浅谈绿色施工技术在铁路预制箱梁场中的应用
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摘 要：本文结合铁路预制箱梁场管理实践，以及参与预制箱梁模板、配套工装、梁场新技术应用方面的多项发明、实用新型专利的研发的切身体会，对涉及到制梁场节能、节地、节水、节材等四个方面的绿色施工技术进行论述，有关的阐述、尝试和探索可为同行提供一定的参考。
关键词：预制箱梁；绿色；技术
1 概 述
铁路预制箱梁场绿色施工技术，是制梁场在场建、生产过程中实现资源节约和节能减排的关键环节。在保证制梁场大临建设和预制箱梁质量、安全等基本要求的前提下，在预制箱梁场中引进工程建筑方面的既有绿色新技术、创新和改进既有预制技术、通过科学、合理的规划设计，减少电、燃煤、汽柴油等方面的能源消耗、减少工装设备的摊销和投入、节约制梁场用地、实现水循环利用，最大限度地节约资源并减少对环境负面影响的施工活动，实现节能、节地、节水、节材和环境保护（“四节一环保”）。
2 节能技术
铁路预制箱梁场的能源消耗主要体现在施工生产用电、采用燃煤蒸养、机械、车辆消耗汽柴油等方面。
通过合理的用电线路布线设计，将变压器设置在靠近搅拌站、制梁区等耗电集中的地方，减少线路用电损耗。通过引用高效率或低能耗的生产设备，如混凝土搅拌设备、混凝土泵送设备、洗石筛砂设备、智能钢筋加工设备、高频附着式振动器、智能张拉设备、智能真空压浆设备、龙门吊起重设备、轮胎式提梁机等减少施工用电。
在制梁场机械设备选型时，通过引入高效率、低能耗的混凝土运输罐车、装载机、龙门吊起重设备、运梁车等。也可以通过制梁场合理的规划设计，减少制梁场耗能设备的采用，如海南东环万宁制梁场搅拌站与制梁台座集中布置，将混凝土直接泵送入模，改变了传统采用的混凝土运输罐车运输混凝土的模式，减少了汽柴油的消耗。
大的节能一方面可以从引入新的清洁能源来减少传统能源的消耗，如在日照充足的制梁场引进太阳能参与生产，如合福铁路长临河制梁场的太阳能的利用（见图1），可作为铁路预制梁场的节能的一个方向。太阳能系统由集热模块（集热器和真空集热管组）、水箱、系统水泵和控制系统组成，可用于制梁场蒸汽养生用水和冬季施工生产中砂石料加温。采用太阳能对天气寒冷地区制梁场合格料仓中的砂石料进行加温，或对搅拌站蓄水池加热，以提高冬季混凝土拌合质量，确保混凝土入模温度。也可在蒸养时，采用太阳能系统对对锅炉用水进行预加温，减少燃煤的使用。另一方面可以提高能源利用率，如对梁体混凝土蒸养时采用密封性好的蒸养棚架，对蒸养温度采用自动温控系统。也可从能源替代方面考虑，如采用甲醇作为锅炉的燃料，来减少二氧化碳的排放。
3 节地技术
铁路预制箱梁场的用地主要由生活办公区、拌和区、制梁区、存梁区、装梁区、运梁区等功能区及场内外施工道路等构成。可以通过制梁场规划设计、采用高效制梁技术、通用化工装等节约制梁场用地。
通过对相应代建段铁路沿线的制梁场选址进行精心考察，选出最佳的制梁场位置，再通过合理的规划设计，尽量减少场内外施工道路、运梁道路占地面积，对功能区尽量采用紧凑型集中布置，以减少功能区间的衔接占地面积。存梁区为制梁场最大占地的功能区，由于制架梁相互影响的关系，存梁台座存在空置时间，可通过32m/24m共用存梁台座来减少空置。由于箱梁翼缘板较宽，可通过双层存梁台座，甚至可以通过高低双层存梁，将下层的存梁深入到上层存梁的翼缘板下，来减少存梁用地面积。
通过采用高效预制技术，将传统一孔箱梁占用制梁台座时间由4～5天减少到3～4天，以此减少制梁台座数量，进而减少梁场占地。一个制梁场往往预制多种梁型的箱梁，涉及到的制梁台座、钢筋绑扎胎具、钢筋吊架种类就多，通过采用通用制梁台座、拼装式钢筋吊架、拼装式可调钢筋绑扎胎具（见图2）等工装实现在制梁场多种梁型间的转换或通用，可以有效减少该类工装所占场地。
