綠色節(jié)能理念在公路橋梁工程中的應(yīng)用探究

梅淑明

（南昌市公路事業(yè)發(fā)展中心進(jìn)賢分中心）

1 綠色節(jié)能理念在公路橋梁工程路線方案設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

1.1 主要影響因素

公路橋梁選線是一個(gè)綜合多門學(xué)科的系統(tǒng)性工程，方案規(guī)劃設(shè)計(jì)是重中之重，直接影響到后續(xù)的實(shí)施進(jìn)程和最終效果，路線選擇受自然因素、社會(huì)因素、政治因素、經(jīng)濟(jì)因素等方面的影響，在綠色節(jié)能理念的指導(dǎo)下，要更加注重綠色設(shè)計(jì)手法的運(yùn)用。公路橋梁的使用性質(zhì)和任務(wù)決定了其主導(dǎo)功能，需要綜合考量交通量、設(shè)計(jì)速度、地形、地質(zhì)、群體利益等方面訴求，工程建設(shè)對(duì)生態(tài)環(huán)境影響較大，會(huì)對(duì)沿線區(qū)域的水域、動(dòng)植物產(chǎn)生不同程度的破壞，必須加強(qiáng)全過(guò)程環(huán)境影響分析，分析不同路線方案技術(shù)指標(biāo)和能源消耗，提高整體節(jié)能效果。

1.2 綠色選線原則

嚴(yán)格遵循統(tǒng)籌規(guī)劃、合理布局、集約高效的基本設(shè)計(jì)思路，盡可能實(shí)現(xiàn)通道資源的集約共用，積極采用先進(jìn)技術(shù)設(shè)備，做好現(xiàn)場(chǎng)勘查、數(shù)據(jù)采集、分析比對(duì)工作。路線設(shè)計(jì)首先要確保駕駛的安全性、穩(wěn)定性、舒適性，從降低建設(shè)成本和養(yǎng)護(hù)成本、減少工程量、養(yǎng)護(hù)管理便利等方面著手，不斷提高設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)。綠色選線要與農(nóng)田基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)協(xié)調(diào)，遠(yuǎn)離基本農(nóng)田，減少耕地占用和田地割離，盡可能不占森林公園、經(jīng)濟(jì)作物耕地、高產(chǎn)農(nóng)田，同時(shí)做好復(fù)墾、改造方案，根據(jù)地形地貌和地質(zhì)構(gòu)造走向，因地制宜進(jìn)行路基設(shè)計(jì)，減少土方工程量，保護(hù)沿線土地資源，避免自然災(zāi)害的發(fā)生。依法避開生態(tài)水源、人文景觀、自然保護(hù)區(qū)等生態(tài)敏感地區(qū)，讓公路線路更好地融入其中，加強(qiáng)對(duì)重要人文遺跡和原始生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，深入調(diào)查沿線工程地質(zhì)條件，全面評(píng)估工程建設(shè)可能會(huì)遭受的地質(zhì)災(zāi)害以及工程建設(shè)可能引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害，避開不良地質(zhì)，比如，地下水作用、不穩(wěn)定邊坡、巖層產(chǎn)狀、褶皺斷裂都會(huì)對(duì)工程產(chǎn)生嚴(yán)重負(fù)面影響，如果無(wú)法有效避讓，那么應(yīng)該選擇穿越范圍最小的位置，并加強(qiáng)工程防護(hù)設(shè)計(jì)。對(duì)于可能會(huì)產(chǎn)生水土流失的公路橋梁工程，重點(diǎn)結(jié)合旱坡耕地墾殖率、人口密度、森林覆蓋率等因素進(jìn)行水土流失影響分析，并按照相關(guān)政策要求提出相應(yīng)的保護(hù)措施。充分考慮路線方案與沿線相關(guān)路線、管線之間的關(guān)系，節(jié)約利用走廊帶區(qū)域土地資源，在構(gòu)造物設(shè)計(jì)時(shí)，需要保證其與周邊地理位置、高程協(xié)調(diào)一致。根據(jù)地形條件優(yōu)化路線設(shè)計(jì)，在平原地區(qū)，更有利于提高技術(shù)指標(biāo)，可以少用長(zhǎng)直線和小偏角平曲線，在山區(qū)丘陵地區(qū)，盡可能減少深挖高填，在跨江過(guò)河路段，考慮地形地質(zhì)、洪水水位等綜合因素確定線位高程，科學(xué)論證比選橋基方案[1]。

