李艷鴿，姜楠，韓征，黃健陵，冉墨文

(1.中南大學(xué) 土木工程學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410075；2.中國(guó)鐵路經(jīng)濟(jì)規(guī)劃研究院有限公司，北京 100038)

21世紀(jì)以來，鐵路線網(wǎng)的迅速擴(kuò)展加快了我國(guó)現(xiàn)代化進(jìn)程節(jié)奏，大幅縮短了區(qū)域時(shí)空距離，帶動(dòng)了沿線區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。根據(jù)國(guó)家“十四五”規(guī)劃綱要中鐵路發(fā)展規(guī)劃以及中國(guó)鐵路2035年發(fā)展重要目標(biāo)，建設(shè)現(xiàn)代化交通體系、疏通偏遠(yuǎn)艱險(xiǎn)地區(qū)的“斷頭路”、強(qiáng)化鐵路工程綠色設(shè)計(jì)、解決西部鐵路“留白”太多等問題已成為現(xiàn)階段交通所關(guān)注的重點(diǎn)。在這一進(jìn)程中，綠色鐵路有助于減少工程對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生的負(fù)效應(yīng)，將有利于提升區(qū)域間的融合性和貫通性，實(shí)現(xiàn)鐵路建設(shè)全壽命周期各階段的綠色環(huán)保[1]，推動(dòng)綜合交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)綠色化進(jìn)程發(fā)展。相較于鐵路工程，綠色設(shè)計(jì)在建筑設(shè)計(jì)、公路交通等其他方面起步較早。王建國(guó)[2]通過挖掘以往城市建設(shè)時(shí)忽視自然生態(tài)的特點(diǎn)和規(guī)律，認(rèn)為需要?jiǎng)?chuàng)造一個(gè)人與自然和諧共存的建筑環(huán)境。隨后，張建國(guó)等[3]在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步明確了綠色建筑在全壽命周期內(nèi)的基本原則和基本框架，將綠色建筑劃分為“目標(biāo)說”和“過程說”2個(gè)層面，指出應(yīng)當(dāng)從不同著眼點(diǎn)動(dòng)靜結(jié)合發(fā)展。高昌等[4]將環(huán)保設(shè)計(jì)融入到總體設(shè)計(jì)和可行性研究階段中，探究了綠色交通設(shè)計(jì)的理念，并強(qiáng)調(diào)要做好公路工程對(duì)自然環(huán)境的影響分析，進(jìn)而在三階段設(shè)計(jì)中就要考慮減少工程對(duì)環(huán)境的影響。王雷[5]則認(rèn)為在綠色交通建設(shè)理念下的規(guī)劃設(shè)計(jì)，需要協(xié)調(diào)利用交通和土地，優(yōu)化交通體系，降低交通壓力。為了緩解中長(zhǎng)距離區(qū)域交通壓力以及帶動(dòng)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展，我國(guó)鐵路的運(yùn)營(yíng)里程不斷創(chuàng)下紀(jì)錄。然而，傳統(tǒng)鐵路工程的建設(shè)多從經(jīng)濟(jì)層面和施工技術(shù)層面進(jìn)行考慮，卻較少?gòu)囊粋€(gè)較為宏觀、廣闊的視角對(duì)鐵路工程整體的可持續(xù)發(fā)展進(jìn)行衡量。山體滑坡的加劇，有害氣體的排放，噪聲水體的污染無不對(duì)生態(tài)環(huán)境造成了巨大的壓力。因此，出于對(duì)施工階段和運(yùn)營(yíng)階段環(huán)境污染破壞的控制，綠色鐵路設(shè)計(jì)勢(shì)在必行。為確保鐵路周邊生態(tài)環(huán)境和既有建筑物的保護(hù)工作在實(shí)施過程中具有良好的規(guī)范性和整體性[6]，發(fā)達(dá)國(guó)家相繼針對(duì)鐵路線路發(fā)布了相應(yīng)的規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)。美國(guó)和日本分別于1965年和1976年頒布了《鐵路綠化規(guī)定》和《鐵路綠化技術(shù)基準(zhǔn)》[7]，隨后歐盟也發(fā)布了這一方面的交通運(yùn)輸白皮書。這些政策和規(guī)程的出臺(tái)，體現(xiàn)出各國(guó)對(duì)鐵路綠色建設(shè)發(fā)展的重視，也更加凸顯了綠色鐵路設(shè)計(jì)是時(shí)代的必然要求。我國(guó)鐵路工程具有大規(guī)模、高頻次的建設(shè)特點(diǎn)，多年鐵路建設(shè)過程中累積的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)為我國(guó)在綠色鐵路設(shè)計(jì)方面的發(fā)展提供了不少寶貴經(jīng)驗(yàn)，也產(chǎn)出了不少代表性成果。例如，熊風(fēng)等[8]以經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步、資源利用以及生態(tài)環(huán)境4個(gè)方面的持續(xù)發(fā)展為基礎(chǔ)，綜合探究了綠色鐵路建設(shè)的協(xié)調(diào)發(fā)展和辯證統(tǒng)一。盛暉等[9]則將綠色建筑設(shè)計(jì)與鐵路相結(jié)合，運(yùn)用于鐵路旅客站建筑，并總結(jié)歸納了鐵路旅客站與公共建筑的主要不同點(diǎn)和特性，為規(guī)范鐵路旅客站的綠色設(shè)計(jì)、施工全過程提供了很好的參考。孫永福等[10]提出綠色鐵路工程要以優(yōu)化規(guī)劃設(shè)計(jì)、全面升級(jí)轉(zhuǎn)型為出發(fā)點(diǎn)，全面深化鐵路工程建設(shè)，提升人民生活質(zhì)量。總體而言，綠色設(shè)計(jì)理念在已有研究中較多見于建筑和公路交通等方面，對(duì)于鐵路工程而言，除了旅客站之外，涉及較少。同時(shí)，存在綠色鐵路設(shè)計(jì)概念不統(tǒng)一，且易與綠色施工和綠色運(yùn)營(yíng)混淆的問題。除此之外，諸如在我國(guó)西部生態(tài)敏感、極端環(huán)境等復(fù)雜特殊情況的鐵路線路，也必須根據(jù)其獨(dú)特現(xiàn)狀，從綠色設(shè)計(jì)角度進(jìn)行考慮。因此，針對(duì)這些問題，本文開展鐵路工程綠色設(shè)計(jì)概念及內(nèi)涵研究工作，探究鐵路工程綠色設(shè)計(jì)存在的挑戰(zhàn)及其解決思路，以期為今后生態(tài)環(huán)境保護(hù)要求較高的鐵路工程綠色設(shè)計(jì)提供參考。

