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全国最大膜结构全封闭式施工罩棚建成使用
在北京东三环核心地带三元桥站施工现场,一个蓝白相间的“大盒子”在春日阳光的照射下格外醒目。与常规的地铁施工罩棚不同,这个“大盒子”是北京住总集团地铁12号线14标项目全体员工历经60天的奋战,建成的膜结构形式全封闭式明挖车站施工罩棚。该明挖基坑罩棚占地1.3万平米,面积相当于两个足球场,因其体量庞大,创全国地铁施工领域之最。
为积极响应北京市城市轨道交通建设工程绿色安全建造发展理念,北京市城乡建设委等八部委共同签发指导文件,在继续保持暗挖工程全封闭施工的基础上,推广明挖基坑防尘隔离棚,并以12号线三元桥站等项目作为北京市首批试点工程,严格控制明挖基坑施工各阶段的扬尘噪音污染,实现现场“环境保护”目标,为向全北京市明挖基坑的推行使用探索积累经验。
三元桥车站结构长240米,标准段宽度23.5米,车站两侧场地仅为8-11米宽,如何确保罩棚建设后不影响正常结构施工是方案确定的关键点。项目部通过查找文献资料、整合现有经验,总结了多种施工方案,并邀请专家、设计单位对方案进行评审,为将施工对环境的影响降到最低,最终确定采用膜结构全封闭式明挖施工罩棚,实现施工场地全覆盖。
大跨度钢结构在工业厂房中较为常见,但用于明挖基坑施工却不多见。现有钢结构主要采用桁架结构或网架结构,对于大跨度而言,用钢量大且施工困难,项目部多次组织内部讨论,并邀请钢结构设计专家出谋划策,罩棚主体结构采用新型轻旋钢结构+膜结构形式减少整体自重,将罩棚用钢量降到最低,外皮5米以上采用膜结构,5米以下采用金属复合板结构(不燃)。与传统桁架或网架结构不同,罩棚整体结构由53榀钢骨架组成,采用高强螺栓连接便于现场组装。外部采用膜结构包裹,蓝白色条块膜带相间布置,勾勒出罩棚外在艺术美感。
与地铁暗挖竖井罩棚有所区别,明挖基坑罩棚因其体量庞大,不仅要满足控尘环保的要求,还要考虑内部通排风及其作业环境舒适度。罩棚在设计过程中,项目部全程参与,出谋划策,从材料采光、棚内通风、扬尘控制与排放等均作了详尽的考虑。
膜材选择综合考虑强度、耐久性、透光率、自洁性及防火要求,选用透光率为7%的蓝、白色膜材,最大限度采用自然光照,满足施工现场日常施工的光照需求。
罩棚内部除配备消防设施以满足防火要求外,还在钢支撑及基坑周边进行喷淋系统的布设,并于基坑四角布置了雾炮机。通过安置智能检测控制系统,自动检测现场扬尘情况及扬尘部位,实时开启喷淋设备,使棚内PM10指标能够有效控制在100以内,达到环保要求。
为满足罩棚内空气流通并有效调节棚内温度,安装了主动通排风循环系统。棚内以南侧门窗为进风口,北侧风机为排风口,风机启动后棚内形成正负压环境,确保棚内的空气自由流通。
为保证棚内排风不引起周边环境的二次污染,通过在排风口及风道每隔5米处安装三层不同孔径滤尘网(100μm,50μm,10μm),在轴流风机驱动下实现降尘排风效果,滤尘网材每天由专人负责清理,确保扬尘止于棚内。
项目部邀请北京市环境保护科学研究院对棚内排风污染进行监测,通过连续5天棚内、外的环境监测,使用防尘隔离棚后的扬尘削减率达到90%以上,符合市建委对防尘隔离棚实施的相关要求。
防尘隔离棚建成后对棚外噪音进行24小时监测,使用罩棚后棚内正常施工的最高噪音值47分贝,噪音削减率达到31%。建成后的三元桥站明挖罩棚不仅是北京明挖基坑控尘新措施的实施典范,也是全国最大的采用膜结构形式的全封闭式明挖施工罩棚。