[摘 要] 以广州地铁建设中盾构到达施工作为研究对象，对 2 种盾构到达施工工法的能耗进行估算，并进行对比分析，结果表明采用新技术、新工艺、可循环利用钢结构是降低建筑建造能耗的有效途径。

[关键词] 盾构到达 ；密闭始发 ；到达端头 ；加固 ；节能 ；

 

      目前，我国对建筑能耗问题的研究主要集中在建筑的运行能耗上，也称狭义建筑能耗，而对包括建筑材料、施工过程等相关能耗的广义建筑能耗研究较少。据相关数据显示我国建筑建造能耗占全社会总能耗的15%以上^[1]。因此解决建筑能耗问题不仅需要从建筑本身运行能耗考虑，还应该关注如何降低建筑的建造能耗，从而向“节能建筑”发展。建筑建造能耗是指包括建筑材料生产、运输以及施工等相关能耗，本文以广东地区地铁建设中盾构到达施工作为研究对象，对2种施工方法的建造能耗进行研究分析。

 

      在盾构掘进至到达工作井上预留洞门外壁，在所有到达准备工作结束后，即可破除洞门，进行盾构到达施工。这是目前通常采用的常规盾构到达施工方法。

      为了确保盾构到达时的施工安全以及地层的稳定，以防止端头地层发生坍塌、漏水或涌水等意外情况，通常在盾构到达端头进行端头加固，常规的端头加固采用旋喷桩、素混凝土连续墙相结合的方式。

      盾构密闭始发及到达装置是一端开口、可拆卸的桶状结构，整个装置结构由筒体、后端盖、反力架、托架及洞门橡胶板和前后左右支撑组成，到达装置与洞门环板之间采用螺栓连接。当盾构掘进至预留洞门外壁，在盾构到达井内安装盾构密闭始发及到达装置，在密封的装置之中填充砂和水，并用空压机对装置中的水、砂补充一定的压力，模仿盾构在土体中掘进。待盾构掘进至装置内再拆开装置，吊出盾构。

 

      传统的盾构到达与采用密闭始发和到达装置到达施工的能耗见表1。

      传统的盾构到达施工，盾构需要在加固体内掘进，掘进长度约为9m,掘进能耗约为盾构在软土地层中掘进能耗的3倍。钢托架报废后，其残余能量约为43.5×0.4＝17.4MJ。传统的盾构到达施工消耗能量176 502.45MJ相当于6 032t标准煤产生的能量。

      采用密闭始发与到达装置的盾构到达施工，盾构从端头(采用常规到达方式端头加固处)掘进至装置内需掘进18m。

      盾构密闭始发与到达装置报废后，其残余能量约为307.4×0.4=122.96MJ。采用构密闭始发与到达装置的盾构到达施工消耗能量58 532.94MJ，相当于2 000t标准煤产生的能量。

      采用密闭始发与到达装置的盾构到达施工比常规盾构到达施工节能117 969.51MJ，相当于4 032t标准煤产生的能量。

 

      两种盾构到达施工费用见表2和表3。采用盾构密闭始发与到达装置的盾构到达施工比常规盾构到达施工节省费用1 539 155.54元。

      按照以上计算分析可知在城市轨道交通建设过程中，仅一次盾构到达施工便可节能相当于4 032t标准煤产生的能量，节省施工费用1 539 155.54元。当前我国轨道交通等基础设施建设过程中，施工临时设施普遍采用混凝土结构，水泥用量不断增加。降低水泥等内含能量高的材料使用率是降低建筑建造能耗的有效途径，采用替代水泥的新技术新产品，加大使用可循环利用钢结构，可达到降低建筑建造能耗的目的，使建筑向节能建筑发展。

 

 

[1]　李 兆．我国广义建筑能耗状况的分析与思考[J]．建筑学报，2006，(7)：30-33．

[2]　顾道金．建筑建造与能耗的对比分析[J]．暖通空调，2007，(5)：58-60.

[3]　陈伟珂．基于全生命周期理论的建筑能耗问题研究[J]．建筑科学，2008，(10)：23-27．

[4]　广东华隧建设股份有限公司．一种用于盾构密闭始发及到达的装置[P]．中国专利:200920058408.9，2010-03-17．

[5]　广东华隧建设股份有限公司．一种盾构密闭始发及到达的施工方法[P]．中国专利:200910040235.2，2009-12-23．