FIBC濕法作業(yè)和揚(yáng)塵監(jiān)控管理下的石灰穩(wěn)定土施工

陳翔

（山西交通建設(shè)監(jiān)理咨詢集團(tuán)有限公司，山西 太原 030032）

石灰穩(wěn)定土具有較高的抗壓強(qiáng)度和一定的抗拉強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度，穩(wěn)定性較好，便于施工，大多數(shù)土均可用石灰穩(wěn)定，在缺乏優(yōu)質(zhì)粒料的地區(qū)較為經(jīng)濟(jì)可行，因此廣受業(yè)主和設(shè)計(jì)單位青睞。傳統(tǒng)石灰穩(wěn)定土施工工藝采用人工布灰，即施工人員以打方格形式將石灰卸下，以便控制石灰用量[1]。這種工藝存在作業(yè)量大、施工進(jìn)度與單位面積布灰精度難以平衡的問題，影響了工程質(zhì)量和現(xiàn)場監(jiān)理服務(wù)。隨著國家大力推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)，現(xiàn)場監(jiān)理環(huán)保壓力也與日俱增，特別是針對(duì)石灰穩(wěn)定土施工這種揚(yáng)塵大、現(xiàn)場環(huán)保與文明施工管控困難的工序，施工揚(yáng)塵已嚴(yán)重制約行業(yè)發(fā)展，部分工地因顆粒物排放不達(dá)標(biāo)被有關(guān)部門勒令停工整改，致使工期嚴(yán)重滯后，且停工后會(huì)帶來一系列現(xiàn)場管理、原材料貯存轉(zhuǎn)運(yùn)問題，不僅造成了不可估量的經(jīng)濟(jì)損失，還嚴(yán)重影響著質(zhì)量、進(jìn)度、費(fèi)用、安全、環(huán)保方面的監(jiān)理工作質(zhì)量。為了既能符合設(shè)計(jì)和相關(guān)規(guī)范要求，控制石灰土拌和施工進(jìn)度，又能有效控制揚(yáng)塵，降低施工造成的顆粒物污染影響，達(dá)到環(huán)保要求，本文總結(jié)多年來道路施工監(jiān)理與環(huán)保管理的經(jīng)驗(yàn)方法，利用FIBC布灰和濕法作業(yè)方案，結(jié)合現(xiàn)場顆粒物實(shí)時(shí)監(jiān)控技術(shù)手段，形成了一套基于FIBC濕法作業(yè)和揚(yáng)塵監(jiān)控管理的石灰土施工方法。

1 工藝原理與工藝流程

1.1 FIBC布灰工藝原理

FIBC（Flexible Intermediate Bulk Containers，F(xiàn)IBC），俗稱噸裝袋，是一種以聚丙烯編織布為主體材料的柔性包裝產(chǎn)品。通常由吊帶起吊、搬運(yùn)，一般帶有進(jìn)、卸料口，以滿足自動(dòng)化生產(chǎn)線上的灌裝機(jī)高效的卸料要求[2]。該施工方法以下端預(yù)留卸料口的特制柔性集裝袋作為最小單元，開展石灰出廠運(yùn)輸、現(xiàn)場儲(chǔ)存、轉(zhuǎn)運(yùn)和布灰操作。通過精確計(jì)算現(xiàn)場摻灰量并打格放線，能在備土備灰階段將石灰直接運(yùn)送到布灰點(diǎn)，避免了多次倒運(yùn)造成的原材料損耗和揚(yáng)塵污染。布灰時(shí)利用挖掘機(jī)將FIBC集裝袋吊至距地面30cm位置，通過原材料自重和機(jī)械臂勻速緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，將石灰通過卸料口均勻布撒在提前標(biāo)記好的備土網(wǎng)格內(nèi)，快速、高效、精準(zhǔn)地布灰。布灰結(jié)束后對(duì)FIBC集裝袋回收，循環(huán)利用。

