明挖基坑防尘隔离棚绿色施工初探

霾、大风等极端天气时的停工天数，增加了有效施工时间，实现了在保证施工安全、质量等基本要求的前提下，最大限度 地节约资源并减少对环境负面影响的目标，从而推动了轨道交通建设过程中的绿色施工。关键词：明挖基坑；防尘隔离棚；绿色施工中图分类号：TU974

文献标志码：B 文章编号:1009-7767（2019）04-0135-05Discussion of Dustproof Shed for Open Cut Foundation PitLiu Weiqiang1防尘隔离棚建设背景要保证白天施工作业不受防尘隔离棚的影响，在

北京市住房城乡建设委、市重大项目办、市规划国 无照明的情况下能够满足正常施工亮度要求，为此通 过侧墙设置等距离的塑钢窗及高透光性的防尘隔离

土委、市安全监管局、市环保局等部门联合，在2017年

3月15日印发了《北京市城市轨道交通建设工程推进

绿色安全建造指导意见》,要求结合北京市实际情况， 加快推动城市轨道交通建设工程绿色安全建造发展，

棚膜，实现自然采光；夜间施工采用照明系统，通过在

侧墙安装LED泛光灯等实现照明功能。2. 1. 2喷淋功能促进各参建单位强化管理创新和技术创新，努力实现 绿色施工“四节一环保”目标。力争到2019年，我市城市

防尘隔离棚内安装自动喷淋设备主要目的在于抑 制扬尘、减少污染，在支撑及基坑冠梁周边上进行喷

轨道交通建设工程“通用设计模数化、现场施工工厂化、 工序作业机械化、过程管理信息化、绿色施工常态化”取

淋系统的布设。另在防尘隔离棚内放置雾炮机，实现对 重点部位的高效降尘处理，减少扬尘的目的。2. 1.3通风及排烟功能得阶段性成果，确保施工现场安全质量长期稳定受控。针对上述指导意见明确的“绿色施工常态化”这一

为满足消防需要，应安装相应的设备实现通风及

目标，笔者借鉴暗挖工程竖井已经实现全封闭施工的 排烟功能。通风系统为防尘隔离棚两侧设置壁式排风机 （间距6 m）,排风机自带过滤网和风量调节装置，由大

经验，提出了“明挖基坑安装防尘隔离棚”的设想，即在 明挖基坑外设置防尘隔离棚.棚内配置实施立体化防 尘抑尘措施，隔离抑制土方开挖、喷射混凝土、钢筋焊

门补风；排烟系统为防尘隔离棚两侧设置2台排烟风

机，安装在侧壁托架上，在顶部设置排烟管和排烟口。

2. 1.4防撞及人为破坏功能接、模板安装、混凝土处理等不同施工阶段的扬尘噪声 污染，同时在作业土场、出土口、钢筋加工场等地方设 置自动喷淋降尘设备、移动式焊接烟尘净化器，最大

施工现场场地狭小，机具、车辆和设备较为集中，

为防止因交叉作业或人为刀划棍戳破坏，在防尘隔离

限度降低粉尘和烟气排放，落实清洁空气行动计划，降 低施工污染，推动地铁建设绿色安全发展，从而实现

棚外皮标高3 m以下采用砖砌+彩钢板结构。2. 2形式研讨2. 2.1固定式钢结构防尘隔离棚（见图1）施工现场“环境保护”的目标。2 防尘隔离棚研讨 2.1功能需求研讨 2.1.1采光功能该防尘隔离棚采用轻型钢结构，沿车站纵向布置， 现场起重吊装系统采用龙门吊。顶部采用单层彩钢板，

每间隔3 m设置1道采光板,保证基坑采光，同时中部起2019耳第4期（7貝）第37卷 彳施技* 135::轨道交通与地下工程Track Traffic & Underground Engineering东侧和西侧主要为居民用地和商户用地，周边环境对 现场施工的绿色环保要求较高。为减少车站明挖段作

业区对周边居民及环境的影响，同时考虑充分发挥防 尘隔离棚的作用，最终确定在该车站明挖段场地内安

装膜结构防尘隔离棚。根据香河园站东端明挖段施工 筹划，该场地的膜结构防尘隔离棚规模在车站和区间 施工时有所区别，防尘隔离棚尺寸在施工期间改造

1次。拱lm,保证排水。棚内配套设置自动喷淋系统与雾炮

机、移动式焊接烟尘净化器等辅助抑尘降噪设备。2. 2.2移动式钢结构防尘隔离棚（盖）（见图2）在基坑冠梁上安装防尘隔离棚来适应明挖基坑 土方开挖、材料吊运及后期盾构始发吊装施工需要，防 尘隔离棚除一侧设固定段安装上下爬梯外，其余设计 为可移动式，以满足施工需要。棚内配套设置自动喷 淋系统与雾炮机、移动式焊接烟尘净化器等辅助抑尘

