鐵本高速公路綠色公路建設(shè)管理與實(shí)踐

崔相奎

（遼寧省交通建設(shè)管理有限責(zé)任公司 沈陽市 110005）

0 引言

綠色公路是公路行業(yè)落實(shí)“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享”五大發(fā)展理念重要體現(xiàn)，是推進(jìn)“四個(gè)交通”發(fā)展的生動(dòng)實(shí)踐和有力抓手，更是完成交通運(yùn)輸部2020年基本建成綠色循環(huán)低碳交通運(yùn)輸體系戰(zhàn)略目標(biāo)的重要手段。綠色公路理念自提出以來對(duì)我國公路建設(shè)產(chǎn)生了許多積極影響，極大地促進(jìn)了我國公路建設(shè)與環(huán)境保護(hù)的良性發(fā)展。全國多省開展了綠色公路典型示范，結(jié)合地域特點(diǎn)，統(tǒng)籌公路建設(shè)質(zhì)量、資源利用、能源耗用、污染排放、生態(tài)影響和運(yùn)行效率之間的關(guān)系，從公路規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)營、管理等方面做了大量的工作，取得了較好的效果，推進(jìn)了綠色公路建設(shè)體系的完善。以交通運(yùn)輸部第二批綠色交通省子項(xiàng)目鐵本高速公路綠色公路創(chuàng)建為依托，詳細(xì)論述了項(xiàng)目節(jié)能減排、循環(huán)利用以及綠色施工技術(shù)，進(jìn)一步總結(jié)了綠色公路創(chuàng)建經(jīng)驗(yàn)，以便為今后類似工程提供參考借鑒。

1 項(xiàng)目概況

鐵本高速公路是遼寧中部環(huán)線高速公路重要組成部分，全長119km，2015年開工建設(shè)，2018年12月建成通車。項(xiàng)目采用雙向四車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，設(shè)計(jì)速度為80km／h，路基寬度24.5m，概算投資82億元。項(xiàng)目具有以下建設(shè)特點(diǎn)：

（1）社會(huì)關(guān)注度高。項(xiàng)目的建成標(biāo)志著以沈陽為中心的遼寧中部地區(qū)經(jīng)濟(jì)環(huán)線的形成，通車后對(duì)完善遼寧高速公路網(wǎng)絡(luò)布局、發(fā)揮路網(wǎng)整體效能、增強(qiáng)城市及經(jīng)濟(jì)走廊帶輻射力具有重要作用，對(duì)推動(dòng)沈陽經(jīng)濟(jì)區(qū)發(fā)展、促進(jìn)新一輪東北振興具有重大意義。

（2）項(xiàng)目地處中溫帶亞濕潤區(qū)，季風(fēng)型大陸性氣候，年最低氣溫-35.5℃，最大凍土深度1.66m，凍融循環(huán)次數(shù)較多，冬季運(yùn)營需要采用除冰鹽進(jìn)行融雪處理，因此給工程抗凍、抗鹽蝕及耐久性提出了更高的要求。

（3）項(xiàng)目位于遼寧中部，地貌類型以構(gòu)造剝蝕低山、丘陵為主，地層復(fù)雜，途經(jīng)渾河、東洲河、古城河、太子河等主要河流和撫順大伙房水庫水源保護(hù)區(qū)，部分存在巖溶和地震液化等不良地質(zhì)現(xiàn)象，沿線生態(tài)敏感，生態(tài)與環(huán)境保護(hù)要求高。

（4）項(xiàng)目建設(shè)規(guī)模大，建筑材料消耗大，沿線地產(chǎn)材料資源豐富，循環(huán)利用空間大。

2 實(shí)施內(nèi)容

根據(jù)交通運(yùn)輸部《加快推進(jìn)綠色循環(huán)低碳交通運(yùn)輸發(fā)展指導(dǎo)意見》以及《交通運(yùn)輸節(jié)能減排專項(xiàng)資金支持區(qū)域性、主題性項(xiàng)目實(shí)施細(xì)則（試行）》相關(guān)要求，同時(shí)結(jié)合遼寧地區(qū)公路建設(shè)的基本特征，按照能力建設(shè)、優(yōu)化設(shè)計(jì)、節(jié)能減排、清潔能源、資源循環(huán)、生態(tài)環(huán)保、性能耐久、智慧公路八個(gè)方面，涵括設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營三個(gè)階段，涉及節(jié)能減排、資源利用、綠色環(huán)保三大領(lǐng)域，推進(jìn)共33個(gè)重點(diǎn)支撐項(xiàng)目。如表1。

