暗涵复明工程绿色建造施工技术实施要点

暗涵复明工程绿色建造施工技术实施要点
发布时间：2023-03-10T03:10:40.399Z 来源：《科技潮》2022年35期作者：郭帅[导读] 随着国内城市化进程的快速推进，各地区各部门迅速行动，坚持生态优先、绿色发展指导思想，紧密围绕打好污染防治攻坚战的总要求，全面开展了城市黑臭水体治理工作，加快补齐城市环境基础设施短板。

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摘要：随着国内城市化进程的快速推进，各地区各部门迅速行动，坚持生态优先、绿色发展指导思想，紧密围绕打好污染防治攻坚战的总要求，全面开展了城市黑臭水体治理工作，加快补齐城市环境基础设施短板。

城市老旧暗涵复明是水环境治理的一项重要工作，从根本上改善渠道和周边环境，给广大市民带来实实在在的红利。

关键词：暗涵复明绿色建造水环境整治
一、项目研究背景及特点
渠道被覆盖为暗涵后，由于空气不流通在一定程度上阻断了水体复氧，大大降低了水体内的溶解氧浓度，易产生有害气体，导致水中生态系统被破坏，沉积物蓄积。

而过洪断面的立体侵占问题及行洪断面的挤压，给渠道的检查、管理及清淤工作和污水口治理带来困难，淤积、堵塞暗涵段的泥沙往往不能得到清理，容易造成排水受阻、排涝不畅。

暗涵目前存在的问题主要表现为以下几点：
（1）涵盖的覆盖使得被覆盖河道的检查、管理增加了障碍。

河道的巡查工作往往只注重明渠段的污染物排放及垃圾清理等工作，而河道覆盖段由于不外露，其污水口治理、巡查等管理工作易被忽视。

由于覆盖河道处于地下，井少、渠深，排污口调查难、整治难度大，河道中入河排污口密集分布，排水管网错接乱排严重，截污工程往往难以开展，许多覆盖河道直接承接周围居民区或工业区排出的废水，造成水体黑臭。

（2）从水资源净化，环境整治，宜居城市方面来说，河道暗涵化严重，部分河道行洪断面严重缩减，降低了水面率，同时加大了防洪排涝风险，部分河道甚至成为污水排放渠，严重影响水环境和附近居民居住环境。

（3）本地区暗涵两侧有宽阔的绿化空间，能满足暗涵复明的设计和施工条件；
（4）该片区缺少景观公园，市民缺少散步和休闲空间。

暗涵复明工程完工后，将能有效解决上述问题。

覆盖河道是否适合复明，需要综合分析覆盖河道周边的下垫面特征，根据城市近远期规划等，详细分析工程复杂程度、潜在危害、可产生的经济效益及生态环境效益等进行综合判断。

霄边排渠暗涵目前已经具备了复明条件，包括地理条件和施工现场情况等，霄边排渠暗涵复明后将恢复原渠道正常的行洪排涝和渠道生态。

二、暗涵复明技术研究
本工程周边为居民区，暗渠两侧为道路，暗渠复明需要拆除盖板和暗涵内隔墙等，考虑到对周边居民及环境的影响，拆除不能选择爆破方式，经过项目组研讨后决定采用绳锯+盘锯共同结合切割上部混凝土盖板，并配合汽车吊调运现场的方式来拆除。

本方法相比爆破无震动，施工噪音低，现场粉尘污染少，切割速度快，切口平整无须修平，对暗涵顶板两侧预留结构无损伤，对暗涵主体结构影响较少等优点。

考虑到现场吊运场地有限等，在暗涵顶板拆除过程采用分期分块拆除的方式，顶板分两期拆除，一、二期顶板按现状边墙砼结构分缝长度（20m）间隔拆除。

在每期区域内划分施工段，施工段内再划分拆分块，顶板拆分块采用盘锯方式进行切割，切割后，暗涵砼顶板一二期分缝处切割采用金刚石线锯进行切割。

顶板分块切割同时从吊装孔内穿钢丝绳，利用80T汽车吊预加起重力，砼顶板分块切割后随时吊运至施工区域外。

2.1 基于BIM的暗涵复明工程深化设计技术
2.1.1 暗涵复明规划设计
针对上述工程现状，考虑到该部分暗涵周围的地理环境和周边配套设施，城市规划需求等，本部分暗涵已具备复明的条件，因此在此基础上对复明段进行总体规划。