降噪设备。2. 2.3膜结构防尘隔离棚（见图3）I期：为香河园站明挖结构施工阶段，该阶段防尘

隔离棚规格为75.5 mx40 mxl7 m,将整个东侧明挖结

构及周边道路均罩在防尘隔离棚内，具体见图5。图3膜结构防尘隔离棚效果图采用轻型房屋钢架结构，防尘隔离棚外皮标高3 m 以上采用膜结构，标高3 m以下采用彩钢板+砖砌结 构。棚内配套设置自动喷淋系统与雾炮机、移动式焊接

烟尘净化器等辅助抑尘降噪设备。通过对比3种形式，结合拟安装防尘隔离棚工地

的实际情况，决定采用膜结构防尘隔离棚结构形式。3工程实例北京地铁17号线香河园站位于北京市东北二、 三环路之间（见图4）,车站采用两端明挖、中间暗挖的

工法施工。车站北侧主要为居住用地和教育科研用地,II期：为工人体育场站一香和园站盾构区间施工 阶段，该阶段防尘隔离棚以盾构出渣口为界，避开盾构

136 彳貳枝* 2019 No.4(Jul.) Vol.37轨道交通与地下工程::Track Traffic & Underground Engineering管片吊装口的位置，将盾构出渣口及渣土仓罩在防尘

由H形钢柱、屋面主梁、屋面次梁和墙梁等单元 构成。门式刚架梁柱节点均采用10.9级高强度螺栓现

隔离棚内，其规格为44.6 mx40 mxl7 mo盾构管片吊装 口处设置遮挡棚，管片吊装时将其打开、出土时将其封 闭，保证隔绝扬尘的性能，具体见图6。场安装。防尘隔离棚宽度方向对应的2根钢柱顶部采

用2道镀锌钢绞线作为预应力拉索,并施加预应力。防 尘隔离棚4个角设置临时缆风绳，在风力大于7级时 使用。屋面共划分为13个膜单元，膜单元与钢结构采用

4建设过程管理螺栓连接。膜材料是一种高强度纤维织成的基材和聚 合物涂层构成的复合材料,其特点如下：4.1安装依据为了规范施工，确保防尘隔离棚的质量和建设过

1） 机械强度高：拉伸强度大、压缩强度大和耐磨 性能好，膜材料经纬向抗拉强度达5 000 N/5 cm；程的施工安全，我们依据国家和北京市发布的有关工稈 建设的法律、法规、规范和标准外，同时学习和执行的

2） 耐化学性好：膜材料表面涂层为聚二氟乙烯

（PVDF）成份，稳定性强，在高温下对很多种类的化学 品具有完全抵抗性；文件通知有：“关于印发《北京市城市轨道交通建设工

程推进绿色安全建造指导意见》的通知”（京建发[2017]

85号）和“关于推进轨道交通明挖基坑防尘隔离棚实

施工作的通知”（京建发[2018]57号）。4.2设计情况4. 2.1设计参数3） 耐渗透性高：膜材料高结晶性及表面张力使其

渗透率非常低，在与其他含氟聚合物的惰性气体耐渗

透率的直接对比测试中，是渗透率最低的；4） 洁净度高及自洁性好：膜材表面摩擦系数低，

不易污染，对一般尘埃有拒亲和性能，雨水会在其表面

该工程采用轻型房屋钢架结构,荷载标准值为:屋面

恒载0.2 kN/m?；屋面活载0.5kN/m2；基本风压0.3 kN/m2 聚成水珠，浮尘同时会流下，使膜材料表面得到自然清

（10年1遇）；基本雪压0.25 kN/m2（10年1遇）。防尘隔 离棚采用柱下基础,地基承载力标准值为160 kPa。

4. 2.2钢结构骨架（见图刀洗，具有很好的自洁性能；5） 透光率高：膜材料的透光率为8%〜12%,具有

高透光性，在白天（包括阴天）大棚内可以完全正常作

业，无需额外照明设备；6） 保温及防水性好：该膜材料具有较好的保温效

果及耐水性能，能达到国家防火B1级标准，燃烧无滴

漏，具有很好的耐燃性和耐高温性；7） 使用寿命长：膜材料涂层具有特异的物理化学

性能，不但有很强的耐磨性和抗冲击性能，且使用寿 命在15-20年以上。4.3施工情况4. 3.1技术管理图7钢结构骨架示意图防尘隔离棚施工图下发后，建设单位组织设计交

