綠色建造在城市水務工程中的應用

劉昕宇 倪愛民 黃河

摘要：在“雙碳”戰略背景下，綠色建造成為城鄉建設轉型發展的關鍵技術之一。城市水務工程作為現代城市基礎設施建設重點工程類型，開展綠色建造尤為重要。以深圳市羅田水庫—鐵崗水庫輸水隧洞工程為例，分析了城市水務工程建造過程中存在的問題，并從多個維度對綠色建造應用策略展開論述，總結得出適用于城市水務工程的綠色建造通用工程措施，可以為同類工程實踐提供參考。

關鍵詞：綠色建造； 城市水務工程； 應用策略； 工程措施； 羅田水庫； 鐵崗水庫

中圖法分類號： TV52

文獻標志碼： A

DOI：10.16232/j.cnki.1001-4179.2024.S1.034

0引 言

近年來，隨著“雙碳”戰略的提出，城鄉建設進入探索實踐低能耗、低污染、高效能的新型發展模式的關鍵階段。綠色建造是實現碳中和、碳達峰的重要方式，大力開展綠色建造，是城鄉建設實現低碳化發展的必由之路［1］。

城市水務工程作為現代城市基礎設施建設重點工程類型，成為實現“雙碳”戰略目標的重要研究內容。城市水務工程因其類型特點，存在土地占用、環境影響、能源（材料）消耗等問題，現階段尚無系統性的解決方案。深圳市羅田水庫—鐵崗水庫輸水隧洞工程（以下簡稱“羅鐵工程”）創新性地總結了一套適合城市水務工程綠色建造的通用措施，對同類工程實踐有一定參考作用。

1綠色建造基本概念

綠色建造技術是近年來在施工建造領域的一項新興技術，是在保證安全性、實用性等的前提下，通過技術創新、管理優化、材料改進等綜合性手段，運用有利于節約資源、降低污染物排放、提高質量的建造方式開展建造活動。按照綠色設計、綠色建造模式建成的產品稱為綠色建筑。綠色建造體現了可持續發展的理念，與“雙碳”戰略目標相契合［2］。

綠色建造是一項系統工程，涉及工程項目全生命周期的多個階段和多個主體。綠色建造目標的實現需要政府、業主、設計、施工等相關方協同推進［3］。

2城市水務工程存在的問題

城市水務工程，尤其輸（調）水工程，由于線路長、工點多等特性，項目在土地占用、環境影響、能源（材料）消耗等方面的問題表現明顯。

（1） 土地占用。

城市水務工程，尤其是輸（調）水工程在空間分布上通常表現為線路長、布點多、占地大的特點。這與經濟快速發展背景下，尤其是經濟發達的城市，與城市土地供給存在天然矛盾。因此，工程用地統籌和集約化利用是城市水務工程綠色建造的首要任務。

（2） 環境影響。

城市水務工程建造期間，由于各類大型機械設備的使用、永久建筑物占地及施工臨時占地等，對陸生生態環境、水環境的影響較為明顯。在輸（調）水工程中，表現為進出水口及沿線的檢修（工作）站散點式的點狀影響，供水線路沿線的線狀影響，以及主要施工區域臨時占地的面狀影響。由此可見，環境影響與土地占用直接相關。此外，施工中產生的廢水廢氣廢渣是整個工程建設過程中主要的環境污染物。因此，施工過程管理是水務工程綠色建造的關鍵任務［4］。

（3） 能源及材料消耗。

城市水務工程建設普遍工期長、工點多，大型機械設備多，工程人員多等特點。在建設過程中需要長時間、大量消耗能源及材料。因此，提高能源（材料）利用效率是城市水務工程綠色建造的重要任務［5］。

從以上3個方面不難看出，城市水務工程中的問題相互關聯、關系緊密，綠色建造并不僅僅針對工程建設某一個方面，而是一項系統性、綜合性的解決方案。

3深圳市羅鐵工程綠色建造應用

3.1項目概況

羅鐵工程是珠江三角洲水資源配置工程在深圳市境內配套項目之一。工程主要任務是將西江來水在深圳市境內進行合理地分配和使用，實現新增境外水的優化配置，保障西部片區的供水，滿足遠期寶安區、光明區、南山區（部分）的供水要求。輸水干線總長約21.68 km，工程設計規模260萬m3/d，沿途向羅田、五指耙、長流陂等3座水廠供水，各水廠供水規模分別為70萬，30萬，55萬m3/d，流入鐵崗水庫流量為105萬m3/d，經鐵崗水庫調蓄后向南山、朱坳水廠等2座水廠供水。

3.2綠色建造參照標準

現階段水利建筑暫無綠色建造評價標準，項目綠色建造措施主要參照目前國內外較為通行的民用建筑綠色建造標準進行，主要包括深圳地標綠色建筑評價標準、國際綠色建筑評價標準、國際LEED標準。