1.3 優(yōu)化路線方案

公路橋梁工程路線方案優(yōu)選是一個(gè)多屬性、多層次的決策問(wèn)題，通過(guò)建立完善方案評(píng)選指標(biāo)體系，并賦予相應(yīng)權(quán)重，采用科學(xué)評(píng)價(jià)方法，選出最優(yōu)設(shè)計(jì)方案。評(píng)價(jià)指標(biāo)選取應(yīng)該遵循一定原則，保證準(zhǔn)確性、科學(xué)性、全面性、獨(dú)立性、可比性、可操作性、定性與定量相結(jié)合，根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)資料和實(shí)地調(diào)查情況，初步選取評(píng)價(jià)指標(biāo)，然后根據(jù)討論意見優(yōu)化指標(biāo)體系。正常情況下，一級(jí)指標(biāo)體系應(yīng)該包括技術(shù)指標(biāo)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、安全指標(biāo)、社會(huì)指標(biāo)以及環(huán)境指標(biāo)、節(jié)能指標(biāo)，然后再將各指標(biāo)進(jìn)行細(xì)化。在環(huán)境指標(biāo)中，可以細(xì)分為水環(huán)境影響、空氣質(zhì)量影響、聲環(huán)境影響、人文環(huán)境影響、地貌結(jié)構(gòu)影響、生物多樣性影響。其中，水環(huán)境污染主要集中在施工階段路線方案設(shè)計(jì)要避免大規(guī)模填挖方，防止大雨極端天氣將裸露地帶泥土沖入周邊，如果選線距離居住區(qū)較近，那么產(chǎn)生的空氣污染、噪音污染也會(huì)越嚴(yán)重，出于這點(diǎn)考慮，公路中心線要與居民區(qū)、公共建筑保持適當(dāng)距離，滿足環(huán)境保護(hù)相關(guān)規(guī)范要求。關(guān)于生物多樣性，公路橋梁工程建設(shè)不可避免地會(huì)對(duì)沿線生物產(chǎn)生影響，科學(xué)設(shè)計(jì)動(dòng)物通道等人工輔助工程，有利于保護(hù)沿線區(qū)域的生物多樣性。節(jié)能指標(biāo)主要針對(duì)的是建設(shè)期和運(yùn)營(yíng)期的耗能分析，建設(shè)期的能源消耗容易測(cè)算，相當(dāng)于一次性投入，屬于成本型指標(biāo)，而運(yùn)營(yíng)期能耗則是長(zhǎng)期連續(xù)投入的結(jié)果，需要遵循有無(wú)項(xiàng)目對(duì)比法則，計(jì)算擬建工程項(xiàng)目的節(jié)能效益，因而屬于效益型指標(biāo)。在完善指標(biāo)體系后，對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行量化處理，賦予相關(guān)權(quán)重，然后采用合適評(píng)價(jià)方法進(jìn)行科學(xué)決策?，F(xiàn)代綜合評(píng)價(jià)方法有效結(jié)合了數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)原理，比如層次分析法、專家打分法、模糊綜合評(píng)價(jià)法、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)評(píng)價(jià)法、數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法等，有利于為決策者提供客觀、量化評(píng)價(jià)結(jié)論。

2 綠色節(jié)能理念在公路橋梁工程施工中的應(yīng)用

2.1 軟土路基處理

軟土路基處理是公路橋梁工程施工中的重難點(diǎn)問(wèn)題，常見的處理方法包括換填法、加固土樁法、粒料樁加固法、水泥粉煤灰碎石樁法、排水固結(jié)法等，每種方法都有一定的適用范圍，但是也會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生一定影響[2]。