4 节水技术
预制箱梁场通常建于新建线路的一侧，选址较为偏僻，一般无自来水供应，生产用水主要源于地下潜水或承压水。制梁场靠地下水进行施工生产，给当地的地下水资源带来不小压力，在制梁场开展节水技术，至关重要。
在制梁场采用水循环系统，可以有效节约水资源和减少生产用水污染。水循环系统由沉淀池、集水沟和分水沟、水塔及供水管道组成。其中，平流式沉淀池，由进出水口、污泥斗和水流部分三个部分构成（见图3）。进出口分别设在池子的两端，进口一般采用淹没进水孔；水流部分是池的主体，池宽和池深要保证水流沿池的过水断面布水均匀，依设计流速缓慢而稳定地流过；污泥斗用来积聚沉淀下来的污泥，设在池前部的池底以下，需定期排泥。
雨水、蒸养用水由集水沟和分水沟通过均匀分布的进水孔流入池体，再通过设在池前部的污泥斗沉淀，沉淀后进入水流部分。在水流部分的端头接上抽水泵，将经过处理后的水抽至水塔，水塔内的水一部分用来洗石，另一部分用于梁体养生。在制梁场将砂石料清洗废水、压浆用废水、生活污水、罐车清洗废水等通过梁场排污沟渠，再流入多级沉淀池，进行沉淀。在多级沉淀池中设置绿色植物，通过植物根系及其表面生物膜对污水中污染物进行吸收、消化、降解，能有效避免制梁场污水的排放。
5 节材技术
铁路预制箱梁场的节材主要分为场建时工装节材和预制生产采用高效节材设备节材。高效节材设备需要高投入，现就场建工装节材技术进行阐述。
铁路预制箱梁场的工装主要包括模板（底模、内模、外模）、制、存梁台座、静载试验台座/台架、钢筋绑扎胎具、钢筋吊架、砂石料棚架、钢筋棚架、水塔等。由于箱梁制梁场具有工厂化制作的特点，又具有存在周期短的特点，往往一个箱梁制梁场往往需要预制多种梁型，制梁工装投入较大，将工装构件在工厂按模块化、通用化设计、加工及制造，易于安装和拆卸。再将加工成型的工装构件运入制梁场进行组拼，在一个制梁场结束施工生产任务后，能迅速将其投入到另外的一个制梁场进行施工，不同制梁场间实现通用。全面实现预制梁场工装通用化、模块化施工，能响应国家号召，实现节能减排、节约大量大临建设成本的投入、有效降低预制箱梁的成本摊销，是预制箱梁场发展的一种趋势。
例如合肥枢纽南环线肥东制梁场负责预制272孔箱梁，这些预制箱梁共采用了4种不同的预制箱梁图纸。该梁场针对制梁数量少，梁型多的特点开展了《预制箱梁模板及配套工装通用化施工技术研究》，通过模块化技术成功实现了多种梁型间底模板、侧模板、内模板的通用化；研制了钢混组合式制梁台座、可调拼装式钢筋绑扎胎具、拼装式钢筋吊架，与传统预制箱梁场相比，节约了近一半的工装投入（见表1）。该科研荣获“中国铁路工程总公司科学技术一等奖”。通过工装节材技术，有效减少所需的工装套数，既减少了投资，又节约了建设用地，具有良好的推广应用空间。
二十一世纪随着地球资源的减少和环境的污染，绿色施工、节能减排技术已成为全球性的主题。在铁路箱梁预制场开展“四节”技术，无疑诠释了制梁场在建设、生产时，也能做好绿色施工，节能减排。通过节能技术的应用，减少了能源消耗，减少了二氧化碳的排放，能使制梁场的万元综合能耗能显著下降；通过节地技术的应用，减少了制梁场占用宝贵的土地资源，能减少制梁场的大临建设费用；通过节水技术的应用，制梁场减少了地下水资源的使用；通过节材技术的应用，减少了钢材等型材的消耗，间接减少了钢材厂家的二氧化碳的排放。通过“四节”技术的开展，能有效实现制梁场的环境保护。
作者简介：刘玉波（1979-），四川宜宾人，男，2004年毕业于西南科技大学交通工程专业，大学本科，工程师。