1. 2 政策法规现状
近年来,西安市从源头治理、运输监管、消纳处置、综合利用、考核考评等方面先后出台相关制度措施达百余份,为建筑垃圾的精细化管理奠定了坚实的法制基础和有效的制度保障。2016 - 2018 年,西安市以建筑垃圾综合整治办名
义下发了一系列文件规定,分别对出土拆迁工地、建筑垃圾运输企业和建筑垃圾消纳场管理工作进行了细化和完善。
1. 3 “十三五”工作目标
1. 3. 1 建筑垃圾资源化利用设施规划建设工作目标
“十三五”期间,全市计划建设至少 6~8 处达标运行和规范管理的建筑垃圾资源化处置利用厂,实现建筑垃圾的分类收集和处置。2020 年底前,全市建成区的建筑垃圾资源化利用率达到 70%以上; 2022 年底前,全市建成区的建筑垃圾资源化利用率达到 80%以上,并达到全国先进水平,实现建筑垃圾排放减量化、运输规范化、处置资源化和利用规模化。( 1) 拆迁垃圾: 2020 年底前,建设 4~6 处拆迁垃圾资源化利用厂,实现包片处置; 指导现有的拆迁垃圾资源化利用企业规范达标运行; 提倡拆迁垃圾就地加工再利用,减少运输成本; 力争在 2022 年底前,使拆迁垃圾做到零排放、全利用。( 2) 工程弃土: 利用基坑开挖产生的工程弃土或砂石等其他固体废弃物进行堆山造景、基坑回填、绿化种植、复耕还田、土壤( 地) 修复等。力争在 2020 年底前,在灞桥区、长安区分别建成 2~3 个主要从事工程弃土资源化利用( 免烧砖厂) 的企业,并根据实际情况进行推广。( 3) 装饰装修垃圾: 2020 年底前,在鄠邑区、高陵区、灞桥区、长安区各建设 1~2 处装饰装修垃圾资源化处置企业,实现包片处置; 探索研究装饰装修垃圾资源化利用的方式方法,并根据实际情况进行推广;装饰装修垃圾资源化利用设施的规划选址可与拆迁垃圾资源化利用设施合并建设。
1. 3. 2 推进建筑垃圾资源化利用政策措施工作目标
建筑垃圾资源化利用实行特许经营管理。鼓励采取 PPP 模式,引进社会资本参与建筑垃圾资源化利用工作。通过开辟项目审批绿色通道、财政和税收优惠政策,推广使用拆迁垃圾再生产品和建筑垃圾综合管理等政策措施推进建筑垃圾产业发展。
2 施工现场减量化
2. 1 建筑工程施工现场减量化
2. 1. 1 基础工程施工阶段
建筑工程在规划和设计阶段如果能够综合考虑地形地势,实现土方平衡,施工阶段仅需在现场预留场地用于临时堆放工程弃土。对于过剩的开挖土,可以就近组织协调回填、园林绿化、道路修筑等工程进行消纳。最终无法再利用的工程弃土,运往消纳场处理。在建筑工程施工初期,使用“永临结合”的方式,把施工现场的临时道路、水电管路等与项目规划设计相结合,减少临时道路拆除和后期埋设管路开挖道路产生的建筑垃圾。例如,西安交通大学科技创新港科创基地项目( 以下简称“交大创新港项目”) 通过“永临结合”的方式,有效减少了临时道路拆除产生的建筑垃圾。同时,此项目管网设计于道路两侧,避免了后期埋设管路开挖道路产生建筑垃圾。临建设施方面,交大创新港项目采用钢筋混凝土预制条板及其他可以标准化加工的构件,结合装配式建筑思路,实现临建设施构件的循环利用,减少了拆除垃圾的产生。
2. 1. 2 主体结构施工阶段
在建筑工程主体结构施工阶段产生的建筑垃圾以废弃混凝土、废弃砂浆和废弃加气混凝土砌块为主,施工单位针对不同种类的建筑垃圾放置收集容器或安装输送管道,运送到集收集、破碎、再利用为一体的建筑垃圾临时处理车间,完成建筑垃圾再利用,可以生产混凝土预制过梁、排水沟、盖板、雨水篦子、道沿石等 ,砌块可通过破碎用于回填处理或者屋面找平、找坡。施工现场浇筑混凝土余料用来硬化临时场地,随后进行分割再利用。例如,交大创新港项目在 2 号科研楼 H 区钢结构实验室内建造一座建筑垃圾处理车间,日处理建筑垃圾约 40 t,主要生产的产品有市政道沿、雨污水篦子、排水沟、盖板等BIM 优化设计在施工阶段有助于实现施工工序的合理性、高效性以及材料使用的可控性,有利于节省工期,节约材料。
