论文部分内容阅读
摘要:镇丹高速公路以“绿色镇丹、文化之旅”为建设主题,将“绿色低碳、节能减排、人文环保”的理念贯穿工程全过程,以标准化、信息化、绿色化为核心,充分运用“互联网+施工”、“智能管控”、“绿色建设”等技术,集成应用47项节能减排新材料、新技术、新工艺,全力打造“绿色镇丹”,为品质工程建设注入了强大动力。
关键词:镇丹高速公路;工程质量;绿色公路;品质工程
1 项目背景与意义
2013年,交通运输部、江苏省人民政府签署了《共同推进江苏省绿色循环低碳交通运输发展框架协议》,共同推进江苏绿色循环低碳交通运输体系建设,打造绿色循环低碳交通运输示范省份,要求加快推进宁宣、镇丹高速等绿色循环低碳公路建设[1]。江苏率先开展了宁宣、镇丹、沪宁3条资源节约型、环境友好型绿色循环低碳高速公路建设,其中,镇丹是唯一的新建高速公路。
镇丹高速公路建设全面践行绿色发展理念,认真贯彻集约、节约、可循环、可持续发展要求,积极采用绿色施工模式,严格施工环境保护,严控施工污染。大力推广应用新材料、新技术、新设备和新工艺,在设计、建设、运营全过程中采用绿色循环低碳环保措施,结合本项目丘陵地区地貌和文化景观,将镇丹高速公路建成一条“绿色镇丹、文化之旅”的现代化高速公路。
本项目围绕规划、设计、建设、施工、养护、运营与管理全过程,在路基桥梁工程、路面工程、交安设施、房建工程、环境保护与主题氛围设计,以及运营管理、能耗监测、用户服务、养护策略等方面,集成应用了47项节能减排新材料、新技术、新工艺、新设备,全过程、全方位、全领域开展绿色循环低碳高速公路建设。
2 绿色公路内涵及创新点
绿色公路是指按照系统论和周期成本思想,以工程质量、安全、耐久、服务为根本,坚持“两个统筹”(统筹公路资源利用、能源消耗、污染排放、生态影响、运行效率、功能服务之间关系;统筹公路规划、设计、建设、运营、管理、服务全过程)、把握“四大要素”(资源节约、生态环保、节能高效、服务提升),以理念提升、创新引领、示范带动、制度完善为途径,推进江苏公路转型发展,以最少的资源占用、能源消耗、污染排放、环境影响为要求,实现外部刚性约束与公路内在供给之间均衡协调,推进公路建设发展的转型升级。
在镇丹高速项目建设过程中,紧紧围绕绿色公路内涵和目标要求,以标准化、信息化、绿色化建设为核心,强化创新驱动与引领作用,充分运用“互联网+施工”、“智能管控”、“绿色建设”等技术,大力推广应用新材料、新工艺、新技术、新设备,为绿色公路建设注入了强大动力。
2.1 “互联网+”信息化实现新突破
(1)人员、机械二维码管理。积极开展施工人员、机械设备信息化管理,通过信息录入生成二维码,并张贴在机械设备和人员安全帽上,建立起实时可查、内外业统一的人机动态监管网络。在项目“三场”和项目部驻地安装视频监控系统,视频监控信号实现网络传输,安全管理人员可在办公室内对施工实施24小时远程监控,及时发现隐患问题,建立起全方位、全天候的施工现场监控网络,解决了远程动态管理难、出现安全隐患认定责任取证难的问题。
(2)“互联网+路基桥梁施工”管理系统。针对路基、桥梁施工,自主开发运用工程质量管理“ECIM系统”,实行智能化、信息化管理,做到网上与手机APP同步实施、同步管理、智能监控,从路基灰土报验、桥梁钢筋报验、模板报验等现场工序验收的每一个环节都实现图片实时上传,确保了质量信息反馈的真实性、及时性。
(3)“互联网+水稳基层施工”智能管控。引入“水稳拌合楼智能管控系统”,通过在水稳拌合楼布置传感器和控制器,对生产过程中的计量数据、时间数据进行实时采集,实时传输至后台数据中心,前场施工人员和管理者可以通过手机APP和PC客户端对混合料生产情况进行实时查询,确保了水稳施工质量受控。
(4)“互联网+沥青路面施工”智能管控。通过软硬件对拌合楼热料仓、矿粉、沥青用量、温度等关键指标实时采集上传;利用RFID射频识别技术对摊铺、碾压环节通过厘米级高精度定位技术精准计算速度和遍数信息,并通过进口高精度温度传感器对摊铺、碾压温度实时采集,实现了对施工关键环节信息的采集。通过各环节数据采集和实时传输分析,對施工各重要环节做到实时掌控[2]。对每日或一定时间内拌合、摊铺、碾压数据进行分析评价,给出指导意见;针对争议问题通过信息化路面施工专家库进行分析解答,保证了评价结果的权威性。
