摘要 為充分發(fā)揮綠色環(huán)保技術優(yōu)勢，提高公路工程施工的綠色環(huán)保效應。該文以山西某高速公路工程為例，遵循自然優(yōu)先、整體優(yōu)化、服務地方、示范引領的原則，提出具體的綠色環(huán)保施工技術要點。該項目在經(jīng)濟效益、社會效益以及環(huán)保效益等方面均獲得良好的成效。研究成果以期為相關從業(yè)人員提供借鑒與參考，全面提高公路工程施工的綜合效益。

關鍵詞 高速公路工程；綠色環(huán)保技術；生態(tài)修復；可再生資源

中圖分類號 U415.6 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2024）14-0164-03

0 引言

高速公路作為交通基礎設施的核心，既為經(jīng)濟社會發(fā)展提供便利條件，同時傳統(tǒng)的施工作業(yè)也對自然環(huán)境造成一定影響，伴隨著大量的資源消耗、土地破壞、噪音污染等負面效應?；诖?，結合具體工程實例，在高速公路工程施工建設中探索和運用綠色環(huán)保技術，有效減少對自然環(huán)境的損害，降低資源消耗，改善施工過程中的生態(tài)環(huán)境質量，為可持續(xù)發(fā)展的交通基礎設施建設提供理論指導和實踐支持具有重要意義。

1 山西某高速公路工程概況

山西某高速公路全線長度105.639 km，設計行駛速度80 km/h，為雙向四車道設計，整體式路基寬度24.5 m，概算總造價127.17億元，公路橋涵設計荷載為公路-I級。

山西某高速建設規(guī)模大，路線里程長，征占用土地數(shù)量較多，其建設與運營將不可避免對沿線區(qū)域的社會生態(tài)環(huán)境、聲環(huán)境、水環(huán)境以及空氣質量環(huán)境等方面產(chǎn)生負面影響，并形成新的污染源和水土流失來源。同時，該高速公路項目位于呂梁山生態(tài)脆弱區(qū)，是黃河中游重要的生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)，是山西省重要的生態(tài)屏障區(qū)，生態(tài)區(qū)位十分重要，但該區(qū)域生態(tài)環(huán)境敏感脆弱，生態(tài)修復難度較大。為促進呂梁山區(qū)生態(tài)保護與修復，推進高質量發(fā)展，該工程深入貫徹新時期綠色公路建設理念，從源頭著手，最低程度破壞環(huán)境，最大限度生態(tài)修復，同時根據(jù)當?shù)刭Y源特色，整合旅游資源，著力打造全省綠色公路典型示范工程。

2 山西某高速公路工程綠色施工遵循原則

2.1 自然優(yōu)先原則

該高速公路沿線范圍內(nèi)具有良好的生態(tài)環(huán)境條件，在施工時最大限度保護公路沿線的原地形地貌，恢復沿線生態(tài)環(huán)境，減少對生態(tài)、水環(huán)境、聲環(huán)境的不利影響，使公路施工和自然深入融合[1]。