1 綠色鐵路設(shè)計(jì)的基本概念

由于鐵路工程綠色設(shè)計(jì)理念界定不夠清晰，在實(shí)際工作開展中易產(chǎn)生混淆，導(dǎo)致無法清晰區(qū)分全壽命周期各階段的任務(wù)，影響后續(xù)工作進(jìn)程。針對(duì)此問題，在此章節(jié)中對(duì)其內(nèi)容劃分和理念界定進(jìn)行探討。

1.1 綠色與綠色設(shè)計(jì)

“綠色”是一種思想觀念和理念，是工程與環(huán)境和諧統(tǒng)一、發(fā)展與環(huán)境和諧統(tǒng)一的環(huán)保理念，是工程實(shí)施的環(huán)保目標(biāo)。為了達(dá)到綠色的環(huán)保目標(biāo)，必須通過綠色設(shè)計(jì)的手段來實(shí)現(xiàn)，即在工程的規(guī)劃設(shè)計(jì)階段，就必須圍繞綠色目標(biāo)，從工程全壽命周期的角度來設(shè)計(jì)新技術(shù)、新材料和新工藝。因此，綠色設(shè)計(jì)是綠色的手段，而綠色既是綠色設(shè)計(jì)的目標(biāo)，也是其核心理念。

1.2 綠色設(shè)計(jì)與鐵路工程的綠色設(shè)計(jì)