3 項(xiàng)目綠色公路實(shí)施

3.1 組織管理

遼寧省交通建設(shè)管理有限責(zé)任公司作為項(xiàng)目法人，成立了項(xiàng)目綠色公路實(shí)施領(lǐng)導(dǎo)小組，現(xiàn)場設(shè)置項(xiàng)目指揮部負(fù)責(zé)項(xiàng)目綠色公路的組織實(shí)施。實(shí)施中項(xiàng)目組織建立了協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)與監(jiān)督考核機(jī)制，保障了綠色公路建設(shè)實(shí)施組織體系的有效運(yùn)行。項(xiàng)目重視前期頂層設(shè)計(jì)，強(qiáng)化前期設(shè)計(jì)管理和審查，將綠色公路實(shí)施內(nèi)容納入施工圖設(shè)計(jì)，招標(biāo)階段在招標(biāo)文件中明確了綠色公路實(shí)施要求，納入合同進(jìn)行管理。項(xiàng)目重視宣傳和培訓(xùn)，提高參建者綠色施工及節(jié)能減排意識(shí)，開展微創(chuàng)新、微改造活動(dòng)，衍生了一批綠色施工及節(jié)能減排技術(shù)。建立健全綠色公路檔案管理制度，開展重點(diǎn)機(jī)具設(shè)備能耗統(tǒng)計(jì)，通過數(shù)據(jù)分析建立相應(yīng)的能耗標(biāo)準(zhǔn)體系，探索遼寧區(qū)域路用設(shè)備能耗準(zhǔn)入機(jī)制及排放考核標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)低能耗施工設(shè)備的應(yīng)用與技術(shù)研發(fā)，為后續(xù)其他綠色公路先進(jìn)性提供考評(píng)依據(jù)。

表1 鐵本綠色公路重點(diǎn)支撐項(xiàng)目一覽表

3.2 減排建設(shè)技術(shù)應(yīng)用

（1）施工期集中供電技術(shù)

施工期集中供電技術(shù)是通過布設(shè)電網(wǎng)解決施工用電問題，有效地避免了施工單位大量使用柴油發(fā)電機(jī)而造成的大能耗、大污染、大投入等問題。項(xiàng)目建設(shè)期耗用電能量較大，估計(jì)約6200萬千瓦時(shí)，建設(shè)中項(xiàng)目充分考慮了施工用電與永久用電的統(tǒng)一結(jié)合，采用了施工期集中供電技術(shù)，取得了較好的效果，與柴油發(fā)電相比，項(xiàng)目節(jié)約投資1500萬元，替代燃料量13930 toe，減少二氧化碳排放量43160t。

（2）阻燃溫拌瀝青隧道鋪裝技術(shù)

溫拌瀝青混合料原理是使用添加劑或者其它方法降低瀝青混合料中瀝青的粘度，從而可以保證在低溫條件下瀝青混合料拌和和攤鋪的和易性。項(xiàng)目在隧道瀝青路面施工時(shí)采用阻燃溫拌瀝青混合料，大大減少了熱量和有害氣體釋放，提高了隧道內(nèi)路面鋪裝的施工環(huán)境。與熱拌瀝青混合料相比，項(xiàng)目共投入2385m3溫拌瀝青混合料，增加投資17萬元。但可節(jié)約能量29tce，減少二氧化碳排放95t。

（3）橋梁智能施工技術(shù)

項(xiàng)目橋梁智能施工技術(shù)包括預(yù)應(yīng)力智能張拉和大循環(huán)智能壓漿系統(tǒng)。預(yù)應(yīng)力智能張拉系統(tǒng)以應(yīng)力為控制指標(biāo)，伸長量誤差作為校對(duì)指標(biāo)。系統(tǒng)通過傳感技術(shù)采集張拉設(shè)備的工作壓力和鋼絞線的伸長量等數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)進(jìn)行分析判斷，調(diào)整變頻電機(jī)工作參數(shù)，高精度調(diào)控油泵電機(jī)轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)張拉力及加載速度的實(shí)時(shí)精確控制。大循環(huán)智能壓漿技術(shù)是通過對(duì)灌漿流量、灌漿壓力和灌漿壓力損失的實(shí)時(shí)監(jiān)測，自動(dòng)調(diào)整灌漿壓力，同時(shí)對(duì)漿液水膠比進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，從根本上解決了普通壓漿孔道內(nèi)空氣不能排盡、漿液性能不合格和壓力不足等原因?qū)е碌膲簼{不密實(shí)的質(zhì)量通病。預(yù)應(yīng)力智能張拉技術(shù)、大循環(huán)智能壓漿技術(shù)的應(yīng)用提高了橋梁的耐久性，減少運(yùn)營期橋梁養(yǎng)護(hù)能耗及排放。

3.3 清潔能源技術(shù)

（1）清潔能源拌和站

清潔能源拌和站是通過對(duì)瀝青拌和站主要能耗設(shè)備的燃料系統(tǒng)改造，采用燃燒效率更高、排放物更少的清潔能源來替代柴油和重油，從而達(dá)到控制能耗和排放的目的。項(xiàng)目在一個(gè)路面標(biāo)段使用了煤制氣拌和站，生產(chǎn)瀝青混合料25萬噸，年節(jié)能770 tce，減少二氧化碳排放2500 t，取得了較好的效果。

（2）地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)

