地下廊道双模掘进机节能减排效益.docx

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1、地下廊道双模掘进机节能减排效益摘要：中交二航局研发了浅埋廊道掘进装配一体化施工技术,并在成都北改 线B标段综合管廊工程应用。与传统施工方法相比，该设备及施工技术具有施工 平安、占用道路面积少、施工噪音小、碳排量小、绿色环保等优点，符合建筑产 业绿色、节能的建筑理念。经应用验证，到达了节约材料、降低施工能耗、减少 碳排量的节能环保效果；该技术不仅可用于地下综合管廊工程，也适用于城市下 穿隧道工程。关键词：预制装配；移动支护；节能减排；效益1工程概况1.1 工程背景随着我国建筑技术的提高，以现浇为主的传统建筑产业并不能满足节能减排 的建筑理念。我国开始推行建筑工业化，并明确提出成都为四川省建筑产业

2、现代 化试点城市之一。成都北改线B标段综合管廊工程作为工业化装配式施工试点的 示范性工程，采用中交二航局自主研发的具有专利产权的预制拼装地下廊道双模 掘进机，优化管廊结构形式，配合基于该设备的机械化快速施工方法进行施工， 相比传统明挖现浇施工，可节省能耗，减少污染物排放。1.2 工程内容综合管廊主廊施工范围全长约1068m,其中预制段长度为760米，共389环 管片，采用掘进装配一体化施工技术施工；剩余308米采用明挖法现浇施工。2节能减排原理利用掘进装配一体化施工技术代替传统的施工技术，降低设备使用量，节省 围护结构、耗油量，减少了污染物排放量，到达节能减排的目的。3技术内容3. 1实施方案

3、浅埋廊道掘进装配一体化施工技术工艺流程主要为：管片进场一管片拼装一 前舱支护板内土方开挖一设备顶推f同步注浆一尾舱支护板内土方回填。该技术 主要通过以下两方面到达节能减排的效果：预制标准段采用新设备，双模掘进机 自带支护板，节省了围护桩，节约围护结构施工所需的机械设备油耗，减少碳排 放；预制标准段采用新工艺，能提高工效、缩短工期。图1设备实物图图2设 备效果图4. 2技术特点(1 )新技术-浅埋廊道掘进装配一体化施工技术浅埋廊道掘进装配一体化 施工技术主要依靠中交二航局自主研发的预制拼装地下廊道双模掘进机及配套 的机械化快速施工方法。集开挖支护、管片拼装、吊装、顶进、同步注浆、土方 回填等功能

4、于一体。基坑采用设备自带的支护板进行支护，支护板随设备推进而 推进，到达移动支护的效果，可减少传统明挖挖法施工给地面交通带来的不利影 响，同时具有施工组织灵活，施工效率高等特点。(2 )新设备-预制拼装地下 廊道双模掘进机为了实现浅埋廊道掘进装配一体化施工技术，中交二航局自主研 发的预制拼装地下廊道双模掘进机，是一种用于分片预制装配化地下管廊的管片 拼装设备，该设备已申请专利。(2 )管廊预制管片采用“马蹄形”断面结构设 计预制管片采用“马蹄形”断面结构设计，具有结构受力更合理，断面利用率高 等特点。构件结构尺寸更小，有利于工业化预制生产及运输。通过增加竖向隔墙, 可实现单仓变双仓，双仓变三仓

5、的自由组拼，有利于管片预制生产工业化，断面 示意详见图5-7 o管片接头处采用止水橡胶密封止水，设计使用寿命可达100 年。与传统矩形节段预制管廊相比，分片式预制管廊整环结构重量减轻了 40%, 大幅降低了运输安装的难度和本钱3. 3技术关键点采用预制拼装地下廊道双模 掘进机进行施工，该设备其主要结构由开挖支护舱、管片拼装舱、回填支护舱等 五大结构、七大系统和其他配套系统组成。可同步进行土方开挖、管片吊拼装与 廊道延伸、土方回填等多道工序，它将传统施工工艺升级并应用到分片预制管片 的施工中，能极大的提高施工效率，也能很好的控制本钱。设备结构如图8 o4推广应用条件5. 1应用条件浅埋廊道掘进拼