(5)“互联网+沥青试验检测”新模式。路面标、总监办、中心试验室三家工地试验室均配备了具有网络接口的智能型三大指标测定仪,通过联网,实现了检测数据实时上传至江苏省公路工程沥青路面质量数据中心,确保检测数据的及时性和真实性[3];路面标试验室配备了红外光谱分析仪,对每批次沥青进行红外光谱试验,并与省公路工程沥青路面质量数据中心备案的标准图谱进行比对,确保了每批沥青组分的一致性。
(6)“互联网+安全”管理软件。开发运用“平安工程”安全管理软件,按“平安工地”建设考核评价标准对建设、监理、施工三家单位的要求,分权限、分模块开发软件,突出人机管理、检查评价等模块内容,增强信息平台动态监控功能,各级检查人员将现场检查情况适时上传,可及时了解人员在位、隐患处置等情况,并可通过手机在信息平台发布工作要求,跟踪督查隐患治理情况,提升了安全管理的工作效率。
(7)构建微信交流群,实现“扁平化”管理。创建了各类工作交流群,如“镇丹综合群”、“镇丹路面群”、“镇丹绿化交安群”、“镇丹房建群”、“镇丹机电群”等,依托网络平台,汇集管理资源,第一时间通报、处理发现的问题,及时分享工程进展、质量控制方法和安全管理手段,形成了强大管理合力,取得了良好的效果。
2.2 低能耗房建工程取得新成就
镇丹高速公路房建工程采用了太阳能光伏电站、地源热泵空调系统、室内节能照明系统、光导照明系统、太阳能热水系统、污水处理中水回用等建筑节能技术措施,同时,水晶山服务区采用了LNG加气站与加油站同步建设方案。建工程整体布局合理,美观大方,房屋建筑、场区布设与周围环境和谐统一,体现了“绿色镇丹、文化之旅”的主题[4]。 (1)光伏发电。主要原理是半导体的光电效应,由太阳电池板(组件)、控制器和逆变器三大部分组成,利用半导体的光生伏特效应将光能转变为电能的一种技术[5]。水晶山服务区累计采用280Wp太阳能电池板1408块。年节能量达414.59tce,减排二氧化碳1148t。
(2)地源热泵系统。采用浅层地热资源达到调节室内温度的效果,是一种新型的优质清洁能源,具有可再生、分布广、储量大、清洁环保、经济实惠、安全性强和可用性强等特点。水晶山服务区东区、西区各设置1套地源热泵系统,代替空调并提供生活热水。较之于水冷式冷水机组加燃油锅炉或者直燃式冷热水机组,具有初期投资少,年经营费用低,环保效果好,安全性好的优点。
(3)室内光导照明系统。通过采光罩高效采集室外自然光线并导入系统内重新分配,再经过特殊制作的导光管传输后由底部的漫射装置把自然光均匀高效地照射到屋内需要光线的地方。水晶山服务区二楼走廊和卫生间共计采用光导照明系统42套。使用过程中不需消耗电能,节能减排效益良好。
(4)太阳能热水系统。太阳能是一种重要的可再生清洁能源。镇江新区南收费站、丹阳北收费站、丹阳新区收费站,共计设置太阳能热水系统68套。全年可节电109.3万kW·h,折算标准煤361.67tce,减排二氧化碳1001.46t。
(5)建筑节能技术措施。通过泡沫玻璃、硬质岩棉板、Low-E玻璃窗等有效手段来减少室内与室外热量的对流,可显著减少室内空调的负荷。在服务区、收费站应用总建筑面积为21693.55m2。共计节约标准煤1547.091tce,减排二氧化碳4283.895t。
(6)污水处理中水回用系统。将生活污水经A级生物处理池,O级生物处理池,消毒水池等多道工序消毒处理,再通过自控系统的控制水泵、回流泵、风机地运行,实现对污水的回收利用。水晶山服务区中水处理系统全年可处理中水22338吨,按回用率80%计算,全年可节约一次用水17870吨。
2.3 “四新”技术得到新推广
(1)积极探索“工艺”创新。通过“工艺微改进”、“设备微改造”,不断提升现场质量管理水平。研制专业路基边沟开沟设备,确保边沟线性顺畅;采用环切工艺,提高桥梁桩头接桩质量;采用预应力智能张拉压浆,消除人为操作的隐患;采用定位胎架,保证钢筋加工定位准确顺直;采用可调节钢模,保证支座垫石施工四角高差符合要求;水稳运输车辆采用自动覆盖装置,避免混合料表面含水量损失;胶轮压路机配置自动喷油设备,提高了现场安全性。