地緣熱泵空調(diào)系統(tǒng)是采用淺層地?zé)豳Y源達(dá)到調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度的效果，采用地源熱泵可同時(shí)取代空調(diào)系統(tǒng)。淺層地?zé)崮苁琴x存在地球表層巖土體或地表水中的低溫地?zé)豳Y源，具有可再生、分布廣、儲(chǔ)量大、清潔環(huán)保、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠、安全性強(qiáng)和可用性強(qiáng)等特點(diǎn)。地源熱泵消耗1kWh的能量，用戶可以得到4kWh以上的熱量或冷量。地緣熱泵空調(diào)系統(tǒng)可以避免冬季供暖煤炭燃燒后產(chǎn)生煙塵、二氧化碳、一氧化氮等有害物質(zhì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成的影響。項(xiàng)目在服務(wù)區(qū)和收費(fèi)站全部采用了地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)。與空氣源熱泵相比，地源熱泵系統(tǒng)初始投資有所增加，但年運(yùn)行費(fèi)用大大降低，投資回收期4年。年節(jié)能230tce，減少二氧化碳排放1630t。

3.4 耐久性技術(shù)

（1）高性能混凝土

遼寧地區(qū)凍融循環(huán)次數(shù)較多，橋梁混凝土構(gòu)件長期受除冰鹽和凍融循環(huán)綜合作用出現(xiàn)脫落、剝蝕等病害，嚴(yán)重影響混凝土構(gòu)件的使用壽命。為解決此問題，項(xiàng)目采用了高性能混凝土。高性能混凝土主要是在水泥混凝土內(nèi)在組分中增加粉煤灰、礦粉等活性較強(qiáng)的礦物摻和料及引氣劑，利用礦物活性成分調(diào)整傳統(tǒng)單一水泥組分早強(qiáng)發(fā)展過快等不利問題，同時(shí)借助混凝土漿體內(nèi)部引入的小氣孔結(jié)構(gòu)，切斷原有的不利連通空隙，大幅提高水泥混凝土對(duì)凍融循環(huán)、鹽凍腐蝕和氯離子腐蝕等不利環(huán)境因素的抵抗能力，進(jìn)而有效提升水泥混凝土實(shí)體工程的抗凍耐久性能。粉煤灰和高爐礦渣在工程中的大量應(yīng)用可減少固廢排放而造成的環(huán)境污染。粉煤灰和高爐礦渣作為摻料應(yīng)用于水泥混凝土中，替代一定比例的水泥，在保證工程質(zhì)量的基礎(chǔ)上可一定程度地節(jié)省工程造價(jià)，具有良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。項(xiàng)目采用粉煤灰和高爐礦渣可節(jié)約水泥近10萬噸，節(jié)約能量9600tce，減少二氧化碳排放20840t。

（2）混凝土附屬性防腐技術(shù)

混凝土附屬性防腐技術(shù)包括花崗巖貼面技術(shù)和有機(jī)硅烷浸漬涂層技術(shù)?；◢弾r貼面技術(shù)主要應(yīng)用于防撞墻根部，利用花崗巖材料對(duì)化學(xué)鹽類的抵抗作用，提高防撞墻的防腐蝕能力。有機(jī)硅烷浸漬涂層技術(shù)應(yīng)用于項(xiàng)目橋梁防撞墻、空心板（T梁）橋的邊板（梁）外漏、整體箱梁的翼緣、腹板及底板、伸縮縫混凝土表面、伸縮縫處墩臺(tái)蓋梁、墩身外漏面等易被侵蝕的部位。該技術(shù)利用有機(jī)硅烷優(yōu)異的滲透性能，與混凝土中水化的水泥發(fā)生反應(yīng)形成聚硅氧烷互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，通過牢固的化學(xué)鍵合反應(yīng)，賦予混凝土表面長期的憎水性，大大降低了水和有害氯離子等的浸入。項(xiàng)目花崗巖貼面技術(shù)和有機(jī)硅烷浸漬涂層技術(shù)能夠顯著提高混凝土的耐久性，減少運(yùn)營期養(yǎng)護(hù)頻率，降低養(yǎng)護(hù)能耗及排放。

4 結(jié)語

（1）鐵本項(xiàng)目綠色公路創(chuàng)建節(jié)能減排效益良好。項(xiàng)目通過綠色公路重點(diǎn)支撐項(xiàng)目的實(shí)施，實(shí)現(xiàn)了年節(jié)能量26552tce，替代燃料量11777toe，減少二氧化碳減排放110470t。

（2）鐵本項(xiàng)目綠色公路的建設(shè)與實(shí)施，積累了眾多節(jié)能減排、耐久性技術(shù)和綠色公路建設(shè)管理經(jīng)驗(yàn)，基本形成了綠色公路和節(jié)能減排工作管理制度體系，全體參建者的綠色環(huán)保意識(shí)不斷增強(qiáng)，設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營、養(yǎng)護(hù)等綠色環(huán)保節(jié)能理念逐步形成。取得了綠色公路示范效果，為遼寧省高速公路建設(shè)起到了示范和帶動(dòng)作用。

（3）綠色公路建設(shè)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，應(yīng)貫穿于項(xiàng)目的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、實(shí)施和運(yùn)營全過程。需要前期高層次謀劃布局和必要的資金支持，逐步探索積累建設(shè)管理經(jīng)驗(yàn)，鼓勵(lì)和引導(dǎo)企業(yè)向綠色施工企業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展，發(fā)揮示范的作用。