开展暗涵整治工程，沿河截污和清淤，从源头上进行正本清源、雨污分流，对具备条件的暗涵，逐步推进复明，暗涵通亮，从源头上对环境进行治理，消除河水臭味，创造优美的环境。

本工程应用BIM技术对暗涵复明进行模拟，在前期可行性分析阶段即可呈现暗涵改造后的景观复现效果，从而从经济效益和社会影响等方面进行全方面评估。

2.1.2 暗涵复明工程细节深化设计
1、三维场布、交通疏解模拟
在暗涵复明工程施工前，考虑到施工现场的作业条件有限，在不影响正常通行的情况下，需要做好道路维护、交通疏解、施工围挡等。

课题组应用BIM软件模拟施工现场三维场布情况，合理布置现场施工设备、材料。

根据现场施工结合道路交通情况，应用BIM软件就行模拟，以避免施工过程中造成交通拥堵等。

2、拆除过程模拟
应用BIM软件建出目前暗涵的模型，然后利用BIM软件模拟顶板拆除的过程，顶板切割后板块吊装路线等，尽量避免对交通及现场居民造成一定的困扰。

拆除顶板后需对原有边墙进行加固新建，采用植筋的方式在新旧混凝土界面布设连接钢筋，浇筑混凝土，暗涵新建边墙及底板混凝土设计厚度为0.25m，边墙混凝土设计加固高度为2.8m，底板混凝土设计加固宽度为2.5m，下图为BIM模型模拟新建边墙及混凝土底板。

3、底板、侧墙排水孔深化设计与三维交底
暗涵复明工程在新建边墙和底板后，需对底板和边墙按设计要求开设排水孔。

暗涵底板排水孔设计孔径150mm，纵横向间距1.5m，梅花形布置。

边墙泄水孔设计孔径100mm，纵向水平方向间距1.5m。

排水孔孔内采用碎石回填，在孔口处铺设土工布反滤，孔口采用4mm厚304L钢板及膨胀螺栓固定。

根据暗涵复明新建边墙和底板的开孔大样图，在箱涵BIM模型边墙和底板按照设计和图纸要求进行开孔，模拟排水施工过程。

4、暗涵复明后绿化、景观模拟
暗涵复明主体工程完工后，后期的绿化，人行道、雨水篦子的铺设、路灯的设置等细节进行模拟施工，根据模拟效果进行三维交底。

并对复明后河流周边的景观按照规划和施工实际需求进行布置，通过Lumion等软件的三维模拟呈现出周围的景观。

2.2 研发绳锯+盘锯分块切割整体吊装的绿色拆除施工技术
综合考虑现场施工环境，地理位置，对居民的影响等情况，项目组研讨决定对暗涵混凝土顶板采用绳锯+盘锯分块切割、整体吊装技术来拆除，对暗涵混凝土内隔墙采用绳据分块切割，整体吊装绿色拆除技术。

2.2.1涵盖顶板非爆破分期分块拆除方案
拟复明段暗涵为双孔钢筋混凝土结构，根据现场施工场地现状情况，为满足施工期间吊运设备的布置，暗涵顶板采用分区分块的方法，逐步进行拆除。

顶板拆除分两期施工，一期先拆除右侧孔（面对霄边排涝站）顶板，二期拆除左侧孔顶板。

为确保顶板拆除后现状砼边墙结构的稳定及施工安全，一、二期顶板分区域后按现状边墙砼结构分缝长度（20m）间隔拆除，不连续拆除相邻的顶板。

2.2.2 暗涵顶板拆除
1、暗涵顶板拆除施工工艺流程
固定装置（2）包括第一夹片（22）、第二夹片（23）和两个拧紧螺栓（24），第一夹片（22）下端面焊接于机身（11）的尾部，第一夹片（22）的上端面开设有向下凹陷的第一弧形槽（25），第二夹片（23）扣设于第一夹片（22）上方，且第二夹片（23）的下端面_上设置有向，上凹陷的第二弧形槽（26），第二弧形槽（26）与第一弧形槽（23）相对应形成镶嵌槽（27），且镶嵌槽（27）套装于所述激光笔（3）的一端。