(2)防护工程构件集中预制。全线防护排水边沟板、六角块均由ZD-1标统一集中预制,采用流水线生产、喷淋养护方式,托盘打包运输,大大提高了施工效率,减少了资源浪费。
(3)生态防护草毯工艺。本项目途经沃柯里村山区丘陵地带,经土石方开挖后形成较大范围的风化石质路堑边坡,为缓解雨水对坡面表土的冲刷,稳定边坡,采用生态防护草毯工艺,既达到了边坡固土防冲刷的效果,又环保美观。
(4)抗裂性水稳基层。采用抗裂性水泥稳定碎石结构类型,在保證强度要求下,通过选用优质石料并提高粗集料比例、降低细集料含量、降低含水量及水泥剂量方式,提高水稳基层抗裂性能,成效显著。
(5)温拌泡沫沥青施工工艺。部分路段下面层选用SUP-25温拌泡沫沥青路面结构,相对于常规热拌沥青混合料,拌和温度降低了约30℃,有效改善了现场的施工条件,保障了施工人员的健康;并且在运输、摊铺、碾压过程中,有效减少了沥青老化状况,提高了沥青混合料的路用性能。
(6)成品湿法橡胶沥青施工工艺。部分路段采用SUP-20橡胶沥青中面层和SMA-13橡胶沥青上面层路面结构,抗车辙能力及抗水损害性能得到进一步提高,同时有效利用了废旧轮胎资源,减少了环境污染。
(7)薄层沥青桥面铺装体系。景四路支线上跨桥及景区大道支线上跨桥桥面铺装,采用冷铺水性环氧代替热喷SBS改性沥青+碎石,采用5cm改性沥青SMA-13代替6cm SUP-20下面层+4cm SMA-13S上面层,有效节约了铺装层材料。
(8)沥青拌合楼“油改气”工艺。沥青拌合楼集料加热采用“油改气”工艺,相对传统燃烧重油的方式,一是天然气燃烧充分,热值含量高,节约了燃料;二是集料不易粘有未充分燃烧的重油,加热温度更加可控,整体受热更加均匀;三是燃烧后无废渣废水产生,降低燃烧装置的故障率,节约了设备维修费用;四是燃烧后变成水蒸气和二氧化碳,避免了硫化物类废气对环境的污染[6]。
(9)预镀锌镁铝护栏新材料。选择3km路段波形梁护栏采用“预镀锌铝镁合金”新材料,该新型材料将符合质量要求的带钢通过密闭式连续热浸镀生产工艺,使其表面涂覆一层锌镁铝合金镀层,相比传统的镀锌板,具有耐蚀性、自修复、易加工、成本低、环保等五个方面的优点。
2.4 工程管理采取新举措
(1)沥青材料管控采用新模式。沥青材料质量控制首次采用“沥青驻厂检测+路面技术服务”一体化模式,改变过去分别设置驻厂检测与技术服务的模式,技术服务单位驻厂监控沥青生产过程,配置移动沥青检测车进行沥青检测,技术服务单位全过程参与沥青的生产和使用,同时开展施工现场技术指导,确保了沥青材料质量可靠稳定。
(2)施工全过程实施环境监测。委托第三方环境监测单位对现场环境空气、水体及噪声等相关指标开展监测,及时提交监测报告,对现场环境进行有针对性的防范和整改。
2.5 能耗排放监测研究进行新尝试
结合镇丹高速绿色公路建设,在调研国内外能耗监测及能效等级评价研究基础上,开展高速公路沥青路面施工期能耗排放监测研究及系统开发课题研究。沥青路面施工机械设备安装了能耗监测装置,在数据监测与分析技术研究基础上,研究开发公路施工期能耗排放统计监测平台,为今后江苏省高速公路沥青路面施工过程中的能耗管理提供了技术支撑。 3 绿色公路理念推广建议
(1)加大新形势下绿色公路的政策扶植
2016年8月,交通运输部公路局发布《关于实施绿色公路建设的指导意见》,提出了“到2020年,绿色公路建设标准和评估体系基本建立,建成一批绿色公路示范工程,形成一套可复制、可推广的经验”的建设目标;并从“统筹资源利用,实现集约节约”、“加强生态保护,注重自然和谐”、“着眼周期成本,强化建养并重”、“实现创新驱动,实现科学高效”、“完善标准规范,推动示范引领”等五个方面提出了“十三五”时期绿色公路建设主要任务[7]。
由于主题性示范项目建设涉及单位多、内容多、要求高、工序繁琐等因素,导致绿色公路建设推进的难度较大。因此,应尽快建立、健全绿色公路建设体系、管理体系及监督体系,并且给予更多政策上的帮助与支持,引导行业健康的发展,从而推进公路建设的绿色发展、循环发展、低碳发展。
(2)强化实施主体节能减排意识,完善自我考核机制
