城市地下綜合管廊綠色施工技術(shù)探究

【摘要】城市地下綜合管廊作為集中管理市政基礎(chǔ)設(shè)施的關(guān)鍵，在城市建設(shè)中愈發(fā)重要。秉承可持續(xù)發(fā)展理念，綠色施工技術(shù)在管廊建設(shè)中的應(yīng)用尤為關(guān)鍵，這些技術(shù)通過采用環(huán)保材料、節(jié)能措施及智能管理系統(tǒng)，旨在減少環(huán)境影響、提高資源利用效率。文章探討了綠色施工技術(shù)在城市地下管廊中的應(yīng)用，并分析了其實際效果及面臨的挑戰(zhàn)。通過減少廢棄物，實現(xiàn)資源循環(huán)利用和節(jié)能降耗，研究為建設(shè)更環(huán)保的城市基礎(chǔ)設(shè)施提供了參考。研究結(jié)果表明了綠色施工技術(shù)對于提升城市可持續(xù)性的重要性。

【關(guān)鍵詞】城市地下管廊；綠色施工；節(jié)能降耗；資源循環(huán)利用

【中圖分類號】TU990.3 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號】1673-6028（2024）11-0053-03

0 引言

在現(xiàn)代城市建設(shè)中，地下綜合管廊的建設(shè)對于高效城市運作至關(guān)重要。面對環(huán)境和資源的挑戰(zhàn)，采用綠色施工技術(shù)是提升基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)質(zhì)量的關(guān)鍵。這種技術(shù)通過減少污染和能耗，提高工程質(zhì)量和安全性，保障管廊的長期運行。本文旨在探究綠色施工技術(shù)在地下管廊中的應(yīng)用，并分析其實際效果及面臨的挑戰(zhàn)，為城市基礎(chǔ)設(shè)施的可持續(xù)發(fā)展提供策略。

1 城市地下綜合管廊概述

1.1 城市地下綜合管廊的定義、重要性及優(yōu)勢

城市地下綜合管廊主要用于集中安置和保護城市公共工程管線，通常位于城市地下，涵蓋電力、通信、燃?xì)狻⒐┧榷喾N管線，有效提升了城市管理的效率和安全性。其建設(shè)有助于優(yōu)化城市空間布局，減少道路挖掘頻率，降低對城市交通的影響，同時大大提高了城市運行的可靠性和安全性。此外，隨著城市化進(jìn)程的加快，地下綜合管廊成為緩解地面空間緊張、提升城市綜合承載能力的重要手段。其規(guī)劃、設(shè)計和建設(shè)在環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展的背景下尤為重要，不僅關(guān)乎城市的功能優(yōu)化，還與城市居民的生活質(zhì)量和城市的可持續(xù)發(fā)展密切相關(guān)[1]。地下綜合管廊具有以下優(yōu)點。

1）提高城市空間利用效率。管廊內(nèi)集中鋪設(shè)市政管線，避免道路反復(fù)開挖，節(jié)約了城市地上和地下空間，使城市空間更加整潔有序，為城市未來發(fā)展預(yù)留了寶貴空間。

2）增強管線安全性。管廊為管線提供了一個穩(wěn)定、安全的環(huán)境，不僅有效避免管線因土壤侵蝕、外部施工等因素造成的損壞，也提高了城市基礎(chǔ)設(shè)施的抗災(zāi)能力。

3）促進(jìn)城市可持續(xù)發(fā)展。管廊為城市的長期發(fā)展提供了可靠的基礎(chǔ)設(shè)施保障，以適應(yīng)城市不斷增長的需求。

1.2 城市地下綜合管廊的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢

城市地下綜合管廊已成為全球城市規(guī)劃和建設(shè)的重要趨勢。在歐洲和北美等發(fā)達(dá)國家，地下管廊系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用并逐漸擴展至中小城市。這些管廊通常配備先進(jìn)的管理系統(tǒng)以實時監(jiān)控和維護管線。在亞洲，特別是中國，隨著城市化進(jìn)程的加快，地下綜合管廊建設(shè)也在迅速推進(jìn)。管廊系統(tǒng)不僅采用先進(jìn)技術(shù)和材料，還考慮了未來的擴展性和靈活性。面對高建設(shè)成本、嚴(yán)格的技術(shù)要求和復(fù)雜的維護管理等挑戰(zhàn)，未來管廊發(fā)展將趨向采用預(yù)制構(gòu)件等高效建設(shè)方法，利用智能化技術(shù)提升管廊系統(tǒng)的運行效率和安全性，并注重綠色施工以降低對環(huán)境的影響。