2.2 整體優(yōu)化原則

該高速公路施工力求做到整體優(yōu)化，在設計、施工、運營、養(yǎng)護各個環(huán)節(jié)充分考慮全生命周期，使施工技術方案更具有整體性。

2.3 示范引領原則

山西某高速公路在施工時為契合于綠色施工理念，積極運用新材料、新工藝、新技術、新設備。以示范引領作用，為黃河流域沿線各省的建設樹立綠色公路建設標桿。

3 山西某高速公路工程綠色施工技術要點

3.1 確定公路生態(tài)線路，集約用地資源

山西某高速公路項目位于黃土高原呂梁山區(qū)生態(tài)脆弱區(qū)，路線從蔡家川森林公園的東邊界外經(jīng)過，并途經(jīng)多處自然、歷史人文景點。沿線地貌分為黃土殘塬區(qū)、梁峁狀黃土丘陵、山間河谷區(qū)，植被生長密度低。此外，沿線聲環(huán)境和環(huán)境空氣敏感點較多。因此，在生態(tài)線路施工布局時，堅持生態(tài)選線理念，力求減少對自然及生態(tài)系統(tǒng)的破壞，實現(xiàn)集約用地資源。具體技術要點如下：（1）所確定的生態(tài)線路避讓縣城區(qū)集中飲用水水源地均莊水源井保護區(qū)、縣級文物保護單位下文物遺址、國家級文物保護單位千佛洞、森林公園等區(qū)域。（2）路線走向盡量與河流走向吻合，不強拉直線、不硬性切割地形，不刻意追求高指標，減少高填深挖，降低邊坡高度，降低建設能耗[2]。通過上述技術措施，保護和節(jié)約沿線珍貴的生態(tài)環(huán)境及人文環(huán)境資源，具有良好的經(jīng)濟和環(huán)境效益。

3.2 合理選擇棄渣場位置，充分利用土地資源

為實現(xiàn)土地資源的充分利用，在棄渣場選址時充分運用綠色施工技術要點。該項目設計總棄方量為3500萬立方米，沿線范圍內(nèi)共規(guī)劃布局88個棄渣場。為充分保護土地資源，該項目對剝離的表土、洞渣等充分利用，嚴格遵循少用土地、林地的原則確定棄渣場位置，盡量規(guī)避對生態(tài)環(huán)境保護區(qū)以及景觀保護地的影響。

該高速公路某隧道出口原計劃設置在自然保護區(qū)的范圍內(nèi)，考慮綠色施工技術要求，決定取消原棄渣場。在自然保護區(qū)范圍外確定隧道出口的棄渣場，以減少對自然環(huán)境的影響。同時該棄渣場用地為永久使用，在項目竣工后，為實現(xiàn)土地資源的充分利用，用于隧道應急救援中心的修建。

3.3 臨時設置永臨結合，推進節(jié)能降耗

“永臨結合”的實踐，體現(xiàn)科學規(guī)劃和可持續(xù)發(fā)展理念的結合，最大限度利用既有資源和降低新建設施的需求，實現(xiàn)工程建設的經(jīng)濟性、高效性和環(huán)保性的統(tǒng)一。

（1）在駐地建設方面。山西某高速施工不同于傳統(tǒng)臨時占地方式，購買彩鋼板、混凝土等建筑材料新建項目部。在項目撤場時也將產(chǎn)生較多的建筑垃圾，降低資源利用效率。該項目在施工駐地時采取“以租代建”的方式[3]。在公路沿線范圍內(nèi)符合租賃條件的房屋以租賃方式利用，若不具備租賃條件，則采用新建方式?；谏鲜黾夹g措施，該項目節(jié)約土地占用46 200㎡，具有良好的生態(tài)效益。

（2）在廠站建設方面。山西某高速施工遵循“三集中”原則，即在全線推行拌和站、預制廠、鋼筋加工廠“三集中”建設，充分發(fā)揮集中管理的優(yōu)勢。在廠區(qū)引入智能化加工設備，實現(xiàn)混凝土拌和、構件預制、鋼筋加工的集約化、標準化、自動化生產(chǎn)，從源頭確?；炷两Y構、預制件和鋼筋加工質量，有效解決以往項目中廠站分散、標準不一、產(chǎn)能低下等問題。如圖1所示為山西某高速公路鋼筋智慧加工廠，在沿線范圍內(nèi)共有55個拌和廠，48個鋼筋加工廠，15個預制梁場，與常規(guī)施工相比節(jié)約土地資源占用約46萬平方米。