绿色公路考核目标、指标及标准的制定不仅是主题性项目建设的需要,同时也是项目自身进行考核和评估的重要抓手。镇丹高速建设绿色公路主题性示范项目开展过程中,提出了一些节能减排管理办法,对实施单位的节能减排意识起到了一定的引导作用,相比以往工程,已初现节能减排效益。但在主题性示范项目《实施方案》中只提出了简单的考核指标和标准,远远不能满足绿色公路建设需求。因此,为了更好的实现绿色公路建设目标,应重视强化实施单位节能减排意识,完善自我考核机制。
(3)建立、健全绿色公路建设管理体系
虽然本主题性示范项目在管理体系及制度建设方面取得了一定的成果,编制了相关的管理制度文件,但从整个绿色公路建设情况来看,仍不能满足其建设管理需求,因此,亟需建立、健全绿色公路建设管理体系,既充分发挥政府和相关行业的宏观调控力度,又能充分利用市场经济无形大手实现绿色公路建设和运营目标最大化,推动绿色公路的健康、长久地发展。
(4)加大推广宣传绿色公路建设理念力度
2017年,国务院印发了《“十三五”现代综合交通运输体系发展规划》,这是新一轮大部制改革后第一个综合交通运输发展规划,在该规划中再次将“绿色交通、转型升级、改革创新”等关键词纳入到纲领性文件;此外,交通运输部也于前期印发《关于实施绿色公路建设的指导意见》,明确绿色公路的发展思路和建设目标,推动公路建设发展转型升级。因此,随着新时期绿色公路建设的主要任务的提出,主题性示范项目在实践绿色低碳理念及技术方面应具有重要作用。项目建设过程中年,要对“绿色、循环、低碳”公路建设理念进行推广宣传,从而进一步推动交通运输行业的节能减排体系建设。
(5)深入融合智慧公路与绿色公路理念
江苏省“十三五”期间,公路部门提出了“1346”建设纲要,以“云、大、物、移”(云管端、大数据、物联网、移动互联技术)等新一代信息技术与公路行业的深度融合为核心,遵循“管理更高效、服务更精准、决策更智能”的发展方向,拟夯实“智慧公路”基础。但总体来说,智慧公路目前的研究较晚,尚处于初步阶段,示范程度低,经验和基础性的工作仍不足,一些系统自动控制等仍需进一步研究、推广。因此,随着“智慧公路”理念的不断深入,在项目前期策划中,应将“智慧公路”与“绿色公路”理念有机融合,合理规划布局,将绿色、智慧理念融入规划、设计、施工、运营、养护等整个全生命周期过程中。
(6)优化绿色公路建设运营中能源消费结构
不断优化改善能源消费结构是公路建设运营过程中亟需解决的问题。从公路建设运营的全生命周期角度来看,建议推广土方综合利用、老旧路面再生综合利用、桥梁预制标准化等技术的应用,其综合经济社会效益显著[8]。此外,拌合楼“油改气”,天然气施工机械应用,太阳能、风能、地热能等可再生能源的利用,不仅在运营成本上具有较明显的优势,其低排放、低污染的环保优势也日益凸显。目前亟需统筹解决的是该类技术或设备,存在初投资过大、回收周期长,受自然条件制约、燃料价格联动机制等现实问题。
(7)注重新技术的应用与持续技术创新
技术创新是推进绿色公路、智慧公路发展的根本动力,应鼓励新技术、新工艺、新材料、新设备在公路建设运营中的综合应用,如BIM技术、路面智能施工技术、城市快速海绵道路、路面健康监测与管理系统、高耐久彩色树脂抗滑路面、无人机航拍技术等。
4 结论
本文以镇丹高速中呈现的绿色公路理念出发,依据《交通运输节能减排专项资金项目节能减排量或投资额审核技术技术细则》、《交通运输节能减排专项资金支持区域性、主题性项目实施细则(试行)》等文件对项目施工建设过程中使用的新技术等创新点及其使用效果进行总结分析,得到以下结论:
(1)以镇丹高速为绿色循环低碳高速公路建设试点,证明绿色公路理念可以指导实际工程,实施方案中各项节能措施在项目落实运营过程中,对镇丹高速绿色循环低碳工程实现了一定的节能减排效益及社会效益,具备一定实用价值。
(2)运用“互联网+施工”、“智能管控”、“绿色建设”等技术可以有效节能减排,并方便施工过程管控。47项重点支撑项目实现节能量60097.433tce,替代燃油量6117.93toe,减排CO2共计163171.647t。
(3)绿色公路理念的推广使用不仅需要政策支持,还需要技术的持续创新为绿色公路注入新的内涵。
参考文献
[1]兰旭,马超. 绿色公路理念在高速公路设计中的应用[J]. 公路,2020,(07):237-241.