綠色設(shè)計(jì)涵蓋的專業(yè)方向面廣，包含了綠色建筑設(shè)計(jì)、綠色城市設(shè)計(jì)、綠色鐵路及公路設(shè)計(jì)等。在城鎮(zhèn)化進(jìn)程的發(fā)展下，以及城市高密集人口模式的特征分布下，綠色建筑設(shè)計(jì)和綠色城市設(shè)計(jì)得到了極快的發(fā)展。大規(guī)模、短周期的城市高速建設(shè)發(fā)展特點(diǎn)，能夠迅速降低污染能耗、提升綠色回報(bào)[3]。從已有研究可以看出，綠色建筑大多從節(jié)能和節(jié)材2個(gè)方面入手，一般側(cè)重于建筑能源功耗控制和環(huán)保材料的應(yīng)用，偏于綠色設(shè)計(jì)的微觀技術(shù)層面。綠色城市設(shè)計(jì)則是站在一個(gè)更廣闊的視角，在保證物質(zhì)環(huán)境層面的基礎(chǔ)上，追求人類活動(dòng)與自然生態(tài)的高度協(xié)調(diào)，研究城市理念、功能、結(jié)構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)和人之間的關(guān)系，偏于綠色設(shè)計(jì)的宏觀規(guī)劃層面。

不同于建筑和城市，鐵路工程存在施工周期長(zhǎng)、作業(yè)面廣泛、線路輻射范圍狹長(zhǎng)和沿線發(fā)展集中度低等情況。針對(duì)其特殊性，鐵路工程的綠色設(shè)計(jì)需要從宏觀規(guī)劃及微觀技術(shù)2個(gè)尺度進(jìn)行思考。其一，鐵路工程是線狀工程，工程地域跨度大，在宏觀層面的規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)就必須考慮到生態(tài)環(huán)保和節(jié)能減排。若在運(yùn)維期邊施工邊轉(zhuǎn)型，將會(huì)極大地增加成本預(yù)算并且成效有限。因此，應(yīng)當(dāng)在設(shè)計(jì)階段就注入“綠色思維”，縮減對(duì)沿線區(qū)域生態(tài)環(huán)境的負(fù)面影響。此外，相比城市規(guī)劃，鐵路工程有其獨(dú)特性，施工便道、取土場(chǎng)、棄渣場(chǎng)等大臨工程的規(guī)劃設(shè)計(jì)是鐵路建設(shè)中必不可少的。青藏鐵路在設(shè)計(jì)文件中就對(duì)大臨工程進(jìn)行了明確規(guī)定，體現(xiàn)了工程與環(huán)境和諧統(tǒng)一、發(fā)展與環(huán)境和諧統(tǒng)一的環(huán)保理念[11]。其二，鐵路工程由混凝土工程、砌筑工程、四電工程等工程形式構(gòu)成，這些具體工程在設(shè)計(jì)施工中也需要從微觀技術(shù)層面考慮“四節(jié)一環(huán)?！钡睦砟?。例如，王洪宇[12]就微觀技術(shù)層面對(duì)京張鐵路工程綠色設(shè)計(jì)進(jìn)行了界定和說明。

綜上所述，鐵路工程綠色設(shè)計(jì)的范疇包括了鐵路建設(shè)中的生態(tài)環(huán)境保護(hù)、水土保持、地質(zhì)災(zāi)害防治以及鐵路運(yùn)營(yíng)維護(hù)中的污染控制，目標(biāo)是使鐵路占地少、能耗低、污染小、成本低、運(yùn)量大、全天候運(yùn)行的優(yōu)勢(shì)得到充分發(fā)揮，能夠有效降低單位運(yùn)量對(duì)土地、能源等資源的占用或消耗。從微觀層面上來講，綠色鐵路設(shè)計(jì)需要提高單位工程的土地利用率，并且將對(duì)水土流失帶來的損害限制在可修復(fù)或可控范圍內(nèi)，保證建設(shè)全壽命周期的綠色環(huán)保。同時(shí)，在宏觀層面，綠色鐵路設(shè)計(jì)作為鐵路可持續(xù)發(fā)展的體現(xiàn)，要從生態(tài)環(huán)保、節(jié)能減排的角度出發(fā)，響應(yīng)鐵路規(guī)劃發(fā)展的思路進(jìn)行選線。因此，必須要從宏觀規(guī)劃層面和微觀技術(shù)層面對(duì)鐵路綠色設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，如圖1所示。