6、装一体化施工技术是国内首次采用分片预制、掘进机装配一 体化施工的一种全新的地下综合管廊建造技术，具有高效节能、质量更优、绿色 环保等多项优点。适用于埋深8米，曲线半径大于300m的分片式地下综合管廊 建设。根据应用总结，该技术适用于粘土、粉质粘土、松散卵石等地质情况。6. 2存在问题浅埋廊道掘进拼装一体化施工技术，减少了基坑暴露时间，对周边建筑物影 响较小，噪音污染小，减少了城区施工对周边居民的打搅，但仍存在一些问题仍 需改进：（1）复杂的地上、地下管线对设备顶进影响较大；（2 ）同步回填功 能暂未到达预期效果。7. 3推广建议（1 ）增加自掘进功能，取代挖机开挖，提高开挖工效，减少排放。（2

7、 ） 增加皮带传送机，搭配设备自掘进功能，提高同步回填工效。（3 ）增加可调挡 板，实现不迁改管线，设备即可通过。5效益分析8. 1节能效益结合传统的综合管廊现浇施工经验，从地基处理、围护结构施工、主体结构 施工直至覆土回填完成，相比浅埋廊道掘进装配一体化施工技术，其中主要耗能 过程分别为围护桩施工、喷射混凝土，那么本工程760m预制段假设采用传统现浇施 工方案施工，所产生的能耗如下表2 o浅埋廊道掘进装配一体化施工技术：本 工程760m预制段共389环预制管片，根据截至目前的耗电量取平均值，设备每 拼装掘进1环耗电量为150KW,那么760m预制段施工该设备耗电量为 389*150=5835

8、0KW电能标准煤转换系数为0. 33。那么760m预制段施工消耗的标准 煤为58350义0. 33/1000=19. 3t柴油比重按0.86kg/L计,标准煤按每吨柴油折 标准煤系数1. 4571,替代燃油量为19. 3*1000/1. 4571/0. 86=15401. 7L节省耗油 量：84005. 7-15401. 7=68604L 节约标准煤：68604*0. 86*1. 4571/1000=85. 9t 二氧 化碳减排量：85. 9 X2. 4567=211. 03t那么采用浅埋廊道掘进装配一体化施工技术 每延米节省耗油量90. 3L,每延米节约标准煤0. 113t,每延米二氧化碳减

9、排量 0. 28to5.2经济效益对传统现浇施工方案与分块预制装配施工方案的投资费用作比照，测算表详 见表3、表4 ,含预制拼装地下廊道双模掘进机设备摊销费用。根据测算，蜀 龙五期综合管廊340m现浇段总投资额3109. 14万元，340m现浇段总本钱 2953. 68万元，760m预制段总投资额4552. 58万元，760m预制段工程总本钱 4324. 95万元，那么可得以下结论(1 )采用浅埋廊道掘进装配一体化施工技术， 每延米节省投资为3109. 14/340-4552. 58/760=3. 15万元采用浅埋廊道掘进装 配一体化施工技术，每延米利润为(4552. 58-4324. 95

10、) /760=0. 3万元预制拼 装地下廊道双模掘进机设备购置费用1288万元，那么设备投资回收里程为 1288/0.3=4. 3Km6结语工程实施过程中，积极宣传贯彻节能减排政策，收集国内外管廊施工的先进 技术，通过召开知识讲座与知识竞赛的方式提高工程部人员节能环保意识和技能 水平，将先进的节能环保技术与理念引入到工程日常管理中，对节能减排工作有 极大的促进作用。新工法、新结构、新设备三管齐下，浅埋廊道掘进装配一体化 施工技术实现了工厂化预制、机械化快速拼装，填补了国内综合管廊装配化施工 空白，突破了传统综合管廊施工效率低、本钱高、交通影响大的桎梏，顺应了建 筑行业智能建造、绿色环保的开展方向，并有力推动了地下工程装配化建造技术 的进步，对未来城市建设具有革新式影响。