2 綠色施工技術(shù)探究

2.1 綠色施工的概念與原則

綠色施工作為一種可持續(xù)建設(shè)方法，強調(diào)在建筑過程中最大限度減少對環(huán)境的負(fù)面影響，同時優(yōu)化資源的使用效率及工程質(zhì)量，其涵蓋材料選擇、施工技術(shù)到項目管理的各方面，旨在實現(xiàn)整個建設(shè)周期內(nèi)環(huán)境、經(jīng)濟和社會效益的平衡。綠色施工的核心原則包括使用可持續(xù)材料、最小化廢物和污染、高效利用能源和水資源以及對自然生態(tài)的保護。具體到城市地下綜合管廊建設(shè)，意味著采用環(huán)保且可回收的建筑材料，優(yōu)化施工方案以減少廢土和廢水產(chǎn)生，使用節(jié)能設(shè)備和技術(shù)，以及遵循生態(tài)友好的施工實踐。綠色施工還強調(diào)項目的生命周期成本分析，考慮長期運營和維護階段的能效和環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。此外，為促進(jìn)綠色施工實施，還需開發(fā)和應(yīng)用相關(guān)的評價工具和標(biāo)準(zhǔn)，如綠色建筑評價體系，以量化綠色施工的效果并提供改進(jìn)方向[2]。

2.2 環(huán)境友好型材料的選用

在城市地下綜合管廊的綠色施工中，環(huán)境友好型材料應(yīng)具備低碳、低污染和高循環(huán)利用率等特點，既能減少對自然資源的消耗，又能降低施工過程中對環(huán)境的負(fù)面影響。

1）應(yīng)優(yōu)先使用可再生或可回收材料。如再生混凝土和再生鋼材，通過建筑廢棄物的再加工，既減少了原材料的使用，也降低了建筑垃圾的產(chǎn)生。

2）選擇新型環(huán)保材料至關(guān)重要。例如低揮發(fā)性有機化合物（VOC）涂料、高性能隔熱材料等，不僅能提升工程的能效，還能改善施工環(huán)境和管廊的室內(nèi)空氣質(zhì)量。這些材料在施工和運營階段均能減少能源消耗，提升整體項目的環(huán)保效益。

3）材料的管理和使用也要優(yōu)化，避免浪費。應(yīng)合理規(guī)劃材料供應(yīng)鏈，優(yōu)先選用本地材料以減少運輸能耗，并通過嚴(yán)格的現(xiàn)場管理確保材料的最大利用效率，進(jìn)一步降低對環(huán)境的影響。

2.3 節(jié)能降耗的技術(shù)策略

節(jié)能降耗是城市地下綜合管廊綠色施工中的關(guān)鍵目標(biāo)，主要通過優(yōu)化施工流程和采用節(jié)能設(shè)備來實現(xiàn)。在施工過程中，應(yīng)用高效的機械設(shè)備，如電動挖掘機、混凝土泵等，相較傳統(tǒng)燃油設(shè)備可降低能耗，減少碳排放。同時，使用節(jié)能照明系統(tǒng)，如LED燈具，能大幅降低能源消耗。此外，合理規(guī)劃施工時間和設(shè)備使用頻率，通過嚴(yán)格的能源監(jiān)控優(yōu)化能耗管理，進(jìn)一步提升施工效率。通過工地能源管理系統(tǒng)，實時監(jiān)測能源消耗，有助于及時調(diào)整施工策略以達(dá)到節(jié)能效果。

在項目運營階段，通過智能化監(jiān)控設(shè)備優(yōu)化能源利用，如在管廊內(nèi)部安裝高效通風(fēng)、溫控系統(tǒng)，減少不必要的能源浪費。合理的設(shè)備維護和管理不僅延長設(shè)備壽命，還有效降低運營成本，達(dá)到節(jié)能降耗的目的[3]。