圖1 綠色鐵路設(shè)計(jì)特點(diǎn)Fig.1 Design features of Green Railway

2 綠色鐵路設(shè)計(jì)的內(nèi)涵

綠色鐵路并不僅簡(jiǎn)單指代線路周邊植被綠化及防止水土流失等，更需要從節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水角度出發(fā)，減少水源污染、聲光污染，強(qiáng)化災(zāi)害防治、信息化管理。而綠色設(shè)計(jì)，作為綠色鐵路各層次中最關(guān)鍵的一環(huán)，統(tǒng)籌建設(shè)全壽命周期全過程，對(duì)于規(guī)劃和協(xié)調(diào)綠色施工、綠色運(yùn)營(yíng)起著決定性作用。不僅如此，對(duì)于綠色設(shè)計(jì)的效果評(píng)價(jià)，需要將技術(shù)指標(biāo)和評(píng)價(jià)體系相結(jié)合對(duì)其進(jìn)行評(píng)定。同時(shí)，綠色設(shè)計(jì)的思想框架也是對(duì)綠色技術(shù)和綠色評(píng)價(jià)的有力支撐。

2.1 綠色設(shè)計(jì)與綠色施工和綠色運(yùn)營(yíng)的關(guān)聯(lián)關(guān)系

從目前的研究來看，與綠色設(shè)計(jì)有關(guān)的概念主要有綠色施工和綠色運(yùn)營(yíng)等。這些理念既有其關(guān)聯(lián)性，又在內(nèi)涵上存在區(qū)別，需要進(jìn)行清晰界定。

綜合而言，綠色設(shè)計(jì)主要強(qiáng)調(diào)整體設(shè)計(jì)的思想，強(qiáng)調(diào)工程的全壽命周期設(shè)計(jì)方法，采用單獨(dú)的某一項(xiàng)技術(shù)不能稱之為實(shí)施了綠色設(shè)計(jì)。因此，綠色設(shè)計(jì)的重點(diǎn)在于工程的全壽命周期的整體設(shè)計(jì)。對(duì)于綠色施工，主要是指利用先進(jìn)的施工管理技術(shù)對(duì)施工進(jìn)度與施工質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格控制，以減少在施工過程中存在的資源浪費(fèi)問題，即從施工技術(shù)和施工管理2個(gè)層面實(shí)現(xiàn)“四節(jié)一環(huán)?！钡哪繕?biāo)。例如，住建部發(fā)布的《綠色施工導(dǎo)則》定義綠色施工為工程建設(shè)中，在保證質(zhì)量、安全等基本要求的前提下，通過科學(xué)管理和技術(shù)進(jìn)步，最大限度地節(jié)約資源與減少對(duì)環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面影響的施工活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)“四節(jié)一環(huán)?！?。而對(duì)于綠色運(yùn)營(yíng)，其核心主要是以環(huán)境價(jià)值為尺度，運(yùn)用各種綠色技術(shù)，在確保鐵路運(yùn)輸安全、快捷、高效的前提下，不斷減少鐵路及配套設(shè)施對(duì)生態(tài)環(huán)境的負(fù)面影響，使鐵路具有良好的經(jīng)濟(jì)性和可持續(xù)發(fā)展能力。

綜上，綠色設(shè)計(jì)主要是圍繞工程全壽命周期，從整體規(guī)劃和環(huán)保節(jié)能技術(shù)2個(gè)層面開展，每個(gè)階段都有其個(gè)性的綠色內(nèi)涵和綠色設(shè)計(jì)內(nèi)容。而綠色施工和綠色運(yùn)營(yíng)主要是圍繞工程某一階段使用能實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排和降低環(huán)境影響的具體技術(shù)。

