DECREASE OF ENVIRONMENT POLLUTION DEGREE DURING CONSTRUCTION ACTIVITIES IN URBAN AREA

Full Text

Население крупных городов России проживает в не очень благоприятных экологических условиях. Наиболее известное опасное для здоровья людей загрязнение компонентов окружающей среды происходит от выбросов автомобильного транспорта, работающих предприятий промышленного и нефтехимического назначения, объектов топливно-энергетического комплекса [1-3]. На разработку мероприятий по снижению негативного воздействия отмеченных источников загрязнения в основном и концентрируются усилия ученых и специалистов [4-6]. Вместе с тем в современных условиях все более активно возрастает опасность негативного воздействия от объектов строительства, возводимых в черте города или в непосредственной близости к нему [7]. Поэтому, на наш взгляд, актуальным направлением исследований является разработка организационных и технических мероприятий, направленных на уменьшение опасного воздействия от названных выше, сравнительно «новых», строительных факторов [8]. Задача исследований состояла в выполнении анализа источников загрязнений компонентов окружающей среды вредными веществами в процессе ведения строительно-монтажных и ремонтных работ на территории города и разработке эффективных мероприятий по снижению их негативного воздействия на население. Исследования, проведенные на территории города Самары, и выполненный их анализ показали, что наибольшее негативное воздействие происходит при ведении строительных работ в непосредственной близости к жилым объектам. Это либо так называемая «точечная» застройка, либо застройка пограничных с жилыми районами территорий. В таких случаях при выполнении работ проявляются следующие негативные воздействия: 1. Образование строительной пыли, которая, за счет перемещения по воздуху, попадает либо непосредственно в дыхательные пути проживающих рядом людей, либо в жилые и производственные помещения, либо в работающие механизмы и бытовое оборудование (например, кондиционеры). 2. Образование строительных отходов, которые не всегда сразу же организованно вывозятся на специальные площадки для их хранения, а часто размещаются на временных складах непосредствен- но на строительной площадке вблизи возводимого объекта. 3. Шумовое загрязнение прилегающего района от работающего автомобильного транспорта и строительных и подъемно-транспортных механизмов. 4. Вибрация, передающаяся на человека по земле и конструкциям от работающего строительного оборудования и автотранспорта. 5. Изменение гидрогеологических условий и режима движения грунтовых вод вследствие устройства заглубленных фундаментов возводимых объектов. 6. Загрязнение шин автомобильного транспорта на строительной площадке и перемещение загрязненного грунта колесным транспортом на автодороги городских улиц. Рассмотрим некоторые из названных воздействий, в снижении негативного влияния которых приняли активное участие ученые и специалисты кафедры ПГТС СГАСУ. Образование строительной пыли при ведении работ особенно опасно в период разбора строительных конструкций или полного сноса объекта. Потребность в демонтаже отдельных конструктивных элементов здания обусловлена тем, что большое количество жилых домов и других строений к настоящему времени имеют значительный физический износ. Ряд элементов строения получили существенные повреждения. Если выполнять демонтаж таких элементов, то территория, расположенная в непосредственной близости к объекту, и воздушная среда значительно загрязнятся из-за образования пыли и ее распространения воздушными потоками. Пыль будет образовываться из-за разрушения отдельных элементов (кусков) демонтируемой конструкции. Такая строительная пыль включает в себя весьма опасные для здоровья людей вредные вещества: формальдегид, пары бензола, толуол, тяжелые металлы (свинец, хром, ртуть, кадмий и др.), содержащиеся в виде соединений в красках и цементных материалах, и т.п. Мелкие частички пыли с вредными веществами в виде взвеси могут находиться в воздухе достаточно длительное время и распространяться на значительные расстояния. Они попадают в органы дыхания человека и на кожу лица и рук, вызывая тем самым заболевания. Взвесь пыли проникает в помещения, где _живут или работают люди, осаждается на стенах и поверхностях мебели, с которых также может попасть на открытые участки кожи. Все это негативно воздействует на самочувствие и здоровье людей, находящихся в таких помещениях. Из сказанного следует, что очень важно выполнять демонтаж строений с наименьшим образованием осколков конструкции и пыли, попадающих в атмосферу и на прилегающую территорию. Если жилой дом является крупнопанельным или блочным, то выборочный демонтаж и (или) замену отдельных стеновых панелей или блоков можно вести как рекомендовано в [9]. Способ поясняется схемой, приведенной на рис. 1. В разработанном способе защиты окружающей среды при демонтаже панели 1 или блока здания, наряду с известными операциями, включающими в себя устройство технологических отверстий 2 в стеновых элементах конструкции здания, а также разделку швов, выполнение которой предусмотрено между стеновыми панелями, использование домкратных механизмов 5 для выдавливания стеновых панелей из плоскости здания, использование подъемно-транспортного устройства 6 для удержания стеновых панелей здания и переноса их для складирования, дополнительно предусматривается устройство вспомогательных отверстий 4 в стеновых элементах 3, расположенных в непосредственной близости к демонтируемому элементу. При этом к вспомогательным отверстиям прикрепляют сороперехватывающие лотки 8 с помощью