1.2 石灰穩(wěn)定土濕法作業(yè)工藝原理

該工法采用自帶噴淋系統(tǒng)的環(huán)保冷再生機(jī)開展灰土拌和作業(yè)，邊拌和邊噴水能更精確地控制石灰穩(wěn)定土的含水量，有效解決傳統(tǒng)工藝中老式拌和機(jī)功率小、拌和深度淺、“干拌”致使拌和不勻的問題，還能消除一般水車粗放型灑水造成現(xiàn)場局部泥濘或積水，表層水無法將拌和層完全滲透的弊端。同時(shí)，環(huán)保冷再生機(jī)作業(yè)時(shí)邊拌和邊噴水的特點(diǎn)能有效降低施工揚(yáng)塵。此外，施工現(xiàn)場還配備霧炮車協(xié)同作業(yè)，利用大面積風(fēng)送水霧，為混合料更均勻地補(bǔ)水，水霧還對(duì)顆粒物有較強(qiáng)穿透和霧珠附著能力，能有效抑制施工現(xiàn)場揚(yáng)塵。

1.3 揚(yáng)塵監(jiān)控管理系統(tǒng)工藝原理

該工法優(yōu)化了現(xiàn)有施工工地顆粒物監(jiān)測設(shè)備，結(jié)合公路施工點(diǎn)多、線長、面廣的特點(diǎn)，在石灰穩(wěn)定土拌和過程中將可移動(dòng)式無線監(jiān)測器按一定密度設(shè)置在最能直觀、靈敏地反映揚(yáng)塵情況的檢測點(diǎn)上，對(duì)施工過程中的揚(yáng)塵開展顆粒物指標(biāo)監(jiān)測，并將各點(diǎn)PM10、PM2.5實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)值接收匯總并顯示在終端上。對(duì)過程中顆粒物面污染源實(shí)際情況快速有效、直觀量化地反饋，最終指導(dǎo)現(xiàn)場及時(shí)采取環(huán)保控制措施，遏制揚(yáng)塵，規(guī)避因施工現(xiàn)場揚(yáng)塵污染造成的惡劣影響及可能造成的損失。多點(diǎn)監(jiān)測也能有效解決現(xiàn)有固定立柱式或單體手持式監(jiān)測器監(jiān)測點(diǎn)數(shù)過少、結(jié)果不具有代表性的問題。

1.4 工藝流程圖

圖1 工藝流程圖

2 關(guān)鍵技術(shù)及工藝

2.1 FIBC布灰操作要點(diǎn)

在施工準(zhǔn)備階段，考察石灰廠，并提前抽檢廠供特制柔性集裝袋的質(zhì)量、強(qiáng)度，保證下端預(yù)留卸料口的FIBC集裝袋在貯存、運(yùn)輸、吊裝過程中袋體不破損、吊帶穩(wěn)牢。在備土備灰階段，要求廠家直接將石灰用FIBC集裝袋運(yùn)抵施工現(xiàn)場，統(tǒng)一存放，并結(jié)合實(shí)際情況做好防水防潮苫蓋保護(hù)。

計(jì)算各路段需要的石灰用量，在土層上用石灰畫出方格網(wǎng)，同時(shí)畫出攤鋪石灰的邊線，并用裝載機(jī)將石灰集裝袋運(yùn)輸至布灰點(diǎn)。布灰開始時(shí)由工人先將集裝袋一側(cè)吊帶掛在挖掘機(jī)端部掛鉤上并固定穩(wěn)牢，指揮挖掘機(jī)將集裝袋該側(cè)緩緩吊起，以露出底部預(yù)留卸料口為準(zhǔn)，過程中袋體不得離地。由工人用鐵鍬破壞卸料口露出的內(nèi)襯塑料封底，保證石灰能從卸料口正常卸出。挖掘機(jī)機(jī)械臂歸位，將兩側(cè)吊帶均在挖掘機(jī)端部掛鉤上固定穩(wěn)牢后，工人撤離布灰點(diǎn)。挖掘機(jī)將集裝袋緩慢吊至距地面30cm位置，轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械臂，將石灰通過卸料口均勻撒布在提前標(biāo)記好的網(wǎng)格內(nèi)。經(jīng)測算，1.5噸裝石灰在正常情況下布灰需要3min～5min，過程中應(yīng)保證布灰勻速，控制卸料口離地高度。