2.2 綠色設(shè)計(jì)與綠色技術(shù)和綠色評(píng)價(jià)之間的邏輯

綠色設(shè)計(jì)、綠色技術(shù)和綠色評(píng)價(jià)存在共通性，也存在差異性。其中，綠色設(shè)計(jì)涵蓋了綠色技術(shù)，而綠色評(píng)價(jià)主要指對(duì)綠色設(shè)計(jì)的實(shí)施效果及理念的評(píng)定。綠色評(píng)價(jià)不僅涉及節(jié)地、節(jié)能、節(jié)水和節(jié)材等綠色技術(shù)指標(biāo)，還應(yīng)該考慮綠色設(shè)計(jì)所包含的工程全壽命周期中施工管理和線路運(yùn)營(yíng)方面的綠色評(píng)估。因此，綠色評(píng)價(jià)的指標(biāo)體系構(gòu)建，應(yīng)當(dāng)遵循以綠色設(shè)計(jì)為目標(biāo)，按照環(huán)境對(duì)象、工程對(duì)象、生態(tài)對(duì)象的不同，采用整體性思維來對(duì)指標(biāo)體系進(jìn)行層次分析和分類，其中，節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水的綠色技術(shù)是指標(biāo)體系的一個(gè)重要類別。綠色評(píng)價(jià)在以綠色設(shè)計(jì)為整體思想、綠色技術(shù)為細(xì)分手段的框架內(nèi)，對(duì)成本經(jīng)濟(jì)、生態(tài)環(huán)保、綠色節(jié)能和社會(huì)資源等方面進(jìn)行獨(dú)立評(píng)價(jià)，再解析綜合權(quán)重因子協(xié)同作用下的主導(dǎo)因子。

綜上，綠色鐵路設(shè)計(jì)的目標(biāo)在于實(shí)現(xiàn)鐵路生態(tài)環(huán)保和節(jié)能減排，其內(nèi)涵在于工程全壽命周期的整體設(shè)計(jì)，其實(shí)現(xiàn)手段的關(guān)鍵在于新技術(shù)、新工藝、新材料、新設(shè)備等綠色技術(shù)的應(yīng)用，且需要在工程全壽命周期中不斷通過綠色評(píng)價(jià)進(jìn)行調(diào)整。因此，綠色鐵路設(shè)計(jì)可以定義為在鐵路設(shè)計(jì)、建設(shè)及運(yùn)營(yíng)的工程全壽命周期內(nèi)，考慮鐵路工程的環(huán)境屬性并將其作為設(shè)計(jì)目標(biāo)，從宏觀規(guī)劃和微觀技術(shù)2個(gè)層面，采用新技術(shù)、新工藝、新材料、新設(shè)備等實(shí)施手段貫徹“四節(jié)一環(huán)保”理念，并結(jié)合綠色評(píng)價(jià)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，全面提升鐵路工程生態(tài)環(huán)保、節(jié)能減排能力。

3 某西部鐵路工程綠色設(shè)計(jì)的應(yīng)用與挑戰(zhàn)

進(jìn)藏鐵路是我國(guó)關(guān)乎西藏地區(qū)發(fā)展百年大計(jì)的世紀(jì)工程，對(duì)于沿線地區(qū)政治、經(jīng)濟(jì)等方面的發(fā)展具有重大意義[13]。線路沿線地殼板塊活動(dòng)頻繁，高山深谷地貌分布密集，現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況復(fù)雜，工程施工條件惡劣，自然生態(tài)敏感脆弱[14?16]。種種特殊地域性因素都表明該鐵路的設(shè)計(jì)、建設(shè)與運(yùn)維必定有別于普通鐵路工程，必須要深度契合工程的獨(dú)特現(xiàn)狀去開展研究，秉承“四節(jié)一環(huán)?！钡睦砟钸M(jìn)行綠色設(shè)計(jì)，通過“新技術(shù)、新工藝、新材料、新設(shè)備”等手段實(shí)現(xiàn)鐵路工程建設(shè)(如圖2所示)。

圖2 某鐵路綠色設(shè)計(jì)關(guān)鍵問題的解決路線Fig.2 Key problems and their solutions regarding Green design for the chosen Railway for example

3.1 考慮生態(tài)環(huán)境影響的綠色設(shè)計(jì)