2019年第4期（7冃）第37卷彳貳役* 137::轨道交通与地下工程Track Traffic &Underground Engineering底，施工单位组织技术人员进行图纸会审，编制防尘 隔离棚的施工方案。依据《危险性较大的分部分项工程 安全管理规定》，跨度大于36 m的钢结构工程应编制

（风力达到4级及以上时停止土石方作业，5级及以上 时停止焊接等室外动火作业，6级及以上时停止吊装 作业）。而防尘隔离棚环境相对密闭，在春秋多风季节

危险性较大的分部分项工程安全专项施工方案。该防 大风天气预警时，棚内还是能继续进行土石方的清理、 钢筋绑扎焊接及部分吊装作业。5.1. 3雨天尘隔离棚钢结构跨度为40m,为此编制了专项方案，履

行审批手续，并组织了专家论证。4. 3.2安全质量管理体系由于防尘隔离棚的安装.棚内基坑不会被水浸泡，

各参建单位建立了完善的安全质量管理体系且运 转正常，其中施工单位项目部配备了专职的技术员、质

尤其是汛期，雨后马上就能恢复土石方开挖作业；如果 在钢筋绑扎、模板安装和防水施工等工序阶段，外面 大雨瓢泼，棚内依然可以干的热火朝天。5.1.4冬天检员、安全员等管理人员，通过三级安全教育和管控，

明确施工过程中的质量控制程序和安全施工管理，做好 对工人的安全教育和技术交底工作，保证施工过程中人 员安全及结构施工安全，确保工程质量目标的实现。4.3.3原材料秋冬交替季节，气温变化较大，偶有极端低温天

气，但防尘隔离棚能有效减缓气温变化，同时在密闭的

空间内也易于快速采取冬季施工保温措施，进而保证 施工质量。5.2夜间施工防尘隔离棚使用的材料的质量证明文件齐全，符 合设计要求和现行标准的规定。进场的原材料按照规 范进行了报验，在监理的见证下，进行现场取样、送样

和试验，以保证材料质量合格。4. 3.4扬尘消减率检测夜间22；00至第2天凌晨6：00属于夜间施工的 范畴，香河园站位于东北二、三环路之间，周边居住人 员较多，因此在这时间段内施工将影响居民休息，但是

经过北京市环境保护科学研究院对北京地铁17号 线香河园站防尘隔离棚检测，扬尘消减率为96.2%,符合 “京建发［2018J57号'冲规定扬尘消减率＞80.0%的要求。

4.3.5工程验收地铁工程有些施工工艺必须保证连续作业，如混凝土 浇筑施工，这样就不可避免地带来了施工扰民的问题。

然而防尘隔离棚投入使用后，对夜间施工产生的问题 有所减轻。5. 2. 1光污染工程施工完成后，在2018年6月28日上午，由北

京市轨道交通建设管理有限公司组织相关设计、施工、 监理、检测等单位进行了防尘隔离棚的验收，北京市

施工中的照明灯光受到膜材料的阻隔，棚外只显 示出柔和的光晕，不会直射到居民楼，有效地缓解了 光污染的问题。5. 2.2噪声污染建设工程安全质量监督总站实施了同步监督，各单位 一致同意北京地铁17号线香河园站防尘隔离棚工程 通过验收（防尘隔离棚项目按照子单位工程管理）。5使用及维护情况5. 1 特殊天气施工5. 1. 1雾霾天由于防尘隔离棚有明显降噪功能，经检测，夜间施

工时棚外噪音可控制在55 dB以下，满足GB 12523—

2011《建筑施工场界环境噪声排放标准》的要求。5.3施工降效秋冬季节“雾霾”预警天数增多，要求施工现场停 工频率增加，而在防尘隔离棚内形成了的施工空 间，由于防尘隔离棚内设置了自动喷淋系统、雾炮机、 车辆冲洗装置、移动式焊接烟尘净化器、监测设备等，

