工作業(yè)?，F(xiàn)澆建造模式有著周期時(shí)間長(zhǎng)、步驟繁瑣的局限性，還會(huì)嚴(yán)重破壞周邊環(huán)境。對(duì)此，需要應(yīng)用推廣預(yù)制裝配式技術(shù)，提前根據(jù)施工要求，委托工廠制造特定規(guī)格尺寸、形狀的混凝土預(yù)制構(gòu)件，后續(xù)把預(yù)制構(gòu)件轉(zhuǎn)運(yùn)入場(chǎng)，采取起吊安裝等方式把構(gòu)件擺放就位、固定連接，即可在短時(shí)間內(nèi)把主體結(jié)構(gòu)拼裝成型，中途僅需在后澆帶等特殊部位開展少量的混凝土現(xiàn)澆作業(yè)。以樁基施工為例，傳統(tǒng)樁基施工技術(shù)采取人工灌注樁或鉆孔灌注樁型式，挖設(shè)樁孔，孔內(nèi)放置鋼筋籠、水下灌注混凝土，容易出現(xiàn)樁身夾泥、樁位偏斜等質(zhì)量通病。采取預(yù)制樁技術(shù)來(lái)取代落后工藝技術(shù)，提前把地表整平，地表鋪設(shè)厚度在0.2m左右的礫石層，操縱吊機(jī)把預(yù)制樁起吊至樁位上方懸停，測(cè)量調(diào)整預(yù)制樁水平位置，保持樁身垂直狀態(tài)，樁尖和樁位中心點(diǎn)完全重合，把樁尖強(qiáng)制插入土層。隨后，采取錘擊打樁、振動(dòng)打樁或是靜壓打樁方式，持續(xù)把樁身完全打入土層，嚴(yán)格控制打樁速度與力度，定期測(cè)量調(diào)整樁身插入角度，避免斷樁與樁身偏斜[6]。以錘擊打樁技術(shù)為例，預(yù)制樁上方設(shè)置樁錘，樁錘起吊至特定高度，檢查錘頂高程是否達(dá)標(biāo)，控制樁錘自由下落，利用下落沖擊力來(lái)克服土體對(duì)樁身阻力，連續(xù)多次開展打樁作業(yè)，使得樁身強(qiáng)制下沉，直至預(yù)制樁底部到達(dá)設(shè)計(jì)標(biāo)高位置。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，為順利實(shí)現(xiàn)綠色施工目標(biāo)，推動(dòng)我國(guó)建筑行業(yè)邁入全新發(fā)展階段，施工人員要明確節(jié)能綠色環(huán)保技術(shù)的價(jià)值。在工程建設(shè)期間，將節(jié)能綠色環(huán)保技術(shù)與傳統(tǒng)施工體系相結(jié)合，將圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能、環(huán)境保護(hù)、清水混凝土模板、預(yù)制式裝配等新型技術(shù)有效融入到施工體系當(dāng)中，結(jié)合工程實(shí)際情況，科學(xué)制定現(xiàn)場(chǎng)施工技術(shù)方案，提高土木工程項(xiàng)目節(jié)能成效。