布灰結(jié)束后，挖掘機(jī)行進(jìn)至下一布灰點(diǎn)，降下機(jī)械臂，由工人將已倒空的集裝袋取下，放置在指定位置，并在施工結(jié)束時(shí)統(tǒng)一回收，循環(huán)利用。之后重復(fù)上述步驟直至布灰結(jié)束。

2.2 石灰穩(wěn)定土濕法拌和操作要點(diǎn)

FIBC布灰結(jié)束后，用自帶噴淋系統(tǒng)的環(huán)保冷再生機(jī)將石灰和路基土充分拌和，拌和遍數(shù)不得少于兩遍。為防止石灰下沉集中形成灰夾層，第一遍不宜翻拌到底，應(yīng)留2cm～3cm；第二遍翻拌時(shí)，一定要翻拌到位、徹底，以消除夾層素土，保證與下承層結(jié)合緊密。拌和時(shí)要隨時(shí)檢查拌和均勻性，要求達(dá)到色澤一致，沒有灰條、灰團(tuán)和花面，并挖坑檢查是否拌到底，有無夾層，以消除拌和不均等現(xiàn)象。

石灰穩(wěn)定土拌和時(shí)應(yīng)充分利用環(huán)保冷再生機(jī)自帶的噴淋功能，保證作業(yè)時(shí)混合料補(bǔ)水及時(shí)，滲透充分。同時(shí)，隨時(shí)檢查石灰穩(wěn)定土含水量，一旦含水量不足現(xiàn)場霧炮車則通過噴霧對(duì)混合料進(jìn)行更均勻的補(bǔ)水，以消除一般水車補(bǔ)水時(shí)因局部水量失調(diào)引起的拌和不勻問題。

2.3 揚(yáng)塵監(jiān)控與監(jiān)測布點(diǎn)操作要點(diǎn)

結(jié)合公路施工點(diǎn)多、線長、面廣的特點(diǎn)，優(yōu)化現(xiàn)有工地顆粒物監(jiān)測器，以“PM10檢測傳感器+PM2.5檢測傳感器+控制單元+無線通信單元+充電電源”的方式設(shè)置更加廉價(jià)易得、移動(dòng)便攜、數(shù)量充足的監(jiān)測器，對(duì)施工過程中顆粒污染物面源快速有效監(jiān)控，并最終匯總到終端上顯示和記錄。通過更直觀量化的顆粒物實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)值，可有效反映施工揚(yáng)塵情況，反饋結(jié)果將作為現(xiàn)場管理人員判斷是否立即采取霧炮車抑塵措施的依據(jù)。

結(jié)合環(huán)境監(jiān)測中先進(jìn)的網(wǎng)格精細(xì)化管理手段，對(duì)施工現(xiàn)場開展網(wǎng)格化定點(diǎn)，布設(shè)監(jiān)測器。首先，應(yīng)參考施工當(dāng)日天氣預(yù)報(bào)和現(xiàn)場實(shí)際情況，確定主要風(fēng)向，按照每個(gè)斷面上風(fēng)向施工邊緣外延30m處、下風(fēng)向施工邊緣外延50m處和100m處設(shè)置不低于3個(gè)監(jiān)測點(diǎn)，斷面選取間距不宜超過50m；其次，監(jiān)測器應(yīng)采用釬桿或其他更便捷的支撐物將其固定在距地面1.2m～1.5m的高度上；最后，施工結(jié)束后應(yīng)注意監(jiān)測器的回收清點(diǎn)與充電，以便重復(fù)利用。