шпилек 7, служащие для приема сора. В основные технологические отверстия устанавливают кронштейны 9, а подъемнотранспортный механизм оснащают захватными балками 10 и вспомогательными балками 11, к которым, в свою очередь, прикрепляют защитный кожух из гибкого материала 12. При выполнении работ используют кронштейны, закрепленные в основные технологические отверстия, в которые с помощью подъемно-транспортного оборудования прикрепляют захватную балку. После этого демонтируемый стеновой элемент закрывается гибким защитным кожухом с стороны, противоположной стене. Такой кожух защитит прилегающую территорию от возможного разлета мелких осколков. Следующий этап - разделка швов стеновых панелей и их вывод из плоскости стены. После этого подъемно-транспортным оборудованием переносят выведенную панель на склад. В заключение демонтируют сороперехватывающие устройства. Сор и многочисленные строительные обломки снимаемой стеновой панели, упавшие в сороперехватывающие устройства в период выполнения демонтажных работ при помощи подъемно-транспортного оборудования, переносят и размещают на специальной площадке. После завершения всех работ, складиро- ванные на этой площадке строительные отходы и мусор вывозят на стационарный полигон строительных отходов. Данный способ может эффективно применяться в городах при реализации природоохранных мероприятий и снижения вредного воздействия на окружающую среду при выполнении демонтажных работ по наружным стеновым элементам или блокам многоэтажных жилых домов в условиях «точечной» или «внутридворовой» застройки. Эффект от применения способа заключается в исключении или существенном снижении негативного воздействия на такие важные компоненты окружающей среды, как грунт и атмосфера при производстве ремонтных работ и (или) работ, связанных с реконструкцией блочных жилых строений или многоэтажных крупнопанельных домов. Этот эффект обусловлен уменьшением загрязнения атмосферного воздуха и прилегающей территории вследствие организованного сбора обрушающихся многочисленных строительных обломков при демонтаже стеновых панелей или блоков, а также исключением образования строительной пыли и попадания ее непосредственно на прилегающую к строению территорию. Следует отметить, что ряд специалистов предлагают использование весьма радикального способа разбора конструкции отслуживших свой срок зданий - при помощи взрыва. Однако такой подход имеет существенные недостатки. К ним, в первую очередь, можно отнести вредное воздействие взрывной волны на расположенные в непосредственной близости другие строения и жилые дома, а также загрязнение прилегающей к разрушаемому строению территории при разрыве конструктивных элементов строения и падения многочисленных обломков. Недостатком такого способа является также образование значительного количества пыли при взрыве от воздействия зарядов взрывчатого вещества на конструктивные элементы сооружения и загрязнение этой пылью атмосферного воздуха и прилегающей территории. Такие недостатки недопустимы при ведении работ по демонтажу строений в непосредственной близости к жилым домам, на территориях заповедников или уникальных природных комплексов, а также вблизи водных объектов. Такие воздействия можно исключить путем применения способа [10], разработанного при участии автора. Суть нового предложенного способа заключается в покрытии демонтируемого сооружения слоем саморазрушающейся пены. С течением времени пенный состав разрушается, что позволяет вести работы по демонтажу верхних конструктивных элементов сооружения. При этом образующиеся многочисленные мелкие обломки падают в пенный состав, что практически полностью исключает образование пыли и загрязнение ею воздушного пространства. Схема предложенного способа представлена на рис. 2. это устройство вокруг демонтируемого строения 7 вертикальных стоек 1, на которых устанавливаются кронштейны 2 для закрепления тросов 5. Около вертикальных стоек размещают монтажные площадки 3 для установки пеногенераторов 4. Между вертикальными стойками крепят вертикальные экраны 6 в виде гибких полотен. Для захвата демонтируемых стеновых элементов демонтируемого строения 7 используют грузозахватное устройство 8. До начала разрушения конструктивных элементов строения вокруг демонтируемого сооружения устанавливают вертикальные стойки, между которыми протягивают тросы на разных уровнях, после чего к тросам крепят вертикальные экраны в виде гибких полотен. Причем верхние края экранов закрепляют к тросам самого верхнего уровня, а нижние края опускают к поверхности земли. Далее за счет использования пеногенераторов заполняют пространство между вертикальными экранами демонтируемого сооружения пеной. После этого выдерживают некоторый период времени, в течение которого верхний уровень пены, из-за своих свойств разрушаться, опустится, открыв демонтируемые конструктивные элементы строения, и затем при помощи грузозахватного устройства производят разборку конструктивных элементов демонтируемого сооружения. После окончания работ демонтируют пеногенераторы с монтажными площадками, вертикальные экраны и вертикальные стойки. Таким образом, разработанный способ позволит производить разборку конструктивных элементов строения без распространения пыли на прилегающей территории. В результате использования способа обеспечивается качественная защита окружающей среды: уменьшение загрязнения атмосферного воздуха и прилегающей территории строительной пылью, образующейся при разрушении конструктивных элементов строения, при их выведении из конструкции и переносе на площадку для складирования, а также от обрушения многочисленных мелких обломков. При этом исключается разнос строительной пыли по прилегающей территории. Следующее важное негативное влияние строительства на окружающую среду - образование строительных отходов и их несанкционированное размещение на городской территории. Исследования образования несанкционированных необустроенных свалок на городской территории выполнены на примере г. Самары [11, 12]. Анализ результатов показал, что более 8 % от всего количества таких свалок приходится на свалки строительных отходов и еще около 35% - на смешанные свалки с наличием строительных отходов. Выявлена динамика параметров необустроенных свалок. Первоначальный состав свалок строительных отходов включает в себя фрагменты конструкций, некондиционный строительный материал, битый кирпич и т.