（3）在預制廠建設方面。山西某高速為山區(qū)高速公路，項目沿線平整寬闊地段少，且多為農(nóng)田。為了最大限度減少梁板預制廠和運梁通道對環(huán)境的破壞以及占用農(nóng)田的情況，采取以下措施節(jié)約線外征地：①優(yōu)化線路設計，通過地形勘測和地質調查，選擇經(jīng)過地形相對平緩或者不利用耕地的區(qū)域進行線路布置，減少對農(nóng)田的影響。②運梁通道優(yōu)化設計，使用可再生材料、減少廢棄物的產(chǎn)生、降低能源消耗等措施改進梁板預制廠技術，將運梁通道建設在征地紅線外，提高梁板制造的環(huán)境友好性。③山西某高速施工探索將預制梁廠硬化層再利用作為路面結構層使用，節(jié)約額外征地、加快工期進度，降低施工成本、促進生態(tài)和諧。

3.4 CFB灰渣路基填筑，提高資源配置效率

為實現(xiàn)綠色施工，山西某高速公路創(chuàng)新性運用CFB灰渣路基填筑，全線推廣CFB灰渣在施工中的應用。該項目累積使用12萬噸CFB灰渣，用于低標號混凝土預制塊的制作、臺背回填以及路基填筑等施工工序，具體施工技術要點如下。

3.4.1 施工準備

為確保公路結構的穩(wěn)定性、平整度和排水條件，以提高使用壽命和質量，實現(xiàn)CFB粉煤灰粗渣的充分利用，落實如表1的施工準備工作[4]。

3.4.2 攤鋪施工

（1）在攤鋪作業(yè)前，確定具體施工技術參數(shù)，該工程沿線范圍內(nèi)虛鋪系數(shù)為1.20，虛鋪厚度為40.20 cm，壓實厚度為33.50 cm。（2）在具體施工時，先對水平寬度為2 m的包邊土進行攤鋪，再以滾攤法對CFB粉煤灰粗渣進行攤鋪。嚴格控制車輛的行進方向和速度，禁止車輛調頭和急剎。（3）該項目將CFB灰渣路基劃分為多個工段，各回填工段的搭接長度為150 mm，并嚴格控制搭接位置的壓實度。（4）完成CFB粉煤灰攤鋪整平后，達到最佳含水量的1.05～1.10倍后，有序指導壓實施工。

3.4.3 壓實與驗收

如圖2所示為山西某高速公路CFB灰渣碾壓作業(yè)現(xiàn)場。完成CFB粉煤灰粗渣攤鋪后，及時跟進碾壓施工作業(yè)，確保當天完成攤鋪的混合料當日完成碾壓，減少環(huán)境因素對施工材料的影響。先利用20 t壓路機穩(wěn)壓2遍，再利用振動壓路機完成2遍的靜態(tài)碾壓。完成碾壓作業(yè)后，基于如表2所示的CFB灰渣碾壓壓實度要求，檢查壓實度指標，達到要求后進行上部填筑。

3.5 高速+光伏，高效利用可再生資源

山西某高速沿線范圍處于黃土高原，具有地勢高，太陽能資源豐富，年日照時間長，可開發(fā)利用潛力大的特點。在綠色環(huán)保施工背景下，該工程將光伏融入施工中，做到“高速+光伏”，使公路段的用能模式發(fā)生轉變，具有良好的減碳、降碳效果[5]。

為打造“高速+光伏”施工項目，該工程沿線范圍內(nèi)建設22座分布式光伏電站，總裝機容量8.3 MW，其中屋面光伏0.93 MW、地面光伏4 MW、光伏車棚2.95 MW、邊坡光伏0.4 MW。電站投入使用后，計劃為運營期節(jié)約綠化費用支出176.93萬元，每年可提供清潔能源960.39萬kWh，減少電費支出51.86萬元/年。