換填法需要將軟弱土層挖出，換填工程性質(zhì)良好的、堅(jiān)固穩(wěn)定材料，在排水、清除原土、開采運(yùn)輸、回填碾壓、廢土棄置等施工過(guò)程中，會(huì)造成植被破壞、土地污染、能源消耗以及揚(yáng)塵、噪音污染，需要針對(duì)性采取應(yīng)對(duì)措施，比如，排水的關(guān)鍵在于找到合適排水口，如果能夠有效利用地形和高差排水，可以大大降低水泵排水能耗，在取料棄土?xí)r，應(yīng)該盡可能就地取料，選擇合適的取土場(chǎng)和開采路線，嚴(yán)禁開采基本農(nóng)田保護(hù)區(qū)、自然保護(hù)區(qū)、城市及主干道周邊，充分考慮路況、運(yùn)距、環(huán)境影響、協(xié)調(diào)難度、環(huán)境恢復(fù)等綜合因素，合理劃分作業(yè)面，原地貌植被就近移栽養(yǎng)護(hù)，在施工機(jī)械設(shè)備的搭配上要合理，防止出現(xiàn)低效、窩工的情況，并且優(yōu)先選用綠色節(jié)能施工設(shè)備，還可以采取一些降噪隔音措施。

高壓懸噴樁、粉噴樁是常見的加固土樁法，通過(guò)向原土體注入石灰、水泥等加固材料，使土體固化達(dá)到設(shè)計(jì)要求強(qiáng)度。根據(jù)該施工工藝可知，加固土樁法施工對(duì)周邊環(huán)境、水資源、土壤會(huì)產(chǎn)生不利影響，嚴(yán)格控制材料采購(gòu)運(yùn)輸過(guò)程，采取有效的覆蓋封閉措施，有效控制揚(yáng)塵范圍，可以采用新型綠色環(huán)保水泥或者生物加固劑，從源頭上防止污染。在灌注施工時(shí)，如果場(chǎng)地條件允許，最好設(shè)置自動(dòng)化密閉料倉(cāng)，這樣可以控制粉塵擴(kuò)散，平整場(chǎng)地時(shí)，應(yīng)該使地坪標(biāo)高超過(guò)設(shè)計(jì)樁頂0.5m，當(dāng)鉆桿提到預(yù)定標(biāo)高后，泄壓止噴，防止加固劑灑漏污染地表和空氣。在水資源保護(hù)方面，攪拌區(qū)、存放區(qū)都要遠(yuǎn)離水渠水溝，不能污染地表水，而在水源保護(hù)區(qū)通常不能采用加固土樁法施工。

CFG 樁即水泥粉煤灰碎石樁，樁土形成的復(fù)合地基承載力能夠提高4倍以上，而且變形量較少，在軟土地基處理中能夠發(fā)揮巨大作用，該方法需要消耗大量的碎石、水泥、粉煤灰等材料，通過(guò)振動(dòng)沉管或者長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)，將混合料注入土體成樁。同樣，材料的控制至關(guān)重要，電廠粉煤灰是廢料回收利用的典型，具有良好的環(huán)保性。選擇環(huán)保、正規(guī)的水泥，碎石開采對(duì)環(huán)境影響較大，需要合理選擇礦山，加強(qiáng)開采過(guò)程和運(yùn)輸過(guò)程的植被保護(hù)及揚(yáng)塵處理。水泥粉煤灰碎石樁的拌制最好采用集中攪拌的方式，這樣既有利于污染防治，又可以降低能耗，如果條件不允許，需要在現(xiàn)場(chǎng)拌制存儲(chǔ)，那么建設(shè)封閉料倉(cāng)則非常有必要[3]。