[2]石振武,李兆林,华树新. 基于全寿命周期的绿色公路评价体系研究[J]. 山西建筑,2019,45(08):109-111.
[3]王虹霁. 江苏省绿色公路评价体系研究[D].东南大学,2019.
[4]杨文廣. 公路品质工程绿色环保施工体系化建设实践[J]. 中国公路,2018,(16):106-107.
[5]姚嘉林,简丽,厉明玉. 新时期绿色公路的内涵特征与建设理念[J]. 交通世界,2018,(17):3-6.
[6]张李明. 高速网络数据捕获的研究及监控系统设计[D].南京大学,2018.
[7]盘钦卿. 基于价值管理的绿色公路目标体系构建研究[D].重庆交通大学,2012.
[8]秦晓春,沈毅,邵社刚,等. 低碳理念下绿色公路建设关键技术与应用的探讨[J]. 公路交通科技(应用技术版),2010,6(10):308-310+322.
江苏省交通工程建设局 南京 210000
关键词:镇丹高速公路;工程质量;绿色公路;品质工程
1 项目背景与意义
2013年,交通运输部、江苏省人民政府签署了《共同推进江苏省绿色循环低碳交通运输发展框架协议》,共同推进江苏绿色循环低碳交通运输体系建设,打造绿色循环低碳交通运输示范省份,要求加快推进宁宣、镇丹高速等绿色循环低碳公路建设[1]。江苏率先开展了宁宣、镇丹、沪宁3条资源节约型、环境友好型绿色循环低碳高速公路建设,其中,镇丹是唯一的新建高速公路。
镇丹高速公路建设全面践行绿色发展理念,认真贯彻集约、节约、可循环、可持续发展要求,积极采用绿色施工模式,严格施工环境保护,严控施工污染。大力推广应用新材料、新技术、新设备和新工艺,在设计、建设、运营全过程中采用绿色循环低碳环保措施,结合本项目丘陵地区地貌和文化景观,将镇丹高速公路建成一条“绿色镇丹、文化之旅”的现代化高速公路。
本项目围绕规划、设计、建设、施工、养护、运营与管理全过程,在路基桥梁工程、路面工程、交安设施、房建工程、环境保护与主题氛围设计,以及运营管理、能耗监测、用户服务、养护策略等方面,集成应用了47项节能减排新材料、新技术、新工艺、新设备,全过程、全方位、全领域开展绿色循环低碳高速公路建设。
2 绿色公路内涵及创新点
绿色公路是指按照系统论和周期成本思想,以工程质量、安全、耐久、服务为根本,坚持“两个统筹”(统筹公路资源利用、能源消耗、污染排放、生态影响、运行效率、功能服务之间关系;统筹公路规划、设计、建设、运营、管理、服务全过程)、把握“四大要素”(资源节约、生态环保、节能高效、服务提升),以理念提升、创新引领、示范带动、制度完善为途径,推进江苏公路转型发展,以最少的资源占用、能源消耗、污染排放、环境影响为要求,实现外部刚性约束与公路内在供给之间均衡协调,推进公路建设发展的转型升级。
在镇丹高速项目建设过程中,紧紧围绕绿色公路内涵和目标要求,以标准化、信息化、绿色化建设为核心,强化创新驱动与引领作用,充分运用“互联网+施工”、“智能管控”、“绿色建设”等技术,大力推广应用新材料、新工艺、新技术、新设备,为绿色公路建设注入了强大动力。
2.1 “互联网+”信息化实现新突破
(1)人员、机械二维码管理。积极开展施工人员、机械设备信息化管理,通过信息录入生成二维码,并张贴在机械设备和人员安全帽上,建立起实时可查、内外业统一的人机动态监管网络。在项目“三场”和项目部驻地安装视频监控系统,视频监控信号实现网络传输,安全管理人员可在办公室内对施工实施24小时远程监控,及时发现隐患问题,建立起全方位、全天候的施工现场监控网络,解决了远程动态管理难、出现安全隐患认定责任取证难的问题。