2. 1. 3 装饰装修施工阶段
装饰装修施工阶段建筑垃圾种类繁多,数量较小,前期策划采用 BIM 进行优化设计,现场采用精密测量、精细化排版、工厂化生产,部分材料做到定尺加工,能够实现装饰装修建筑垃圾的现场减量化。部分施工企业在装饰装修施工现场针对不同的建筑垃圾设置专用的收集容器,通过降级使用、简单加工再利用和垃圾处理站回收利用等方式实现装饰装修垃圾的资源化。例如,交大创新港项目所有装饰装修工程设计和施工由同一家企业完成,在前期策划的基础上,采用精密测量、精细化排版、工厂化生产、部分材料定尺加工的方式,有效地减少了装饰装修垃圾的产生。其中金属材料送往垃圾处理站进行粉碎再利用,有机材料全部送往垃圾处理场处理。
2. 2 地铁、地下综合管廊等施工现场减量化
地铁工程施工过程中产生的质量较好的工程弃土,在现场堆放场地允许的前提下,可实现就地利用。如果场地有限,可以就近组织协调堆山造景、基坑回填、道路修筑、绿化种植、复耕还田和土壤( 地) 修复等工程进行消纳,具备处置能力的企业还可生产免烧砖( 瓦) ,对于最终剩余的工程弃土,运往消纳场处理。在西安市地铁一号线二期工程 D1a TJSG - 2 标段上林路站 - 张家村站施工过程中遇到含砂量较大的地层,采用泥砂分离设备,通过分离、筛分、压滤系统,生产出符合使用要求的砂子、满足运输要求的滤饼和指标合格的滤液。部分施工企业在施工过程中采用钢板铺设施工现场临时道路,免除后期拆除造成的浪费。地下综合管廊项目施工过程中产生的建筑垃圾以工程弃土为主,减量化措施和资源化利用方式与地铁工程基本相同。施工现场建筑垃圾的减量化以规划和设计阶段实现土方平衡为最佳,对于过剩渣土,就近组织协调进行消纳; 采用“永临结合”或钢板铺设的方式,以减少临时道路拆除产生的建筑垃圾; 临建设施采用预制条板及标准化加工的构件为最优选择; 施工阶段产生的建筑垃圾,送往集收集、破碎、再利用为一体的建筑垃圾临时处理车间,完成建筑垃圾资源化利用; 装饰装修垃圾采用精密测量、精细化排版、工厂化生产,部分材料做到定尺加工,能够减少装饰装修建筑垃圾的产生。
3 资源化利用方面
3. 1 拆迁现场资源化利用方面
3. 1. 1 移动式处理建筑垃圾资源化利用方面
在拆迁现场采用挖掘机等设备对建筑垃圾进行粗分,随后用移动式破碎机进行破碎、筛分处理,制得再生材料用于道路路基和基层,较纯净的再生骨料用于生产再生制品。移动式处理的建筑垃圾在西咸北环线高速公路项目得到大量应用。其优点在于: ①设备可移动,速度快,现场操作灵活,并减少铲车的运输能耗。②不受场地限制,现场无需基建,运行成本低。③将现场的建筑垃圾直接转化为材料,节省了清运和消纳环节,节约了大量费用。其缺点为生产过程中扬尘和噪声控制难度较大,在环保要求下,应用将受到限制; 现场采用挖掘机对建筑垃圾分类效果差,生产的再生骨料品质 相 对较低。
3. 1. 2 半固定式分类处理建筑垃圾资源化利用方面
陕西龙凤石业有限责任公司在东等驾坡村拆迁现场选择中心区域安装分拣破碎设备,粗破的废混凝土块经二次破碎、筛分成不同粒径的骨料,粗破的废砖渣直接用于道路路基和基层。其优点在于:①将现场的建筑垃圾直接转化为材料,节省了清运和消纳环节,节约了大量费用。②不受场地限制,现场安装费用和运行成本低。③现场对废旧混凝土块和废旧砖块的分离效果较好,提高了废旧混凝土利用价值。④因采用半固定式,除尘、降噪等环保措施具有可操作性。目前现场生产过程中能够采取的环保措施有限;针对强度较高的砌筑砂浆粘接的砖砌体分离效果不够理想; 废砖渣的品质相对较低,应用受限,影响企业