（1） 深圳地標綠色建筑評價標準。

評價的主要方面包括節地、節能、節水、節材、室內環境、施工管理、運維管理。

（2） 國標綠色建筑評價標準。

評價的主要方面包括安全耐久、健康舒適、生活便利、資源節約、環境宜居。

（3） 國際LEED標準。

LEED標準評價的主要方面包括創新設計、選址交通、場地、節水、能源、材料、室內環境、區域優先。

3.3綠色建造措施

從上述的評價標準分析，綠色建筑的評價體系主要集中在土地利用、能源管理、材料使用、施工管理、運維管理及創新幾個方面，根據城市水務行業特性，結合本項目設計實際情況，主要圍繞安全耐久、節地、節水、節能、節材、環境保護、施工管理、運維管理、創新提高等9個方面打造綠色建造措施。

（1） 安全耐久措施。

① 經久耐用。

本項目為輸水工程，為保證工程質量與降低后期維護成本，項目混凝土均采用高性能混凝土（滲蝕碳堿），選用耐水止水材料。

② 安全減危。

結合城區環境，優先進行掘進，少用鉆爆。

（2） 節地措施。

通過方案優化的方式減少永久及施工臨時占地，主要有：

① 深埋隧洞，降低用地需求。

本工程輸水線路采用深埋隧洞結構型式布置，埋深大于50 m，對沿線地表現狀地物使用功能及城市地下空間利用發展規劃不產生影響，保留未來城市發展空間，最大限度減少項目占地。

② 優化布置，減少永久占地。

優化主要建筑物布置方案，將可研階段13處原地面泵站、閥室、檢修井等永久建筑物優化為7處，減少永久占地。

③ 優化施工，減少臨時占地。

優化施工組織，綜合考慮材料加工、轉運與占地等因素，集中加工廠，減少工廠數量，減少施工臨時占地。

（3） 節水措施。

① 結構防漏。

鋼襯防止內水外滲，內外襯之間采用高性能自密實混凝土填充密實。

② 施工用水再利用。

施工用水進行收集、處理、回收再利用。

③ 海綿城市。

采用海綿城市技術，對雨水（中水）進行循環利用，減少對城市供水的需求，同時也減少項目的對外排放，提高本項目輸送水體安全的保障度。海綿城市具體工程措施包括透水鋪裝、雨水花園、下沉式綠地等。

④ 營地建筑節水。

營地建筑內采用節水型潔具，公用衛生間采用感應式出水潔具。

（4） 節能措施。

① 水力機械節能。

輸水干線分段檢修閥、排氣閥和起重設備，以及輸水隧洞分段檢修排水系統和滲漏排水系統等，根據經濟流速選擇合適的管徑，通過優化布置減少管路損失。要求盡量選擇摩阻較小的管材，如無縫鋼管、不銹鋼管等內表面光滑的產品，減少管路損失來減少水泵揚程，以達到節約能源消耗的目的。

② 營地建筑節能。

除宿舍衛生間采用人工照明和機械通風外，其他所有房間均有自然采光、通風。外窗采用塑鋼系列型材，雙層中空玻璃，屋面采用防水保溫屋面。結合當地氣候和自然資源條件合理利用可再生能源，室外照明采用太陽能燈具。利用建筑屋頂設置太陽能光伏發電［6］。

（5） 節材措施。

① 預制結構。

主體輸水隧洞護盾式TBM隧洞段采用管片外襯、鋼管內襯的鋼內襯分離式結構，內外襯均為預制組裝構件，另工程全部采用預拌混凝土、預拌砂漿。

② 用材高強降耗。

使用高標號混凝土、高強鋼筋，降低材料用量。采用高強建材同時提高了建筑的耐久性，降低了后期的運維頻次與材料，降低了運維成本。

③ 設備二次利用。

建造設備選擇減少專用，兼顧通用，如TBM選型等。

④ 渣料利用。

項目填筑充分利用開挖料，多余渣料在市內其他項目中做資源化利用，冗余部分按棄置要求處理。

（6） 環境保護措施。

① 水源地水質保護。

本項目進水口位于羅田水庫飲用水水源保護區內，出水口位于鐵崗水庫飲用水水源保護區內。進、出水口施工均設置雙排鋼管樁圍堰，兩排樁之間回填砂礫石料。鋼板樁圍堰結構防水好，施工進度快，圍堰拆除完整，不會在河床遺留廢棄物。通過設置防污屏，減少了圍堰砌筑和拆除時對飲用水水源地水質的影響。

② 地下水保護。

采用鉆爆法施工段施工過程中應采用安全無毒炸藥；隧洞內集水井應選擇在無地質裂隙處，并進行防滲處理；施工廢水處理設施底部和四周均需采取防滲處理。

③ 森林公園保護。

工程臨時占地和永久占地以及輸水隧洞涉及的森林公園，采取的主要保護措施如下：

輸水洞口及支洞口優化施工工藝，盡量保全洞口山坡及植被，減少洞口仰坡防護工程，洞口景觀與周邊景觀盡量相協調；輸水隧洞施工過程中需進行地質超前預報，采取以“堵”為主方針，嚴格控制爆破技術，降低鉆爆法施工對圍巖的擾動，盡量減少隧洞施工涌水量，降低隧洞上方植被產生的不利影響；施工過程中加強對洞頂植被監測；優化爆破施工工藝和施工計劃安排，盡量減小施工爆破噪聲對森林公園內野生動物的驚擾。