(2)“互联网+路基桥梁施工”管理系统。针对路基、桥梁施工,自主开发运用工程质量管理“ECIM系统”,实行智能化、信息化管理,做到网上与手机APP同步实施、同步管理、智能监控,从路基灰土报验、桥梁钢筋报验、模板报验等现场工序验收的每一个环节都实现图片实时上传,确保了质量信息反馈的真实性、及时性。
(3)“互联网+水稳基层施工”智能管控。引入“水稳拌合楼智能管控系统”,通过在水稳拌合楼布置传感器和控制器,对生产过程中的计量数据、时间数据进行实时采集,实时传输至后台数据中心,前场施工人员和管理者可以通过手机APP和PC客户端对混合料生产情况进行实时查询,确保了水稳施工质量受控。
(4)“互联网+沥青路面施工”智能管控。通过软硬件对拌合楼热料仓、矿粉、沥青用量、温度等关键指标实时采集上传;利用RFID射频识别技术对摊铺、碾压环节通过厘米级高精度定位技术精准计算速度和遍数信息,并通过进口高精度温度传感器对摊铺、碾压温度实时采集,实现了对施工关键环节信息的采集。通过各环节数据采集和实时传输分析,對施工各重要环节做到实时掌控[2]。对每日或一定时间内拌合、摊铺、碾压数据进行分析评价,给出指导意见;针对争议问题通过信息化路面施工专家库进行分析解答,保证了评价结果的权威性。
(5)“互联网+沥青试验检测”新模式。路面标、总监办、中心试验室三家工地试验室均配备了具有网络接口的智能型三大指标测定仪,通过联网,实现了检测数据实时上传至江苏省公路工程沥青路面质量数据中心,确保检测数据的及时性和真实性[3];路面标试验室配备了红外光谱分析仪,对每批次沥青进行红外光谱试验,并与省公路工程沥青路面质量数据中心备案的标准图谱进行比对,确保了每批沥青组分的一致性。
(6)“互联网+安全”管理软件。开发运用“平安工程”安全管理软件,按“平安工地”建设考核评价标准对建设、监理、施工三家单位的要求,分权限、分模块开发软件,突出人机管理、检查评价等模块内容,增强信息平台动态监控功能,各级检查人员将现场检查情况适时上传,可及时了解人员在位、隐患处置等情况,并可通过手机在信息平台发布工作要求,跟踪督查隐患治理情况,提升了安全管理的工作效率。
(7)构建微信交流群,实现“扁平化”管理。创建了各类工作交流群,如“镇丹综合群”、“镇丹路面群”、“镇丹绿化交安群”、“镇丹房建群”、“镇丹机电群”等,依托网络平台,汇集管理资源,第一时间通报、处理发现的问题,及时分享工程进展、质量控制方法和安全管理手段,形成了强大管理合力,取得了良好的效果。
2.2 低能耗房建工程取得新成就
镇丹高速公路房建工程采用了太阳能光伏电站、地源热泵空调系统、室内节能照明系统、光导照明系统、太阳能热水系统、污水处理中水回用等建筑节能技术措施,同时,水晶山服务区采用了LNG加气站与加油站同步建设方案。建工程整体布局合理,美观大方,房屋建筑、场区布设与周围环境和谐统一,体现了“绿色镇丹、文化之旅”的主题[4]。 (1)光伏发电。主要原理是半导体的光电效应,由太阳电池板(组件)、控制器和逆变器三大部分组成,利用半导体的光生伏特效应将光能转变为电能的一种技术[5]。水晶山服务区累计采用280Wp太阳能电池板1408块。年节能量达414.59tce,减排二氧化碳1148t。
(2)地源热泵系统。采用浅层地热资源达到调节室内温度的效果,是一种新型的优质清洁能源,具有可再生、分布广、储量大、清洁环保、经济实惠、安全性强和可用性强等特点。水晶山服务区东区、西区各设置1套地源热泵系统,代替空调并提供生活热水。较之于水冷式冷水机组加燃油锅炉或者直燃式冷热水机组,具有初期投资少,年经营费用低,环保效果好,安全性好的优点。