山西某高速公路光伏技術的應用主要包括以下幾點：（1）屋頂光伏。在高速公路沿線收費站、服務區(qū)、隧管站內(nèi)的建筑物屋頂綜合運用水平屋頂固定式光伏支架。根據(jù)項目現(xiàn)場實際情況對支架形式進行選擇。該高速公路采取單坡式全鋪方案完成建設屋頂分布式光伏電站，棚頂光伏組件為450 W單晶硅，基礎結構為壓塊式水泥，以單坡固定傾角形式安裝光伏組件。光伏組件經(jīng)過4 mm2直流銅芯電纜串流后匯入光伏逆變器，隨后接入光伏并網(wǎng)柜，與國家電力系統(tǒng)相接，為站區(qū)提供清潔能源。（2）地面光伏。該高速公路隧道中央隔離帶、互通等閑置空地位置設置地面固定式光伏支架，支架體系為Q235B高強度鍍鋅鋼，光伏組件為540 W高效單晶硅，實現(xiàn)以清潔能源供能，為高速公路隧道提供能源供應。（3）光伏車棚。在高速公路沿線收費站、服務區(qū)位置應用光伏車棚，以實現(xiàn)太陽能向電能轉換，為站區(qū)提供清潔能源。

3.6 公路邊坡生態(tài)修復，減少對自然生態(tài)的影響

為契合于綠色環(huán)保施工理念，該工程堅持“全線見綠”理念，打造“一坡一景”的景觀風貌，在沿線范圍內(nèi)各級邊坡原設計的圬工防護，調整為綠色植草防護，有效提升生態(tài)保護。

如圖3所示為邊坡綠化生態(tài)防護。在邊坡工程防護和植物防護生態(tài)修復方面，堅持“全線見綠”，全線路塹邊坡均實現(xiàn)生態(tài)綠化。將原設計中的全護面墻優(yōu)化調整為“工程防護+植物防護”相結合的方式，應用六棱塊+植草、拱形骨架+植草、框格梁生態(tài)防護填充植生袋等工程與生態(tài)防護相結合的技術。對于植被覆蓋難度較大的路段，采取六棱塊+礫石、拱形骨架+礫石覆蓋防護，以減少水土流失，確保邊坡結構穩(wěn)定，為后續(xù)邊坡綠植創(chuàng)造良好條件[6]。

在沿線路塹邊坡中，36 483.315 ㎡實施護腳墻+三聯(lián)邊坡生態(tài)修復；41 743.52㎡實施三聯(lián)邊坡生態(tài)修復。利用物理防護—錨桿加鍍鋅機編金屬網(wǎng)、抗蝕防護—專用纖維和黏結材料合理配比、植被生態(tài)修復防護三重措施聯(lián)合構成邊坡修復。通過上述技術措施的應用，大幅度提升山西某高速公路綠化工程的綠化效果和質量，減少公路帶來的環(huán)境負面影響，尤其提高公路整體的綠化覆蓋率，使本土綠化物種多樣性和群落結構更加豐富，對區(qū)域生態(tài)也更為安全有利。

在公路隧道出入口位置，為避免“黑洞效應”出現(xiàn)，在洞口位置實施自然式群落種植，確保種植植被與周圍山體景觀和諧統(tǒng)一融為一體，以減少對視覺的干擾，保證車輛通行安全，所選用的綠化植物包括新疆楊、油松、檜柏、榆葉梅、連翹等。

4 結束語

綠色環(huán)保技術在山西某高速公路施工中的應用具有以下三重效益：一是經(jīng)濟效益，運用低碳環(huán)保耐久性路面和路域生態(tài)工程技術，提高橋梁、隧道等設施的結構耐久性，減少后期養(yǎng)護維修的經(jīng)濟投入；二是社會效益，運用綠色環(huán)保技術，合理保護、傳承、展示沿線豐富的人文和景觀資源，引領交通運輸業(yè)的轉型升級；三是環(huán)境效益，加強公路沿線自然景觀與人文景觀的融合，實現(xiàn)科技示范路“車在路上行，人在畫中游”的美好意境。

參考文獻

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收稿日期：2024-02-23

作者簡介：張紅松（1988—），男，本科，工程師，研究方向：道路與橋梁。