作者
葉裕民，楊國(guó)淑，胡夢(mèng)坤，孫 樺
摘要
隧道是道路能耗最高的構(gòu)成部分，實(shí)現(xiàn)隧道工程的綠色建設(shè)與節(jié)能減排是推進(jìn)綠色交通發(fā)展的重要措施之一。闡述了綠色隧道的理念源起，通過(guò)文獻(xiàn)調(diào)研、案例分析等研究方法，進(jìn)行綠色隧道建設(shè)技術(shù)的研究分析。通過(guò)理論及實(shí)際案例的探討，展望未來(lái)綠色隧道的技術(shù)體系發(fā)展。這些可以給綠色隧道的建設(shè)工作提供參考。
關(guān)鍵詞
綠色隧道；建設(shè)技術(shù)；綠色交通
綠色發(fā)展是國(guó)家戰(zhàn)略的核心內(nèi)容之一，國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展“十三五”發(fā)展規(guī)劃明確提出“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開(kāi)放、共享”五大發(fā)展理念。日前，交通運(yùn)輸部頒布《關(guān)于印發(fā)交通運(yùn)輸節(jié)能環(huán)?！笆濉卑l(fā)展規(guī)劃的通知》《關(guān)于全面深入推進(jìn)綠色交通發(fā)展的意見(jiàn)》《關(guān)于印發(fā)推進(jìn)智慧交通發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃（2017—2020年）的通知》等文件，提出全面推進(jìn)實(shí)施綠色交通發(fā)展重大工程，加快構(gòu)建綠色交通科技創(chuàng)新體系，有效提升交通運(yùn)輸數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化水平。作為綠色交通體系的重要組成部分，隧道是深入推進(jìn)綠色交通發(fā)展的關(guān)鍵，隧道建設(shè)的綠色、節(jié)能、環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展也成為必然選擇。
隨著“綠色公路建設(shè)”“建設(shè)綠色走廊”等理念的逐步推進(jìn)，高速公路隧道工程的綠色建造成為公路工程建設(shè)健康發(fā)展的重要措施之一。綠色隧道的建設(shè)與研究在我國(guó)隧道領(lǐng)域剛剛起步，工程建設(shè)難度大、風(fēng)險(xiǎn)高，完善的節(jié)能環(huán)保技術(shù)體系尚未形成，建設(shè)與運(yùn)營(yíng)中的節(jié)能、環(huán)保、防災(zāi)、養(yǎng)護(hù)等工程實(shí)踐較為缺乏。因此，開(kāi)展綠色隧道節(jié)能環(huán)保建設(shè)目標(biāo)及關(guān)鍵技術(shù)的研究十分必要。
1綠色隧道源起
目前，較為常見(jiàn)的綠色理念包括“綠色建筑”“綠色公路”等，這些理念并非傳統(tǒng)意義上景觀綠化設(shè)計(jì)中的綠化或綠色設(shè)計(jì)，而是以工程質(zhì)量?jī)?yōu)良為前提，從規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工建設(shè)、運(yùn)營(yíng)管理、服務(wù)共享全過(guò)程出發(fā)，建設(shè)一個(gè)統(tǒng)籌協(xié)調(diào)、資源節(jié)約、生態(tài)環(huán)保、節(jié)能高效的系統(tǒng)性的工程?！熬G色建筑”強(qiáng)調(diào)在建筑全壽命周期內(nèi)，最大限度地節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境、減少污染，達(dá)到與自然和諧共生，即實(shí)現(xiàn)建筑的節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材和保護(hù)環(huán)境?！熬G色公路”是將可持續(xù)發(fā)展理念運(yùn)用到公路建設(shè)各個(gè)階段，在公路全壽命周期內(nèi)，最大程度合理保護(hù)環(huán)境、最大限度有效利用資源（節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材）、最快速度恢復(fù)生態(tài)平衡，達(dá)到與自然和諧共生的公路。
隧道施工過(guò)程能耗主要發(fā)生在正洞開(kāi)挖環(huán)節(jié)，其能耗占比90%以上；運(yùn)營(yíng)期隧道照明能耗占運(yùn)營(yíng)期總能耗的比例較大[1]。由此可見(jiàn)，隧道工程的節(jié)能降耗和是公路全線建設(shè)過(guò)程中關(guān)注的重點(diǎn)。將綠色、環(huán)保、節(jié)能的理念引申至隧道建設(shè)的全過(guò)程中，“綠色隧道”的理念也隨之而來(lái)?，F(xiàn)階段，“綠色隧道”的概念尚未有官方的概念定義。黃俊等[2]提出“綠色隧道”是在全壽命周期內(nèi)，有效節(jié)約資源、合理保護(hù)環(huán)境、減少可控污染，為人們提供暢通、高效、便捷、舒適的出行環(huán)境，與自然和城市和諧共生的地下建筑。
