陳雪峰 胡濤
(貴州省公路工程集團有限公司,貴州 貴陽 550001)
2021年全國兩會期間,“碳達峰”和“碳中和”首次被寫入《政府工作報告》。為完成黨中央的重大決策部署,交通運輸部正積極推動交通運輸“碳達峰”的有關研究工作,促進交通運輸全面綠色低碳轉型。轉型的第一要務是推動綠色交通基礎設施建設,把生態(tài)環(huán)保理念貫穿于交通基礎設施規(guī)劃、建設及運維的全過程,統(tǒng)籌利用綜合運輸通道線位和土地等資源,加大資源整合力度,提高利用效率,推進固體廢物在交通建設領域的循環(huán)利用。
作為我國交通基礎設施建設的重點,高速公路建設的綠色發(fā)展至關重要。為此,興義環(huán)城高速基于綠色建造的全生命周期理念,把“節(jié)能低碳、高效施工、安全耐久、生態(tài)環(huán)?!奔夹g應用于建設的全生命周期。
興義環(huán)城高速是“十三五”時期《貴州省高速公路加密規(guī)劃網》的重要組成部分,路線全長62.5公里,橋隧比56%,沿線風景名勝區(qū)多,涉及貴州龍遺跡、馬嶺河國家地質公園和萬峰林森林公園等國家級保護區(qū),以及高卡水源保護區(qū)等,生態(tài)保護要求高。沿線地質地貌為典型的喀斯特石漠化地貌,生態(tài)敏感且脆弱。以“喀斯特石漠化地區(qū)綠色建造”為主題開展科技示范后,興義環(huán)城高速于2020年被交通運輸部列為“交通運輸科技示范工程”。
1.重視地質勘察
在工程建設中,選線是設計工作的核心。針對性的設計理念決定工程建設成型的方向,興義環(huán)城高速把綠色設計理念貫穿于工程建設始終,準確把握技術標準,合理運用技術指標,嚴格控制建設規(guī)模,采用了地勘監(jiān)理,保證了地質勘察質量,為設計提供了詳實準確的依據,為工程安全質量提供了保障,減少了不合理的資源投入。
2.設計優(yōu)化
為提高施工圖設計文件的技術經濟合理性和設計深度,尋求最優(yōu)設計方案、節(jié)約投資成本,興義環(huán)城高速統(tǒng)籌各標段的技術力量確保工程安全、質量優(yōu)良和工期可控,在不降低原設計標準、使用功能和耐久性的前提下,全程開展兩階段施工圖定測優(yōu)化工作,共計減少建筑拆遷3.2萬平方米,避免了8家企業(yè)拆遷,橋梁長度減少4107米,特殊結構橋梁由10座減少為4座,橋隧比減少8.5%,實現了57公里(K5~K62)內零棄方。
3.把BIM技術引入設計階段
興義環(huán)城高速結合現階段成熟的無人機技術,配合BIM三維實景建模技術還原了選址現場,融合設計方案與實景模型并比選,優(yōu)先選擇開挖量少和對植被破壞少的設計方案。
1.節(jié)約土地
為節(jié)約用地,興義環(huán)城高速發(fā)揮PPP項目的建設模式優(yōu)勢,安排建設單位提前修建和入駐營運期管理中心,合并建設管理中心、收費站站房和養(yǎng)護中心,同時為減少運營期管理人員,把常規(guī)分別設置的隧道監(jiān)控室和收費站監(jiān)控室合二為一,不但節(jié)約了建設期管理費,還有效提升了管理形象。
2.嚴格保護土地資源 減少永久占地
為節(jié)約土地,踐行綠色公路理念,建設單位邀請專家、咨詢和設計等有關單位逐坡踏勘全線邊坡,確定邊坡優(yōu)化的原則,優(yōu)化施工圖定測邊坡坡比,節(jié)約用地約103.9畝。施工圖設計階段,興義環(huán)城高速在洼地外圍坡腳通過截水溝截流和引流等方式減少永久用地,共計節(jié)約用地50余畝。
3.優(yōu)化施工組織設計