2.4 智能化施工管理

在城市地下綜合管廊的建設(shè)中，運用智能化技術(shù)可以實現(xiàn)精準(zhǔn)的項目規(guī)劃、有效的資源調(diào)配和高效的施工監(jiān)控。例如采用建筑信息模型（BIM）技術(shù)，能夠在設(shè)計階段模擬管廊的構(gòu)造，預(yù)測潛在施工問題，從而減少設(shè)計修改所需的時間成本。研究結(jié)果表明，BIM技術(shù)的應(yīng)用可以減少約20%的項目成本。無人機和地理信息系統(tǒng)（GIS）的運用也為管廊建設(shè)提供了高效的地形分析和監(jiān)測工具。此外，施工現(xiàn)場的實時監(jiān)控系統(tǒng)，如安裝在施工設(shè)備上的傳感器，可以實時收集數(shù)據(jù)，監(jiān)控設(shè)備的運行狀態(tài)和能源消耗，及時發(fā)現(xiàn)和解決問題。智能化施工管理還包括項目管理軟件的使用，這些軟件能夠協(xié)調(diào)各個施工環(huán)節(jié)，確保工程按計劃進(jìn)行，降低延誤風(fēng)險。

3 綠色施工技術(shù)的實踐與應(yīng)用

3.1 施工過程中的環(huán)境保護

在城市地下綜合管廊的建設(shè)中，實施一系列有效的環(huán)境保護措施，包括嚴(yán)格控制施工現(xiàn)場產(chǎn)生的噪聲、塵土、廢水和廢氣，以減輕對周圍環(huán)境和居民生活的影響。例如，通過使用低噪聲施工設(shè)備和設(shè)置隔聲屏障來實現(xiàn)對施工現(xiàn)場的噪聲控制。研究顯示，這些措施可以將噪聲降低多達(dá)10 dB。塵土控制通過濕式作業(yè)和塵土收集系統(tǒng)來實施，有效降低空氣中懸浮顆粒物的濃度，減少對空氣質(zhì)量的負(fù)面影響。在處理廢水和廢氣方面，采用先進(jìn)的凈化技術(shù)和循環(huán)利用系統(tǒng)至關(guān)重要，不僅貼合環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，還減少了資源浪費。通過設(shè)置沉淀池和過濾系統(tǒng)，廢水中的固體顆粒物能被有效去除，凈化后的水可用于施工現(xiàn)場的濕式作業(yè)，減少對水資源的浪費。同時，施工現(xiàn)場應(yīng)執(zhí)行嚴(yán)格的廢物分類和回收制度，通過有效的廢物管理可以減少對填埋場的依賴，降低土地使用。據(jù)統(tǒng)計，這種廢物管理方式可減少約30%的建筑廢物進(jìn)入填埋場。此外，通過評估和保護施工現(xiàn)場的生態(tài)環(huán)境，如保護現(xiàn)場周圍的植被和水體，可以最大限度地減少施工活動對自然生態(tài)的破壞[4]。主要環(huán)境保護措施及其效果見表1。

3.2 資源和材料的循環(huán)利用

在城市地下綜合管廊的綠色施工中，循環(huán)利用不僅減少了對新資源的需求，還降低了建筑廢物的產(chǎn)生。例如，通過使用再生混凝土和再生鋼材等回收材料，可以顯著減少天然資源的消耗和廢物的產(chǎn)生。研究結(jié)果表明，使用再生混凝土可減少約30%的碳排放，而再生鋼材的使用則可以減少高達(dá)60%的能源消耗。在施工現(xiàn)場，通過對廢料進(jìn)行分類收集和處理，例如將廢棄的木材和金屬進(jìn)行回收利用，可以減少材料的浪費和對環(huán)境的影響。在管廊施工中還可采用模塊化和預(yù)制技術(shù)，不僅提高施工效率，還降低現(xiàn)場產(chǎn)生的廢物量。研究結(jié)果表明，采用預(yù)制構(gòu)件的施工方法可以減少約40%的現(xiàn)場廢物。此外，通過優(yōu)化設(shè)計減少材料的切割和調(diào)整，可以進(jìn)一步提高材料的使用效率，實施資源和材料循環(huán)利用的策略，對于實現(xiàn)管廊建設(shè)的環(huán)境可持續(xù)性具有重要意義。

