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全國最大膜結(jié)構(gòu)全封閉式施工罩棚建成使用
在北京東三環(huán)核心地帶三元橋站施工現(xiàn)場，一個藍白相間的“大盒子”在春日陽光的照射下格外醒目。與常規(guī)的地鐵施工罩棚不同，這個“大盒子”是北京住總集團地鐵12號線14標項目全體員工歷經(jīng)60天的奮戰(zhàn)，建成的膜結(jié)構(gòu)形式全封閉式明挖車站施工罩棚。該明挖基坑罩棚占地1.3萬平米，面積相當于兩個足球場，因其體量龐大，創(chuàng)全國地鐵施工領(lǐng)域之最。
為積極響應(yīng)北京市城市軌道交通建設(shè)工程綠色安全建造發(fā)展理念，北京市城鄉(xiāng)建設(shè)委等八部委共同簽發(fā)指導(dǎo)文件，在繼續(xù)保持暗挖工程全封閉施工的基礎(chǔ)上，推廣明挖基坑防塵隔離棚，并以12號線三元橋站等項目作為北京市首批試點工程，嚴格控制明挖基坑施工各階段的揚塵噪音污染，實現(xiàn)現(xiàn)場“環(huán)境保護”目標，為向全北京市明挖基坑的推行使用探索積累經(jīng)驗。
三元橋車站結(jié)構(gòu)長240米，標準段寬度23.5米，車站兩側(cè)場地僅為8-11米寬，如何確保罩棚建設(shè)后不影響正常結(jié)構(gòu)施工是方案確定的關(guān)鍵點。項目部通過查找文獻資料、整合現(xiàn)有經(jīng)驗，總結(jié)了多種施工方案，并邀請專家、設(shè)計單位對方案進行評審，為將施工對環(huán)境的影響降到最低，最終確定采用膜結(jié)構(gòu)全封閉式明挖施工罩棚，實現(xiàn)施工場地全覆蓋。
大跨度鋼結(jié)構(gòu)在工業(yè)廠房中較為常見，但用于明挖基坑施工卻不多見?，F(xiàn)有鋼結(jié)構(gòu)主要采用桁架結(jié)構(gòu)或網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，對于大跨度而言，用鋼量大且施工困難，項目部多次組織內(nèi)部討論，并邀請鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計專家出謀劃策，罩棚主體結(jié)構(gòu)采用新型輕旋鋼結(jié)構(gòu)+膜結(jié)構(gòu)形式減少整體自重，將罩棚用鋼量降到最低，外皮5米以上采用膜結(jié)構(gòu)，5米以下采用金屬復(fù)合板結(jié)構(gòu)（不燃）。與傳統(tǒng)桁架或網(wǎng)架結(jié)構(gòu)不同，罩棚整體結(jié)構(gòu)由53榀鋼骨架組成，采用高強螺栓連接便于現(xiàn)場組裝。外部采用膜結(jié)構(gòu)包裹，藍白色條塊膜帶相間布置，勾勒出罩棚外在藝術(shù)美感。
與地鐵暗挖豎井罩棚有所區(qū)別，明挖基坑罩棚因其體量龐大，不僅要滿足控塵環(huán)保的要求，還要考慮內(nèi)部通排風及其作業(yè)環(huán)境舒適度。罩棚在設(shè)計過程中，項目部全程參與，出謀劃策，從材料采光、棚內(nèi)通風、揚塵控制與排放等均作了詳盡的考慮。
膜材選擇綜合考慮強度、耐久性、透光率、自潔性及防火要求，選用透光率為7％的藍、白色膜材，最大限度采用自然光照，滿足施工現(xiàn)場日常施工的光照需求。
罩棚內(nèi)部除配備消防設(shè)施以滿足防火要求外，還在鋼支撐及基坑周邊進行噴淋系統(tǒng)的布設(shè)，并于基坑四角布置了霧炮機。通過安置智能檢測控制系統(tǒng)，自動檢測現(xiàn)場揚塵情況及揚塵部位，實時開啟噴淋設(shè)備，使棚內(nèi)PM10指標能夠有效控制在100以內(nèi)，達到環(huán)保要求。
為滿足罩棚內(nèi)空氣流通并有效調(diào)節(jié)棚內(nèi)溫度，安裝了主動通排風循環(huán)系統(tǒng)。棚內(nèi)以南側(cè)門窗為進風口，北側(cè)風機為排風口，風機啟動后棚內(nèi)形成正負壓環(huán)境，確保棚內(nèi)的空氣自由流通。
為保證棚內(nèi)排風不引起周邊環(huán)境的二次污染，通過在排風口及風道每隔5米處安裝三層不同孔徑濾塵網(wǎng)（100μm,50μm,10μm），在軸流風機驅(qū)動下實現(xiàn)降塵排風效果，濾塵網(wǎng)材每天由專人負責清理，確保揚塵止于棚內(nèi)。
項目部邀請北京市環(huán)境保護科學研究院對棚內(nèi)排風污染進行監(jiān)測，通過連續(xù)5天棚內(nèi)、外的環(huán)境監(jiān)測，使用防塵隔離棚后的揚塵削減率達到90％以上，符合市建委對防塵隔離棚實施的相關(guān)要求。
防塵隔離棚建成后對棚外噪音進行24小時監(jiān)測，使用罩棚后棚內(nèi)正常施工的最高噪音值47分貝,噪音削減率達到31％。建成后的三元橋站明挖罩棚不僅是北京明挖基坑控塵新措施的實施典范，也是全國最大的采用膜結(jié)構(gòu)形式的全封閉式明挖施工罩棚。