效益。
3. 2 消纳场资源化利用方面
在消纳场处理建筑垃圾可以解决原材料供应问题,不需要占用额外土地资源,不受限于处理工期等问题,并且对防尘和降噪措施要求不严格,处理方式与拆迁现场处理基本相同,是一种理想的建筑垃圾处理方式。
3. 3 工厂资源化利用方面
建筑垃圾工厂化处理方式与拆迁现场处理方式基本相同,优点在于有固定的处理场地,环保措施较好,不受工期约束; 缺点是占用土地资源,原材料受限于运输距离。工厂化处理结合前端建筑垃圾分类分离拆除和稳定的清运车队运输以及后端大量再生产品的工程应用市场,能够形成一个集拆迁 - 清运 - 处理 - 资源化利用为一体的闭合链条,对建筑垃圾工厂资源化利用有着积极的影响。上述 3 种建筑垃圾资源化利用模式是在广大建筑垃圾资源化利用企业管理者和研究人员实践经验中总结出来的,不同的利用模式适用于不同的背景条件,新的资源化利用模式有待通过实践和检验提出,以促进建筑垃圾资源化利用更好发展。
4 科研方面
西安市部分科研院所、高等院校和一些具有远见卓识的企业在建筑垃圾处理、资源化利用和设备研发方面做出了大量的探索性研究和有益的实践工作,现选择部分实例介绍如下。
4. 1 综合型
陕西省建筑科学研究院有限公司在汶川地震后,开展了灾区建筑垃圾资源化利用研究工作,近十来年,从建筑垃圾资源化利用技术现状、再生建材利用成套技术、再生产品性能、建筑垃圾资源化利用和发展模式、政策法规等多方面进行了大量的研究工作。2015 年公司申请了陕西省科技统筹创新工程计划项目“建筑垃圾资源化利用产业链集成技术研究”,对建筑垃圾资源化解利用的政策和模式、建筑垃圾的分类方法、建筑垃圾再生骨料的应用、建筑垃圾制品的应用、再生混凝土的耐久性、再生砂浆及预拌砂浆和再生微粉的应用进行了研究,形成了一系列对建筑垃圾行业发展有益的成果。西安墙体材料研究设计院有限公司研究的“建筑渣土资源化技术研究与应用”项目通过西安地铁工程渣土现状研究和废渣土综合利用与烧结砖发展现状研究,确定了一系列试验参数及试验研究内容,并提出地铁工程渣土生产烧结砖的最优技术方案,最终研究结论为以建筑渣土为主要原料,能够生产出符合产品标准的烧结砖。
4. 2 施工型
为了实施绿色施工,加强施工现场建筑垃圾管理,2012 年陕西建工集团总公司发布企业标准《施工现场建筑垃圾管理及资源化利用规程》,填补了陕西省施工现场建筑垃圾的管理和资源化利用这一领域的空白。
4. 3 设备研发型
陕西某石业公司研制的建筑垃圾再生设备,通过分拣、分解、分类三大功能可实现建筑垃圾的资源化利用。其中分拣技术是核心,已获得 7 项国家专利。设备分类效果好、生产效率高,生产成本低。陕西某环保科技公司在建筑垃圾资源循环综合利用、建筑垃圾处理装备研发和新型建筑墙体材料研究等方面拥有自主研发的专利 12 项,是西咸新区最大的绿色建材生产基地。陕西建工第五建设集团有限公司进行的“集装箱型施工现场建筑垃圾自动回收利用系统”研究,针对现场建筑垃圾减量化和资源化利用提出了设备系统采用积木式模块化设计思路,具有安装灵活、体积小、移动周转方便、功能齐全等特点,现已进入试机阶段。
4. 4 专项研究型
西安建筑科技大学白国良教授团队研究的“绿色低能耗材料结构体系设计方法与工程应用”课题,对再生混凝土材料性能、再生混凝土构件及结构的抗震性能与设计方法进行系统研究,并将其推广应用。刘荣涛对建筑废弃黏土砖在物理活化的基础上,采用化学激发活化,制备高活性掺合料,用以制作混凝土,测试其工作性能和力学性能,并探究高活性掺合料增强的微观机理。西安市在建筑垃圾科研方面取得了大量成果,主要有建筑垃圾资源化利用技术、设备研发技术、相关标准的编制和发布,以及建筑垃圾产业链集成技术研究等,为建筑垃圾产业发展奠定了基础。