由于鐵路穿越地區(qū)生態(tài)環(huán)保重點(diǎn)多，環(huán)境敏感區(qū)分布密集，環(huán)境保護(hù)要求極為嚴(yán)格。國(guó)家級(jí)保護(hù)區(qū)密集，瀕臨滅絕動(dòng)植物分布零散、種類繁多，生存環(huán)境艱險(xiǎn)，保護(hù)壓力巨大。面對(duì)這種嚴(yán)峻的狀況，鐵路在選線時(shí)就需要開展生態(tài)環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)工作。同時(shí)，采用新型環(huán)保設(shè)計(jì)，能夠保證在施工期最大程度地遏制和預(yù)防噪聲、振動(dòng)、大氣、固體廢棄物等在高原難以解決的問題，并在運(yùn)營(yíng)期盡可能地達(dá)成系統(tǒng)防治，使得鐵路沿線免于遭受生態(tài)破壞，更快地將有著生態(tài)惡化趨勢(shì)的區(qū)域恢復(fù)到原有生態(tài)狀況。

3.2 考慮經(jīng)濟(jì)成本的綠色設(shè)計(jì)

受復(fù)雜地質(zhì)條件影響，該鐵路線路上需要橫穿眾多南北走向的山脈峽谷[17]，一些區(qū)段施工難度極大，且極易受到滑坡、泥石流等災(zāi)害沖擊，水土保持任務(wù)嚴(yán)峻，也給沿線制梁場(chǎng)、混凝土拌合站、取棄土場(chǎng)等大臨工程的選址帶來極大的不便。此外，夏季的高溫照射，使得原本堅(jiān)固的季節(jié)性凍土出現(xiàn)融凍現(xiàn)象，誘發(fā)破壞力更強(qiáng)的冰雪融水泥石流以及不均勻沉降，為該鐵路的建設(shè)帶來不小的挑戰(zhàn)。因此，大臨工程與線路主體結(jié)構(gòu)一并規(guī)劃，既能考慮沿線自然條件差異性帶來的不便，系統(tǒng)地進(jìn)行綠色通道開發(fā)設(shè)計(jì)，又能站在更加全面、專業(yè)的角度解決成本過高的問題。通過對(duì)大臨工程進(jìn)行技術(shù)層面的節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)，能夠減少對(duì)能源和資源的額外損耗，壓縮單位運(yùn)量下的經(jīng)濟(jì)成本，從單邊粗放型經(jīng)濟(jì)模式調(diào)整至綠色精細(xì)型經(jīng)濟(jì)模式。

3.3 考慮施工環(huán)保健康的綠色設(shè)計(jì)

該鐵路橋隧占比高，長(zhǎng)大深埋隧道多，這些隧道工程的施工作業(yè)不僅易受涌水突泥等施工安全事故影響[18]，同時(shí)還面臨著隧道出渣量大、運(yùn)輸效率低的問題。隧道施工的出渣運(yùn)輸一直是掣肘工程進(jìn)度的一大難題，如何在污染最小化的情況下完成隧道出渣的合理高效運(yùn)輸就顯得尤為重要。對(duì)此，需要結(jié)合隧道現(xiàn)場(chǎng)情況提前分析并設(shè)計(jì)無軌運(yùn)輸線，借助排隊(duì)論的方法，綠色精準(zhǔn)地確定土石方裝載機(jī)和自卸車的合理比例，在保證高效運(yùn)轉(zhuǎn)的同時(shí)減少設(shè)備能源的損耗。同時(shí)，圍繞“新設(shè)備、新技術(shù)”的發(fā)展方向，借助機(jī)械電動(dòng)化技術(shù)，采用純電動(dòng)裝載機(jī)和自卸車[19]，實(shí)現(xiàn)零排放、無污染，降低使用成本，緩解由于隧道通風(fēng)問題所引發(fā)的工作人員健康安全問題。

3.4 考慮水文環(huán)境保護(hù)的綠色設(shè)計(jì)

線路施工開挖會(huì)破壞地下水流場(chǎng)的平衡、施工作業(yè)產(chǎn)生的廢水會(huì)導(dǎo)致地表生態(tài)污染，以及施工過程中用水取水條件苛刻等一系列問題，都可能加劇該鐵路在施工階段對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響，而預(yù)先依照綠色理念進(jìn)行設(shè)計(jì)則能夠最大程度化解工程建設(shè)與環(huán)境保護(hù)的矛盾，保證人類活動(dòng)和生態(tài)環(huán)境的和諧統(tǒng)一。