建設單位結合土建工區(qū)的特點組織設計施工,充分考慮路面和綠化等后期施工單位的需求,發(fā)揮PPP建設項目的優(yōu)勢,把整個項目視作一盤棋,多次組織召開設計和施工協(xié)調會,統(tǒng)籌規(guī)劃,與設計無縫對接,結合設計并聯(lián)系實際調配全線土石方,合理布設料場、拌和站、預制場和施工便道等臨建設施,最大程度地減少了資源浪費。經過統(tǒng)籌調配,全線T梁預制場由22個減少為17個,拌和站由21個減少為16個,全線鋼筋房由24個減少為19個,全線料場均建設在紅線范圍內。
1.推廣低碳施工技術
興義環(huán)城高速特別注重節(jié)能低碳技術的應用,例如塊片石自密實混凝土施工技術,減少了片石加工為級配砂、石工序,還把傳統(tǒng)工藝塊片石摻量從20%提高到60%,減少了水泥用量2.7萬噸,相當于減少碳排放2.5萬噸;機械發(fā)泡溫拌瀝青技術,有效降低瀝青混合料拌和溫度,能減少廢氣和瀝青煙的排放量,有效減少生產能耗,可節(jié)約生產能耗15%左右;連拱隧道無中導洞施工技術,采用先導洞先開挖并支護,完成中巖柱的錨桿注漿加固,單向出洞,后行洞采用小導洞先行再擴挖的工藝,避免了中導洞的開挖和中隔墻的建造,僅一座長380米的隧道即可節(jié)約混凝土超過2300余立方米。
2.信息化助力節(jié)能降碳
興義環(huán)城高速建設過程中采用信息化平臺協(xié)同管理,建設各方共享一個平臺,使質檢資料的處理更加高效,起到了讓數據多跑腿、讓人員少跑腿的目的。同時,采用了施工期能耗監(jiān)測和統(tǒng)計系統(tǒng),全面指導公路建設節(jié)能減排工作。
3.重視生態(tài)環(huán)保技術的應用
興義環(huán)城高速地處我國西南喀斯特石漠化地區(qū),當地生態(tài)敏感脆弱,為有效減少對原始地形地貌的破壞,施工過程中施工方通過對隧道洞口仰坡穩(wěn)定性與進洞工法優(yōu)化、短隧道單向出洞施工技術及隧道微擾動“零開挖”進洞技術等技術的系統(tǒng)研究,形成了隧道零仰坡進出洞施工技術,同時應用高樁承臺施工技術,提高承臺標高并改變橋梁基礎施工順序,先完成樁基施工,后完成施工平臺,減少了對生態(tài)環(huán)境的破壞,降低了地質災害風險,有效減少了對原有植被的破壞??刂菩怨こ谭辶执髽驒M跨5A級風景名勝區(qū)馬嶺河峽谷,施工過程中施工方特別注重生態(tài)保護,從便道修建到孔樁出渣,做到了“不讓一粒渣掉進馬嶺河”。
截至2018年底,我國已建成公路隧道17738座,長度里程17236.1公里,公路隧道建設里程每年以超過10%的速度遞增。公路隧道照明系統(tǒng)功率密度大,照明的需求電力供給不能間斷,能耗高。興義是貴州光照條件最好的地州市,根據貴州省城市氣象數據(2018年),年日照時數為1638小時,平均每天4.48小時,位居全省第一,光照條件良好。興義環(huán)城高速在3座隧道推廣應用光伏照明技術示范應用,實現了DFLED節(jié)能燈具低位照明技術與光伏供電技術的國內首次聯(lián)用,按15年計算,3座隧道可節(jié)約電費2400萬元。同時,興義環(huán)城高速在全線隧道機電設施、設備上均采用智能配電技術,有效減少了能源消耗。
興義環(huán)城高速從開工就確定了綠色建造的建設理念,從綠色設計、綠色施工到綠色運維,于全生命周期貫徹綠色公路理念,施工過程中大力推行“四節(jié)一環(huán)?!奔夹g。2020年5月,興義環(huán)城高速以歷史最高的88.94分通過了貴州省建筑工程綠色施工示范工程驗收,取了較好的社會效益及經濟效益。
綠色公路是“碳達峰”和“碳中和”的重要組成部分,推進綠色公路建設需要綠色建造的理念,更需要從全生命周期統(tǒng)籌和規(guī)劃,以“節(jié)能低碳、高效施工、安全耐久、生態(tài)環(huán)?!奔夹g實施。本文以興義環(huán)城高速的設計、統(tǒng)籌、施工及運維為例,探索并踐行了基于全生命周期和綠色低碳的建設路徑,對帶動全國綠色公路發(fā)展,特別是喀斯特石漠化地區(qū)高速公路建設具有一定的示范意義。