5 应用方面
西安市已经在多个建设工程项目中应用了建筑垃圾再生产品,并且取得了良好的效果。2014 年,西咸北环线高速公路项目路基填筑应用拆迁垃圾再生产品 570 万 t; 文景山公园“堆山造景”工程应用工程弃土 850 万 t; 2017 年,西安市南环线、西铜一级公路、地下综合管廊、海绵城市建设等项目,大量采用建筑垃圾再生产品; 陕西汉秦再生资源利用有限公司在其办公楼、宿舍楼、传达室等建筑物混凝土结构中全部使用再生混凝土,填充或砌体结构全部使用再生砖,砌筑砂浆全部使用再生砂浆,实现了再生产品在建筑物主体和填充结构的完全应用。2018 年,西安市临潼区绿色混凝土综合产业园办公楼实现建筑垃圾再生骨料泵送混凝土从建筑物基础到主体结构的全方位应用,同时在其办公楼周边应用建筑垃圾、泡沫混凝土复合材料 - 填石泡沫混凝土进行基坑回填,取得了良好的效果。2019 年,尚稷公园“堆山造景”工程即将开工建设,预计将应用工程弃土约 1 000 万 t。目前西安市建筑垃圾及其再生产品主要应用于道路路基填筑、堆山造景、地下综合管廊回填、制备再生骨料和生产再生制品等,应用范围有待通过试验研究进一步扩大,产品质量有望通过新设备研发和生产技术改进得到提高。
6 结论与展望
6. 1 结论
( 1) 西安市在建筑垃圾管理和政策法规建设方面做了大量工作,取得了显著效果,并且在国家政策的指引和相关实践的基础上继续完善,把建筑垃圾产业逐渐向资源化利用方向引导。( 2) 目前西安市已建成一批具有一定规模,一定特
色的建筑垃圾处理及资源化利用企业。随着海绵城市、地下综合管廊等城市基础设施的建设,建筑垃圾再生产品将大量使用,建筑垃圾资源化利用前景广阔。( 3) 施工现场建筑垃圾处理在前期规划和设计先行的基础上,进一步使用 BIM 优化设计,采取多种处理措施,将会更好地实现建筑垃圾现场减量化和资源化利用。( 4) 建筑垃圾资源化利用企业采用符合自身特点的处理方式,实现建筑垃圾的资源化利用。( 5) 西安市科研院所、高等院校和企业众多,在多方合作的基础上实现了建筑垃圾的产、学、研、用,使建筑垃圾变废为宝。( 6) 西安市在多个工程项目中应用了建筑垃圾再生产品,并且取得了良好的效果,为建筑垃圾的资源化利用指引了方向。
6. 2 展望
( 1) 随着城市建设的不断扩大,建筑垃圾消纳压力越来越大,建筑垃圾资源化利用 PPP 模式的推进,以及建筑垃圾资源化利用企业特许经营管理的实行,有助于建筑垃圾减量化和资源化利用工作的推进。( 2) 企业用地问题在一定程度上限制了建筑垃圾资源化利用企业的发展,放宽用地政策,有利于建筑垃圾产业更好发展。( 3) 在建筑垃圾资源化利用初期需要政府助力推进工程项目应用,同时配合市场的经济调控作用,将会有益于建筑垃圾的产业化发展。( 4) 对拆迁建筑实行分类拆除,有助于提高建筑垃圾产品的纯净度,保证其品质的稳定性,扩大其使用范围。( 5) 对建筑垃圾再生骨料产品采取进一步加强处理措施,生产出质量稳定、性能优越、附加值高,且能满足更高使用要求的建设工程项目,提高其经济效益。
本篇论文参考文献:
[1]黄沛增,崔庆怡,张肖明,等. 适宜我国现阶段建筑垃圾资源化利用的发展模式探讨[J]. 陕西建筑,2016,( 10) : 135 - 138.
[2]SJZ—QB01—2012,施工现场建筑垃圾管理及资源化利用规程[S].[3]刘荣涛. 建筑废弃黏土砖粉作活性掺合料试验研究[D]. 西安: 西安建筑科技大学,2017.