(3)室内光导照明系统。通过采光罩高效采集室外自然光线并导入系统内重新分配,再经过特殊制作的导光管传输后由底部的漫射装置把自然光均匀高效地照射到屋内需要光线的地方。水晶山服务区二楼走廊和卫生间共计采用光导照明系统42套。使用过程中不需消耗电能,节能减排效益良好。
(4)太阳能热水系统。太阳能是一种重要的可再生清洁能源。镇江新区南收费站、丹阳北收费站、丹阳新区收费站,共计设置太阳能热水系统68套。全年可节电109.3万kW·h,折算标准煤361.67tce,减排二氧化碳1001.46t。
(5)建筑节能技术措施。通过泡沫玻璃、硬质岩棉板、Low-E玻璃窗等有效手段来减少室内与室外热量的对流,可显著减少室内空调的负荷。在服务区、收费站应用总建筑面积为21693.55m2。共计节约标准煤1547.091tce,减排二氧化碳4283.895t。
(6)污水处理中水回用系统。将生活污水经A级生物处理池,O级生物处理池,消毒水池等多道工序消毒处理,再通过自控系统的控制水泵、回流泵、风机地运行,实现对污水的回收利用。水晶山服务区中水处理系统全年可处理中水22338吨,按回用率80%计算,全年可节约一次用水17870吨。
2.3 “四新”技术得到新推广
(1)积极探索“工艺”创新。通过“工艺微改进”、“设备微改造”,不断提升现场质量管理水平。研制专业路基边沟开沟设备,确保边沟线性顺畅;采用环切工艺,提高桥梁桩头接桩质量;采用预应力智能张拉压浆,消除人为操作的隐患;采用定位胎架,保证钢筋加工定位准确顺直;采用可调节钢模,保证支座垫石施工四角高差符合要求;水稳运输车辆采用自动覆盖装置,避免混合料表面含水量损失;胶轮压路机配置自动喷油设备,提高了现场安全性。
(2)防护工程构件集中预制。全线防护排水边沟板、六角块均由ZD-1标统一集中预制,采用流水线生产、喷淋养护方式,托盘打包运输,大大提高了施工效率,减少了资源浪费。
(3)生态防护草毯工艺。本项目途经沃柯里村山区丘陵地带,经土石方开挖后形成较大范围的风化石质路堑边坡,为缓解雨水对坡面表土的冲刷,稳定边坡,采用生态防护草毯工艺,既达到了边坡固土防冲刷的效果,又环保美观。
(4)抗裂性水稳基层。采用抗裂性水泥稳定碎石结构类型,在保證强度要求下,通过选用优质石料并提高粗集料比例、降低细集料含量、降低含水量及水泥剂量方式,提高水稳基层抗裂性能,成效显著。
(5)温拌泡沫沥青施工工艺。部分路段下面层选用SUP-25温拌泡沫沥青路面结构,相对于常规热拌沥青混合料,拌和温度降低了约30℃,有效改善了现场的施工条件,保障了施工人员的健康;并且在运输、摊铺、碾压过程中,有效减少了沥青老化状况,提高了沥青混合料的路用性能。
(6)成品湿法橡胶沥青施工工艺。部分路段采用SUP-20橡胶沥青中面层和SMA-13橡胶沥青上面层路面结构,抗车辙能力及抗水损害性能得到进一步提高,同时有效利用了废旧轮胎资源,减少了环境污染。
(7)薄层沥青桥面铺装体系。景四路支线上跨桥及景区大道支线上跨桥桥面铺装,采用冷铺水性环氧代替热喷SBS改性沥青+碎石,采用5cm改性沥青SMA-13代替6cm SUP-20下面层+4cm SMA-13S上面层,有效节约了铺装层材料。
(8)沥青拌合楼“油改气”工艺。沥青拌合楼集料加热采用“油改气”工艺,相对传统燃烧重油的方式,一是天然气燃烧充分,热值含量高,节约了燃料;二是集料不易粘有未充分燃烧的重油,加热温度更加可控,整体受热更加均匀;三是燃烧后无废渣废水产生,降低燃烧装置的故障率,节约了设备维修费用;四是燃烧后变成水蒸气和二氧化碳,避免了硫化物类废气对环境的污染[6]。