第一夹片（22）和第二夹片（23）的两端均开没有相对应的螺纹通孔（21），两个拧紧螺栓（24）带有螺纹的一端端部均与第一夹片（22）和第二夹片（23）的两端的螺纹通孔（21）相螺接。

第一弧形槽（25）与第二弧形槽（26）上均设置有橡胶垫（4）。

2、激光控制钻孔装置的工作原理
钻孔在本工程施工中是一项重要的工序，如何精装定位，控制好钻孔的角度是一个难点。

为克服相关技术中存在的问题，课题组研发了一种用于后视激光控制钻孔角度的装置。

将本装置安装在钻机主体1上后，打开激光笔2，调整钻机主体1的角度，使激光点与钻孔后视点
重合，钻头与掌子面孔位点重合，方可正常钻进，钻进过程中可关闭激光笔，钻进一段时间后打开激光笔再进行调整，然后继续钻进。

2.3.3后视激光控制精准高效钻孔施工
本工程在顶板和内隔墙钻孔中，由于板相对较薄，钻孔深度不是很大，可以不用激光笔进行辅助调整。

但在底板及边墙排水孔钻孔中即可应用该设备对钻孔位置进行了精确定位，并结合该装置的激光笔对钻孔角度进行调整，有效控制了钻孔角度的误差。

该装置安装简便，操作快捷，钻孔角度误差小，可以有效提高施工效率和钻孔精度。

三、成果的创新性、先进性
通过工程实际应用与改进，本技术的先进性和创新性体现在以下几个方面：
3.1 基于BIM的暗涵复明工程深化设计技术
应用BIM技术对暗涵复明全过程进行模拟，在可行性分析阶段借助BIM模拟呈现暗涵改造后的景观复现效果，对项目的经济效益和社会影响等方面进行预测、评估。

根据现场施工作业条件对三维场布、交通疏解进行模拟。

建立暗涵BIM模型，对暗涵顶板的拆除、吊装，新建边墙及底板混凝土施工、排水孔布置、暗涵内墙拆除、上部栏杆与绿化施工等工序进行全过程模拟，辅助暗涵复明工程的景观再现。

3.2 研发绳锯+盘锯分块切割、整体吊装绿色拆除技术
采取分期分块的方式对暗涵上部混凝土盖板进行拆除，研发绳锯+盘锯结合作业，分块切割整体吊装技术。

内隔墙拆除采用金刚石线锯自上而下切割、分区块拆除。

钻孔、切割后的板块用钢链条配合汽车吊调离现场。

本方法相比爆破无震动，施工噪音低，现场粉尘污染少，绿色环保，切口平整无须修平，对暗涵顶板两侧预留结构无损伤，对暗涵主体结构影响较少等优点。

3.3 后视激光控制精准高效钻孔施工技术
研发了一种用于后视激光控制钻孔角度的装置，已申请国家发明专利，实现现场高效钻孔施工。

该装置由钻机主体、固定装置和激光笔组成。

将本装置安装在钻机主体上后，打开激光笔，调整钻机主体的角度，使激光点与钻孔后视点重合，钻头与工作面孔位点重合，在钻进过程中通过激光笔进行调整钻孔角度，以便实现精确定位，提高施工效率和钻孔精度。

结束语
总之，暗涵复明是水环境综合整治中的一项重要工作，采用先进的拆除技术尽量减少对环境的污染和周边居民的影响是实施过程的管控重点，通过BIM、激光控制、绳锯+盘锯等技术的综合应用，既提高施工效率，又符合环保要求。

参考文献：
[1]周平，蒋铁.城市暗涵淤泥清理与水环境治理技术研究[J].水利规划与设计，2020（06）：100-103+112.
[2]罗蛟均，李威，朱明，宋建三，常一琳.浅谈城区暗涵黑臭水体治理方法[J].中国资源综合利用，2018，36（08）：58-60.
[3]段腾腾，耿震，胡邦，宋海亮，蒋岚岚，徐峰.城市河道综合治理中的暗涵整治[J].中国给水排水，2019，35（10）：115-118.
[4]牟东阳，陈俊君，吴晓辉，蒋岩，彭犇，田玮，汪燕.深圳市覆盖河道现状与整治对策探究[J].环境工程，2019，37（10）：23-28.。