2綠色隧道發(fā)展現(xiàn)狀
2.1 國(guó)家相關(guān)政策法規(guī)
近年來(lái)，生態(tài)文明建設(shè)和綠色發(fā)展理念得到高度重視，要推動(dòng)綠色隧道行業(yè)的大力發(fā)展，政策保障是關(guān)鍵所在。綠色隧道建設(shè)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，亦是實(shí)現(xiàn)生態(tài)文明建設(shè)的長(zhǎng)期任務(wù)。營(yíng)造有效的政策環(huán)境和體制機(jī)制，是推進(jìn)隧道發(fā)展綠色化的重要抓手。
為推動(dòng)綠色公路的可持續(xù)發(fā)展，國(guó)家和地方交通主管部門出臺(tái)大量的綠色公路相關(guān)的政策法規(guī)，如表1所示，文件中均提到綠色隧道相關(guān)的節(jié)能設(shè)計(jì)與創(chuàng)新研發(fā)技術(shù)。因此，重視綠色隧道發(fā)展頂層設(shè)計(jì)，推廣綠色隧道節(jié)能設(shè)計(jì)與技術(shù)研發(fā)，建立綠色隧道施工標(biāo)準(zhǔn)化，建設(shè)綠色隧道典型示范工程，能夠有效提升隧道工程綠色發(fā)展水平。
表 1 綠色隧道相關(guān)政策文件
此外，國(guó)家先后發(fā)布了GB/T24716—2009《公路沿線設(shè)施太陽(yáng)能供電系統(tǒng)通用技術(shù)規(guī)范》、JTGB04—2010《公路環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范》、公路聲屏障系列標(biāo)準(zhǔn)、公路服務(wù)區(qū)污水再生利用系列標(biāo)準(zhǔn)等，支持綠色公路與隧道標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)。2016年12月，交通運(yùn)輸部印發(fā)《綠色交通標(biāo)準(zhǔn)體系(2016年)》，提出了多項(xiàng)綠色隧道相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，包括公路用LED照明燈具、公路隧道通風(fēng)能效、公路LED可變信息標(biāo)志能效、公路沿線風(fēng)光互補(bǔ)供電系統(tǒng)、公路工程節(jié)能設(shè)計(jì)規(guī)范等。通過(guò)健全綠色公路行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，規(guī)范綠色公路與隧道建設(shè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
2.2 綠色技術(shù)創(chuàng)新研發(fā)
政策保障是綠色隧道發(fā)展的關(guān)鍵所在，科技創(chuàng)新則是綠色隧道建設(shè)的根本保障和動(dòng)力源泉。隨著綠色隧道理念的不斷深入，綠色環(huán)保技術(shù)的創(chuàng)新研發(fā)也不斷得到推進(jìn)。在綠色隧道規(guī)劃設(shè)計(jì)、建設(shè)施工、運(yùn)營(yíng)養(yǎng)護(hù)等領(lǐng)域大力推進(jìn)新技術(shù)、新材料、新工藝、新能源，如節(jié)能通風(fēng)與采光、供配電系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)、LED節(jié)能燈具、照明智能控制系統(tǒng)、廢舊材料再生循環(huán)利用、綠色能源開(kāi)發(fā)等，有效實(shí)現(xiàn)綠色隧道行業(yè)的科技創(chuàng)新研發(fā)和成果轉(zhuǎn)化。
目前，國(guó)內(nèi)交通行業(yè)公司與單位已展開(kāi)對(duì)綠色隧道的研究工作。江蘇省交通科學(xué)研究院針對(duì)隧道出入口駕駛員視覺(jué)特性研究，提出隧道五段式布燈方法，總結(jié)適用于城市隧道特點(diǎn)的節(jié)能技術(shù)，并編制《城市隧道照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》《城市隧道噪聲控制技術(shù)規(guī)程》等地方標(biāo)準(zhǔn)。
上海隧道工程股份有限公司專注于城市大型地下快速通道建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)研究，包括大斷面盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)快速施工技術(shù)、城市大斷面盾構(gòu)隧道施工優(yōu)化技術(shù)、城市隧道棄土（漿）快速處理綜合技術(shù)等。