5.3.1水平宽度施工降效方面，由于香河园站东端明挖场地占地 面积较小，防尘隔离棚内基坑周边各机械无法完全展

开施工，比如基坑土石方开挖过程中，由于棚内周边 道路较窄，无法进行错车；又如车站大体积混凝土浇筑

极大改善了防尘隔离棚内外的空气质量。全面降低了 施工现场污染物的排放，在使用过程中经环科院检定，

香河园站明挖基坑防尘隔离棚扬尘削减率达到96%以 上，解决了雾霾天气所有工作面必须停工的这一困扰。5. 1. 2大风天过程中无法放置2台及以上的泵车同时进行浇筑，导 致浇筑时间增长等，后期还应继续进行研究优化。5. 3.2净空高度按照施工现场安全、消防和绿色等施工管理规定，

在防尘隔离棚的使用过程中发现，隔离棚内17 m 的净空高度有些不足，为保证棚内机械施工、龙门吊作（下转第143页）风力达到一定级别时，现场要停止相对应的施工作业

138 彳貳哉水 2019No.4(Jul.) Vo⑶轨道交通与地下工程!：Track Traffic & Underground Engineering斜角度与注浆土弹性模量呈线性关系。注浆土弹性模 量增大，则既有线的倾斜角度降低。5结论针对北京地铁17号线东大桥站大断面下穿既有 线施工问题，采用数值计算方法，讨论了不同封头端 距离及不同注浆参数对既有线沉降的影响，根据计算 结果可得出以下结论：1） 车站左侧开挖过程中，既有线左侧拱脚位移始 终大于拱底位移，拱底位移始终大于右侧拱脚位移，既 有线不只发生下沉,还发生了向导洞开挖方向的倾斜；

导洞开挖过程中既有线与地表的位移为先上升后下 降，封头端到既有线不同的水平距离会引起不同的既

图10注浆土弹性模量与既有线最终位移关系2.2有线位移；对于当前地层，封头端距离取10 m时，既有 线与地表都不会产生较大位移。2） 不同的注浆参数会引起既有线不同的位移；既 有线位移与倾斜角度随注浆土弹性模量增大呈线性

减小的趋势；为将既有线整体位移控制在1 mm以内，

建议注浆土弹性模量大于297.55 MPa。参考文献：[1] 张宝才.浅埋地下工程及相关系统振动控制的工程实践和

理论分析[D].北京：铁道部科学研究院,2002.1.2 - 、、[2] 吴波，高波，漆泰岳，等.城市地铁区间隧道洞群开挖顺序优

化分析[J].中国铁道科学,2003,24（5）=23-2&lo

40

|—__■~_1~~1~~1~r，160

80

[3] 吴波.复杂条件下城市地铁隧道施工地表沉降研究[D].成都：

西南交通大学,2003.100 120 140 160 180 200 220大断面下穿处超前注浆土弾性模量/MPa[4] 吕爱钟，蒋斌松，尤春安.位移反分析有限元网格划分范围的

研究[J]. 土木工程学报,1999（1） =26-30.图11注浆土弹性模量与既有线倾斜角度关系[5] 罗富荣，汪玉华，郝志宏.地铁车站洞桩法设计与施工关键

由于既有线左线倾斜角度比右线大，因此同样以 既有线左线作为倾斜角度控制点，对其关系进行拟合，

技术[M].北京：中国铁道出版社,2015:49-52.[6] 肖涛.PBA工法大跨地铁车站施工对邻近既有车站的综合

影响分析[D].北京：北京交通大学,2010.相关系数为0.884 62,拟合公式如下：0=0.002 33-4.711 x10^„„0 （3）收稿日期：2018-11-15作者简介：李严，男，工程师，学士，主要从事地铁施工工作。式中：0为既有线倾斜角度。由式（3）可知，既有线的倾（上接第138页）研究，因此是否安装防尘隔离棚要根据社会大环境（政

业和汽车吊能发挥功效，净空高度宜在23 m以上。6结语策、经济、空气质量等）和车站工程小环境（周边居民

楼、医院、学校、交通等），综合进行社会环境与经济效 益的权衡，不能刻意强求。随着时间的推移及各种施工

北京地铁17号线香河园站防尘隔离棚的使用是

为了落实清洁空气行动计划、最大限度地降低施工污 染而量身定做的一个密闭“生态圈”，该生态圈实现了

技术的开拓进步和创新发展，轨道交通的绿色安全建 造会不断得到改进、推广和普及。陌i收稿日期：2018-12-03作者简介：刘卫强，男，高级工程师，学士，主要从事轨道交通工程建设

方面的工作。香河园站明挖基坑全封闭施工，起到了防尘抑尘、隔离 降噪的作用，基本上实现了绿色安全建造的目标。但仍 需进一步对防尘隔离棚的安装及使用管理进行探索

2019年第4期（7心第37卷彳找倉* 143