3.3 廢棄物的處理與回收

廢棄物的處理與回收在城市地下綜合管廊的綠色施工中占重要比重，旨在將廢棄物的資源化利用效益最大化，減少環(huán)境污染。施工過程中產(chǎn)生的廢棄物主要有建筑廢料、廢水和廢土等，建筑廢料的有效管理和回收是實現(xiàn)資源可持續(xù)利用的關(guān)鍵。例如，將混凝土碎片、廢鋼材和磚塊進(jìn)行分類回收，可以減少對新原材料的需求。研究結(jié)果表明，建筑廢料的回收率可達(dá)75%以上，顯著降低了建筑廢物對環(huán)境的負(fù)擔(dān)。廢水處理也是施工中不可忽視的一環(huán)，通過采用先進(jìn)的水處理技術(shù)，如沉淀、過濾和生化處理，廢水中的懸浮物和有害物質(zhì)可以被有效去除，處理后的水可用于施工現(xiàn)場的其他用途，如清洗和灌溉。廢土的處理和利用也需納入考慮，如非污染的廢土可用于景觀建設(shè)和土地復(fù)墾。此外，對于難以回收的廢棄物，應(yīng)采用環(huán)保方式處理，如無害化處理和安全填埋[5]。

3.4 項目研究分析

在某城市地下管廊項目中，通過采用預(yù)制構(gòu)件和模塊化設(shè)計，施工效率提高了40%，同時減少了現(xiàn)場廢物產(chǎn)生并避免了工期延誤。此外，該項目在施工現(xiàn)場實施嚴(yán)格的廢物管理制度后，通過有效分類和回收，將廢物的填埋量減少了30%。在另一項目中，通過應(yīng)用BIM技術(shù)，項目的設(shè)計和施工過程更為高效，錯誤率降低約20%，進(jìn)一步節(jié)約了成本和時間。此外，該項目還采用了先進(jìn)的廢水處理系統(tǒng)，廢水回收率達(dá)到85%，顯著減少了對水資源的消耗。這些案例表明，通過采用綠色施工技術(shù)和智能化管理，不僅可以提高施工效率和質(zhì)量，還可以減少對環(huán)境的影響，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。

3.5 面臨的挑戰(zhàn)及應(yīng)對策略

盡管采用高效環(huán)保技術(shù)和材料能在長期內(nèi)帶來經(jīng)濟和環(huán)境上的收益，但在短期內(nèi)可能會增加項目的直接成本。例如，使用高性能隔熱材料雖然能降低運營期間的能耗，但其初始成本可能高于傳統(tǒng)材料。對于綠色施工技術(shù)的專業(yè)知識和技能要求也較高，需在施工團隊中進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)和技能提升，增加了項目的人力資源成本。在技術(shù)應(yīng)用方面，智能化施工管理系統(tǒng)的實施需要強大的數(shù)據(jù)處理能力和軟件支持，對施工企業(yè)來說，是技術(shù)和資金上的較大挑戰(zhàn)。為應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，首先需要提高綠色施工技術(shù)的成本效益，通過技術(shù)創(chuàng)新降低材料和設(shè)備的成本，并優(yōu)化施工流程以減少浪費。其次，需加強對施工人員的培訓(xùn)和教育，提升他們對綠色施工理念和技術(shù)的理解和應(yīng)用能力。此外，開發(fā)和推廣更為經(jīng)濟的智能化施工工具和軟件，使更多的施工企業(yè)能夠承擔(dān)和應(yīng)用。

4 結(jié)語

本文全面探討了城市地下綜合管廊的綠色施工技術(shù)，強調(diào)在當(dāng)前城市發(fā)展中實現(xiàn)可持續(xù)建設(shè)的重要性。通過分析綠色施工的原則、環(huán)境友好型材料的選擇、節(jié)能降耗策略和智能化施工管理等，揭示了在城市地下管廊建設(shè)中應(yīng)用這些技術(shù)的效益和挑戰(zhàn)。盡管在實施過程中存在技術(shù)創(chuàng)新與成本控制等挑戰(zhàn)，但通過綜合策略的實施和相關(guān)政策的支持，綠色施工技術(shù)有望在城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中得到更廣泛的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

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