д. Со временем к такому составу добавляются бытовые и пищевые отходы. Вследствие этого свалка строительных отходов перерастает в свалку смешанных отходов. В исследованиях предложены мероприятия по локализации загрязняющего эффекта от таких необустроенных временных свалок на компоненты окружающей среды [13, 14]. На основании работ делается вывод о целесообразности и эффективности организации комплексного мониторинга за строительным процессом и загрязнением окружающей среды, а также о необходимости принятия оперативных мероприятий по управлению ее качеством, в том числе с применением телекоммуникационных систем и технологий [15, 16]. Наиболее действенные мероприятия - быстрая ликвидация свалки вместе со слоем загрязненного грунта и недопущение ее образования впредь. Следует подчеркнуть, что дополнительная опасность необустроенных свалок кроется в том, что загрязняющие вещества попадают вместе с грунтовыми и поверхностными потоками воды в водоемы - реки или замкнутые городские озерные системы. При этом бытовое водоснабжение или снабжение водой технических предприятий может осуществляться из этих водных объектов. С целью защиты водоемов от загрязнения предложены эффективные способы [17, 18]. Схемы способов приведены на рис. 3. Отличительная особенность способов заключается в устройстве в теле массива откоса дренажных элементов, которые перехватывают фильтрующийся загрязненный грунтовый поток воды и перенаправляют его в специально предусмотренные сборные емкости. По мере наполнения сборных емкостей из них производят откачку загрязненной профильтровавшейся воды с помощью насосного оборудования, устанавливаемого, например, на автомобильном транспорте для перевозки жидких отходов, и далее транспортируют на станцию очистных сооружений. Рассмотрим еще одно важное негативное влияние строительства на окружающую среду - изменение гидрогеологических условий и режима движения грунтовых вод вследствие устройства заглубленных фундаментов возводимых объектов. Известно, что российские города, имеющие многовековую историю своего развития, образовывались на берегах крупных рек. В настоящее время, при развертывании интенсивного строительства крупных и (или) высотных объектов требуются мощные глубоко заглубленные фундаменты. Такие конструктивные решения, несомненно, изменяют сложившийся десятилетиями водный режим грунтовых вод. При этом часто происходит подъем их уровня. В свою очередь повышение уровня грунтовых вод в теле берегового откоса существенно снижает его устойчивость против обрушения. Исследования, выполненные в [19, 20], показали, что береговой откос реки Волги в районе города Самары испытывает разнородные воздействия, значительно повышаю- щие опасность его разрушения и сползания в реку. Здесь - и подъем грунтовых вод, и волновое воздействие. Для снижения опасности разрушения берегового склона рекомендованы технические решения, основанные на применении: для пологого берега берегозащитных матовых конструкций из наполненных геосинтетических элементов [21], для крутого берега - сооружение в откосе системы дренажных труб для сбора грунтовой воды и отвода ее по лоткам в водный объект [22]. Наличие речной системы может также значительно повысить степень опасности затопления и подтопления застраиваемой территории города, расположенной на низких отметках земли. В [23, 24] анализируются конкретные условия застройки жилого района города Самары и предлагаются эффективные мероприятия по предотвращению затопления застраиваемой территории в период половодья. В частности, рекомендуется возведение специальных защитных дамб или использование ранее построенных линейных объектов с повышенной отметкой гребня. Выводы. 1. В современных условиях возрастает опасность негативного воздействия от объектов строительства, возводимых непосредственно в черте города или в непосредственной близости к нему, на компоненты окружающей среды. 2. Наибольшее загрязняющее воздействие на окружающую среду при ведении строительных работ оказывают: 1) образование строительной пыли, 2) образование строительных отходов, 3) шумовое загрязнение прилегающего района от работающего автомобильного транспорта и оборудования, 4) вибрационное воздействие от работающих механизмов, 5) изменение гидрогеологических условий, 6) загрязнение автодорог и городских улиц автотранспортной строительной техникой. 3. Рассмотрены основные загрязняющие окружающую среду воздействия в процессе строительства и приведены технологические и технические мероприятия, разработанные специалистами кафедры ПГТС Самарского государственного архитектурностроительного университета, в том числе с участием автора, направленные на снижение негативного влияния строительных работ.

About the authors

Svetlana Borisovna TSHERBITSKAYA

Author for correspondence.
Email: vestniksgasu@yandex.ru

References

Supplementary files