四川省對(duì)隧道照明節(jié)能技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行研究，與太陽(yáng)能光伏薄膜遮光棚技術(shù)、輔助材料提高照明環(huán)境技術(shù)、與車隨行智能控制技術(shù)等多種技術(shù)結(jié)合應(yīng)用。重慶市重點(diǎn)開(kāi)展山區(qū)高速公路隧道照明及供配電節(jié)能研究，解決山區(qū)高速公路的電力消耗問(wèn)題。
貴州省交通部門開(kāi)展了山區(qū)高速公路隧道節(jié)能技術(shù)研究，重點(diǎn)解決隧道照明節(jié)能、路面材料再生循環(huán)利用等技術(shù)難點(diǎn)。
齊魯交通發(fā)展集團(tuán)結(jié)合BIM技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，在京滬高速改擴(kuò)建工程中采用BIM技術(shù)建模及模型應(yīng)用及BIM協(xié)同管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)全線工程BIM精細(xì)化施工管理。綠色隧道行業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新研發(fā)和成果轉(zhuǎn)化已初見(jiàn)成效。
3典型案例研究分析
3.1 國(guó)外典型案例
瑞士及北歐國(guó)家的隧道建設(shè)技術(shù)較為成熟，其在公路隧道設(shè)計(jì)時(shí)更加注重線形及橫斷面設(shè)計(jì)、環(huán)境保以及運(yùn)營(yíng)監(jiān)控設(shè)施的布置。值得注意的是，瑞士及北歐國(guó)家的公路隧道絕大多數(shù)都做成曲線形的，避開(kāi)不良地帶。這有利于提高司機(jī)的注意力，減少事故發(fā)生。在隧道開(kāi)挖前需要對(duì)汽車尾氣、隧道廢水、施工棄渣、門洞及其他構(gòu)造與環(huán)境的協(xié)調(diào)進(jìn)行大量的預(yù)測(cè)和評(píng)估，使其對(duì)環(huán)境的影響達(dá)到最小。
此外，瑞士和北歐國(guó)家對(duì)長(zhǎng)大隧道的運(yùn)營(yíng)監(jiān)控設(shè)施的設(shè)計(jì)、安裝和維護(hù)非常重視，均會(huì)設(shè)置完善的標(biāo)志和安全設(shè)施，最大限度地滿足公眾對(duì)行車安全、高效和舒適的需要。國(guó)外綠色隧道相關(guān)工程案例分析如表2所示。
表 2 國(guó)外綠色隧道相關(guān)工程案例分析
3.2 國(guó)內(nèi)典型案例
“十二五”以來(lái)，交通運(yùn)輸部開(kāi)展了一批以綠色循環(huán)低碳公路為代表的節(jié)能減排示范和科技示范項(xiàng)目、綠色循環(huán)低碳主題項(xiàng)目和綠色公路試點(diǎn)。在綠色公路示范工程的創(chuàng)建過(guò)程中，一批較為成熟的生態(tài)環(huán)保技術(shù)在隧道建設(shè)中得到了集中示范，如裝配式技術(shù)、節(jié)能照明技術(shù)、通風(fēng)環(huán)保技術(shù)、隧道棄渣綜合利用技術(shù)、太陽(yáng)能供電技術(shù)、BIM技術(shù)等。這些技術(shù)的推廣與應(yīng)用已經(jīng)取得了較為顯著的生態(tài)環(huán)境效益。國(guó)內(nèi)綠色隧道相關(guān)工程案例分析如表3所示。
表 3 國(guó)內(nèi)綠色隧道相關(guān)工程案例分析
4結(jié) 語(yǔ)
隧道是高速公路能耗最高的構(gòu)成部分，實(shí)現(xiàn)隧道工程的綠色建設(shè)與節(jié)能減排，是實(shí)現(xiàn)綠色公路建設(shè)的重要措施之一。通過(guò)調(diào)研分析可知，目前國(guó)內(nèi)外隧道施工過(guò)程運(yùn)用較為成熟的節(jié)能環(huán)保技術(shù)包括LED節(jié)能照明技術(shù)、照明智能控制系統(tǒng)、隧道通風(fēng)技術(shù)、隧道棄渣綜合利用技術(shù)等。隨著綠色建筑行業(yè)節(jié)能技術(shù)的成熟與推廣，裝配式技術(shù)、太陽(yáng)能供電技術(shù)、BIM技術(shù)等一些新興的綠色建設(shè)技術(shù)開(kāi)始在隧道建設(shè)工程中落地應(yīng)用，有效實(shí)現(xiàn)了綠色隧道在全壽命周期內(nèi)的資源節(jié)約、環(huán)境保護(hù)，保障了綠色隧道設(shè)計(jì)與施工過(guò)程節(jié)能技術(shù)的落地實(shí)施。
參考文獻(xiàn)
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作者簡(jiǎn)介
葉裕民，高級(jí)建筑師，主要研究方向?yàn)榈叵驴臻g規(guī)劃設(shè)計(jì)及綠色建筑?，F(xiàn)供職于武漢市政工程設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司。