2.4 材料與設(shè)備

主要材料為FIBC特質(zhì)柔性集裝袋。施工機(jī)具、儀器、儀表等的名稱、型號(hào)、性能、能耗及數(shù)量如表1所示。

表1 施工機(jī)具配備表

主要檢驗(yàn)、測量工具配備如表2所示。

表2 主要檢驗(yàn)、測量工具配備表

3 實(shí)施效果

該施工方法自2017年開始，在北京市順義區(qū)木孫路（山丁路至麻張路段）道路工程中首次應(yīng)用，并在應(yīng)用過程中結(jié)合實(shí)際情況不斷優(yōu)化，到2018年底已達(dá)到理想的施工效率與環(huán)保效果。在2017年6月首次在木孫路道路工程第三標(biāo)段施工中應(yīng)用，極大地縮短了工期，顆粒物監(jiān)測也初顯成效，但存在施工環(huán)節(jié)繁瑣、協(xié)同作業(yè)配合不流暢、布點(diǎn)過多等問題。經(jīng)過分析總結(jié)，完善整理了該施工方法，并于2017年～2018年間應(yīng)用于該項(xiàng)目3個(gè)標(biāo)段，均取得了更為理想的施工效果，施工技術(shù)逐步完善成熟。通過采用下部預(yù)留卸料口的特制FIBC柔性集裝袋機(jī)械布灰，并結(jié)合自帶噴淋降塵措施的環(huán)保冷再生機(jī)濕法拌灰，配以霧炮機(jī)協(xié)同作業(yè)，可大面積覆蓋施工場區(qū)，進(jìn)行均勻補(bǔ)水和抑塵，這樣既提高了布灰效率，節(jié)省了人工，又能通過有效的環(huán)保舉措穩(wěn)步推進(jìn)工程進(jìn)度，規(guī)避了因環(huán)保不達(dá)標(biāo)造成的停工風(fēng)險(xiǎn)和經(jīng)濟(jì)損失。

經(jīng)施工人、機(jī)、料計(jì)算，在配備基本運(yùn)輸機(jī)械的情況下，傳統(tǒng)工藝10名工人配備1臺(tái)裝載機(jī)為布灰組，開展人工布灰，400m雙向四車道需要6h～8h；而利用FIBC布灰，可按兩名工人配備1臺(tái)挖掘機(jī)設(shè)置布灰組，同樣的工作量只需4h。同時(shí)，F(xiàn)IBC布灰可在施工結(jié)束時(shí)快速回收集裝袋，實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用。與傳統(tǒng)工藝相比，F(xiàn)IBC布灰工藝不在現(xiàn)場產(chǎn)生額外廢棄物，節(jié)約了施工結(jié)束后清理現(xiàn)場的人工機(jī)械損耗所產(chǎn)生的成本，提升了施工效率。濕法拌和與揚(yáng)塵監(jiān)控管理采用更加高效節(jié)水的施工與環(huán)保措施，有效遏制了施工過程中的顆粒物污染問題，進(jìn)一步規(guī)避了因工地?fù)P塵污染造成停工整改的風(fēng)險(xiǎn)，保障施工連續(xù)開展，避免了因停工導(dǎo)致的一系列現(xiàn)場管理、原材料貯存轉(zhuǎn)運(yùn)的問題，獲得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)束語

石灰穩(wěn)定土施工方法通過低起吊FIBC布灰、環(huán)保冷再生機(jī)濕法拌和、霧炮機(jī)抑塵等環(huán)保舉措，極大改善了傳統(tǒng)拌和工藝中的揚(yáng)塵污染問題。通過對(duì)顆粒物實(shí)時(shí)監(jiān)控，用直觀量化的數(shù)據(jù)指導(dǎo)現(xiàn)場管理，從而有效解決石灰穩(wěn)定土施工過程中的揚(yáng)塵污染問題。實(shí)現(xiàn)了文明施工、環(huán)境保護(hù)，獲得了良好的社會(huì)效益。通過創(chuàng)新型的合理化建議，也提升了監(jiān)理服務(wù)的綜合水平。