④ 自然保護區保護。

工程出水口和鐵崗工作井及永久道路等位于深圳市寶安鐵崗—石巖濕地市級自然保護區內，采取的主要環境保護措施如下：

合理布置施工營地，盡可能減少臨時占地對植被的碾壓和破壞；嚴格控制作業帶寬度，不得超寬超計劃砍伐植被，施工人員及施工機械禁止進入施工區以外的其他保護區內林地，并落實林地補償責任和恢復措施；優化工程設計，合理安排施工時序，保護區內施工應盡量避開鳥類的繁殖季節和越冬季節，或盡量縮短施工時間；加強對保護區原地形地貌和景觀的保護，泵站等建筑物設計盡量與周邊景觀相協調。

⑤ 污廢水處理。

本工程生活污水主要污染物為COD、BOD5、SS、TP、TN等，根據類似工程經驗，生活污水中主要污染物濃度一般為：SS 150 mg/L、COD 250 mg/L、BOD5 150 mg/L、NH3-N 20 mg/L、TP 4.5 mg/L。工程生活區生活污水處理設備（A/O工藝）工藝流程見圖1。

⑥ 禁裸設計。

規劃臨時堆渣場地，防護到位、避免地表植被破壞和棄石棄土造成的水土流失。在施工結束后，按規定要求對棄渣場碾壓整平，回覆表土［6］。

（7） 施工管理措施。

① 智慧工地。采用物聯網+BIM，進度、投資、質量做到智能管控。

② 技術支持。進行綠色建造專項施工組織設計；專項交底和會審［7］。

③ 提高施工效率。TBM管片、鋼管實現模塊化，施工機械進行合理選型。

④ 用材控耗。加強預拌混凝土損耗、鋼筋加工損耗的控制。

⑤ 危大工程安全管控。梳理危大工程清單，制定專項應急預案［8］。

（8） 運維管理措施。

① 智慧運維。聯合調度、結構及設備在線監測、環境與能耗監控。

② 規范化管理。制定完善的節能、節水、節材、綠化操作規程。

③ 建筑評估與優化。定期評估建筑效果、依據評估結果及時優化。

④ 優選設備。運行設備合理選型、運維高效、節能。

（9） 創新提高措施。

① 智慧工程。基于BIM進行全階段智慧設計、建造和運維。

② 智能檢修。研究水下智能檢測、水下機器人檢修技術。

③ 生物防腐。研究附著機理、防附著及污損措施（物理、生物、化學）。

④ 建筑型式。研究地面建筑采用鋼結構、裝配式結構的合理性。

⑤ 造型協調。水庫內、城區地面建筑融入周邊環境、因地制宜。

⑥ 產品質量控制。采用無質量潛在缺陷產品。

4結 語

綠色建造是符合當前國家“雙碳”戰略方向的行業大趨勢，目前城市水務工程中綠色建造的發展尚處于起步的階段，對于措施的內容、評價體系尚無統一標準。

基于深圳市羅鐵工程的實踐運用，從安全耐久、節地、節能、節水、節材、環境保護、施工管理、運維管理、創新提高等多個層面探討了可廣泛利用于城市水務工程的綠色建造通用策略，

其工程措施可操作性強，可以為同質同類工程提供實踐參考，同時也可為綠色建造在其他項目類型中的綜合應用提供新的思路。

參考文獻：

［1］李叢笑，張愛民，薛艷青，等.“雙碳”戰略下綠色建造發展路徑研究［J］.施工技術，2022（1）：4-31.

［2］尤完，肖緒文.中國綠色建造發展路徑與趨勢研究［J］.建筑經濟，2016（2）：5-8.

［3］高潔.議建筑工程綠色建造技術發展趨勢［J］.價值工程，2015（36）：139-140.

［4］王劍剛.城市水務工程建設風險管理研究［J］.信息記錄材料，2018，19（2）：39-40.

［5］陳杰，黃凌.現代城市水務工程建設進度管理與控制研究［J］.三峽大學學報（自然科學版），2012，34（3）：43-46.

［6］李杰，周全，劉怡，等.引調水工程建設的水土流失影響及防治對策：以湖北省鄂北地區水資源配置工程為例［J］.人民長江，2017，48（12）：55-57.

［7］龔云欽.綠色建造理念下創新建筑施工管理研究［J］.建筑與裝飾，2023（3）：112-114.

［8］蔣璐.基于綠色建造理念的建筑施工創新管理［J］.中國建筑裝飾裝修，2022（12）：72-74.

（編輯：黎剛）