隧道工程的建設(shè)必定會(huì)影響地下水環(huán)境平衡，破壞含水層結(jié)構(gòu)和圍巖力學(xué)的平衡[20]，地下水沿著圍巖縫隙流向其他水流，導(dǎo)致地下水位降低，使原有湖泊面積減少，水域支流收縮，對(duì)動(dòng)植物的水資源獲取帶來不少困擾，生態(tài)環(huán)境愈發(fā)脆弱。施工用水中的有害離子含量應(yīng)控制在國(guó)家相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，然而由于線路開挖所引發(fā)的水質(zhì)異常變化，將引發(fā)一系列生態(tài)環(huán)境問題。同時(shí)，施工后產(chǎn)生的污水廢水，將對(duì)生態(tài)環(huán)境造成二次傷害。因此，面對(duì)諸如此類的水源破壞和污染問題，針對(duì)高地?zé)?、高礦物等特殊水文災(zāi)害情況，對(duì)高原非傳統(tǒng)水源使用問題進(jìn)行設(shè)計(jì)研究顯得尤為重要。在設(shè)計(jì)階段提出革新水體處理的新工藝方案，采用生態(tài)水處理技術(shù)保護(hù)水體水質(zhì)，解決該鐵路在施工期內(nèi)水體高礦雜質(zhì)多、高海拔處理施工用水難的問題。通過揭示隧道內(nèi)水文地質(zhì)活動(dòng)規(guī)律，提前對(duì)災(zāi)害情況作出應(yīng)對(duì)，修建綠色通道，降低對(duì)生態(tài)敏感區(qū)域的傷害。

綜上，進(jìn)藏鐵路意義重大，線路沿線劇烈的內(nèi)部構(gòu)造活動(dòng)、較大的地形起伏、復(fù)雜的現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況[21?22]、極敏感脆弱的自然生態(tài)環(huán)境等地域性不利因素都為該鐵路綠色設(shè)計(jì)帶來了更大的挑戰(zhàn)。因此，必須進(jìn)一步明確綠色鐵路設(shè)計(jì)的內(nèi)涵與核心，并切實(shí)圍繞這一理念，從生態(tài)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)成本、施工環(huán)保健康和水文環(huán)境保護(hù)4個(gè)維度進(jìn)行細(xì)化，為對(duì)生態(tài)環(huán)境保護(hù)有著高標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)要求的新建鐵路綠色設(shè)計(jì)提供參考。

4 結(jié)論

1) 從全壽命周期的角度出發(fā)，從宏觀規(guī)劃層面和微觀技術(shù)2個(gè)層面進(jìn)行分析，梳理了目前對(duì)于綠色設(shè)計(jì)的主要研究，界定了綠色鐵路設(shè)計(jì)的內(nèi)涵和范疇，明確了其與綠色施工和綠色運(yùn)營(yíng)的關(guān)系，梳理了其與綠色技術(shù)和綠色評(píng)價(jià)的邏輯。

2) 根據(jù)綠色設(shè)計(jì)理念的界定，以某西部鐵路工程為例進(jìn)行應(yīng)用探討，總結(jié)分析該線路頻繁的地殼活動(dòng)、復(fù)雜的現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況、惡劣工程施工條件和極敏感脆弱的自然生態(tài)環(huán)境等地域性不利因素。

3) 針對(duì)某西部鐵路綠色設(shè)計(jì)階段可能面臨的挑戰(zhàn)，從生態(tài)環(huán)境影響、經(jīng)濟(jì)成本、施工環(huán)保健康和水文環(huán)境保護(hù)4個(gè)維度，對(duì)鐵路工程綠色設(shè)計(jì)的主要實(shí)施方式和技術(shù)手段進(jìn)行探討，為今后生態(tài)環(huán)境保護(hù)要求較高的在建鐵路工程綠色設(shè)計(jì)提供參考。