2.2 邊坡防護(hù)施工

不穩(wěn)定邊坡對(duì)公路橋梁工程影響極大，相關(guān)的防治措施有很多，包括防滲排水、削坡、支擋建筑、錨固、護(hù)坡等，在綠色施工理念下，植草邊坡防護(hù)工程應(yīng)用越來(lái)越廣泛。根據(jù)工程特點(diǎn)，可以采用三維網(wǎng)掛基材土植生法的邊坡防護(hù)形式，在邊坡上鋪筑富含營(yíng)養(yǎng)成分的耕植土，厚度控制在30cm 左右，以此作為植被生長(zhǎng)基底土壤，然后再選取具有綠化功能、生命力強(qiáng)的植物品種，與穩(wěn)定劑、肥料、水、纖維物等輔助材料混合均勻，噴射到三維網(wǎng)上，覆蓋一層無(wú)紡布進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。種植土一般就近選用田間土，保證土壤肥力能夠滿足植被生長(zhǎng)需求，在邊坡修整壓實(shí)后，用水噴濕，將選擇的種植土由下而上均勻覆蓋到邊坡上，修整包邊土，為三維網(wǎng)攤鋪?zhàn)龊脺?zhǔn)備。三維植被網(wǎng)是以熱塑性樹脂為原料的三維結(jié)構(gòu)孔網(wǎng)，表層為起泡層，蓬松的網(wǎng)袋內(nèi)有較大的容土空間，底層為高模量基礎(chǔ)層，具有較好的柔韌性和拉伸強(qiáng)度，有90%以上的空間可填充混合土，能夠防止三維網(wǎng)變形，起到保持水土的目的，保證植草的成活率和覆蓋率。草種的選擇也十分關(guān)鍵，必須滿足當(dāng)?shù)貧夂蛱攸c(diǎn)，實(shí)現(xiàn)固土護(hù)坡、綠化景觀的綜合效益，可以采用草灌結(jié)合的方式，選擇生長(zhǎng)周期短、適應(yīng)性強(qiáng)的草本植物，快速改善邊坡土壤條件，加上小灌木深厚的根系，能夠更好地穩(wěn)固土壤。在一些低洼積水路段、魚塘以及受常水位沖刷路段，不宜采用植草防護(hù)的方式，可以通過(guò)漿砌片石的方法加以解決。

2.3 防排水施工

公路橋梁工程防排水施工需要將臨時(shí)工程和永久工程結(jié)合起來(lái)，在施工范圍兩側(cè)合理設(shè)置臨時(shí)排水溝，修筑臨時(shí)排水渠道，保證施工過(guò)程中的排水能力，臨時(shí)排水系統(tǒng)要與永久性排水系統(tǒng)相銜接。根據(jù)施工順序和場(chǎng)地布置，合理設(shè)置流水坡度和緩沖溝，保證臨時(shí)用地和施工場(chǎng)地不被沖刷，同時(shí)注意加強(qiáng)污水管理，主要是機(jī)械廢水和生活污水；在生活區(qū)設(shè)置化糞池，在生產(chǎn)區(qū)域設(shè)置沉淀池，保證達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后才能排放，使用容器收集機(jī)械廢液，不能隨意傾倒，防止污染土壤和水源。為了降低雨水對(duì)邊坡的影響，可以在易滑坡體外圍布置截水溝槽，截?cái)嗔鞯交麦w上的水流，在較大滑坡體布置一些排水溝，要保證坡面平整，避免坑洼積水，也可以設(shè)置地下排水廊道，或者采用鉆孔排水的方式，這樣能夠截住滲透的水流，及時(shí)將滑坡體內(nèi)的積水排出去。對(duì)于一般路段的防水施工，要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)方案進(jìn)行，保證路基和路面的穩(wěn)定性，通常情況下，在嚴(yán)寒積雪、透水路面，道路橫坡宜設(shè)置為1%～1.5%，在降雨量大路段及快速路道路，橫坡宜設(shè)置為1.5%～2%，保護(hù)性路肩橫坡度可以比路面橫坡度大1%，為了提高排水效率，可以設(shè)置攔水路沿石，將路面積水集中排入急流槽，然后通過(guò)急流槽排到底部排水溝[4]。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，公路橋梁工程具有施工范圍廣、建設(shè)周期長(zhǎng)、影響因素多等特點(diǎn)，需要跨越復(fù)雜的地形條件，對(duì)沿線環(huán)境會(huì)造成不同程度的影響。如果選線方案不合理，會(huì)增加工程量和施工難度，造成不必要的資源浪費(fèi)，甚至?xí)l(fā)嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害，而工程施工過(guò)程對(duì)現(xiàn)場(chǎng)影響更為直接，所以，必須加強(qiáng)綠色節(jié)能理念應(yīng)用，不斷提高綠色設(shè)計(jì)和施工水平，減少環(huán)境污染和能源消耗。