(9)预镀锌镁铝护栏新材料。选择3km路段波形梁护栏采用“预镀锌铝镁合金”新材料,该新型材料将符合质量要求的带钢通过密闭式连续热浸镀生产工艺,使其表面涂覆一层锌镁铝合金镀层,相比传统的镀锌板,具有耐蚀性、自修复、易加工、成本低、环保等五个方面的优点。
2.4 工程管理采取新举措
(1)沥青材料管控采用新模式。沥青材料质量控制首次采用“沥青驻厂检测+路面技术服务”一体化模式,改变过去分别设置驻厂检测与技术服务的模式,技术服务单位驻厂监控沥青生产过程,配置移动沥青检测车进行沥青检测,技术服务单位全过程参与沥青的生产和使用,同时开展施工现场技术指导,确保了沥青材料质量可靠稳定。
(2)施工全过程实施环境监测。委托第三方环境监测单位对现场环境空气、水体及噪声等相关指标开展监测,及时提交监测报告,对现场环境进行有针对性的防范和整改。
2.5 能耗排放监测研究进行新尝试
结合镇丹高速绿色公路建设,在调研国内外能耗监测及能效等级评价研究基础上,开展高速公路沥青路面施工期能耗排放监测研究及系统开发课题研究。沥青路面施工机械设备安装了能耗监测装置,在数据监测与分析技术研究基础上,研究开发公路施工期能耗排放统计监测平台,为今后江苏省高速公路沥青路面施工过程中的能耗管理提供了技术支撑。 3 绿色公路理念推广建议
(1)加大新形势下绿色公路的政策扶植
2016年8月,交通运输部公路局发布《关于实施绿色公路建设的指导意见》,提出了“到2020年,绿色公路建设标准和评估体系基本建立,建成一批绿色公路示范工程,形成一套可复制、可推广的经验”的建设目标;并从“统筹资源利用,实现集约节约”、“加强生态保护,注重自然和谐”、“着眼周期成本,强化建养并重”、“实现创新驱动,实现科学高效”、“完善标准规范,推动示范引领”等五个方面提出了“十三五”时期绿色公路建设主要任务[7]。
由于主题性示范项目建设涉及单位多、内容多、要求高、工序繁琐等因素,导致绿色公路建设推进的难度较大。因此,应尽快建立、健全绿色公路建设体系、管理体系及监督体系,并且给予更多政策上的帮助与支持,引导行业健康的发展,从而推进公路建设的绿色发展、循环发展、低碳发展。
(2)强化实施主体节能减排意识,完善自我考核机制
绿色公路考核目标、指标及标准的制定不仅是主题性项目建设的需要,同时也是项目自身进行考核和评估的重要抓手。镇丹高速建设绿色公路主题性示范项目开展过程中,提出了一些节能减排管理办法,对实施单位的节能减排意识起到了一定的引导作用,相比以往工程,已初现节能减排效益。但在主题性示范项目《实施方案》中只提出了简单的考核指标和标准,远远不能满足绿色公路建设需求。因此,为了更好的实现绿色公路建设目标,应重视强化实施单位节能减排意识,完善自我考核机制。
(3)建立、健全绿色公路建设管理体系
虽然本主题性示范项目在管理体系及制度建设方面取得了一定的成果,编制了相关的管理制度文件,但从整个绿色公路建设情况来看,仍不能满足其建设管理需求,因此,亟需建立、健全绿色公路建设管理体系,既充分发挥政府和相关行业的宏观调控力度,又能充分利用市场经济无形大手实现绿色公路建设和运营目标最大化,推动绿色公路的健康、长久地发展。
(4)加大推广宣传绿色公路建设理念力度
2017年,国务院印发了《“十三五”现代综合交通运输体系发展规划》,这是新一轮大部制改革后第一个综合交通运输发展规划,在该规划中再次将“绿色交通、转型升级、改革创新”等关键词纳入到纲领性文件;此外,交通运输部也于前期印发《关于实施绿色公路建设的指导意见》,明确绿色公路的发展思路和建设目标,推动公路建设发展转型升级。因此,随着新时期绿色公路建设的主要任务的提出,主题性示范项目在实践绿色低碳理念及技术方面应具有重要作用。项目建设过程中年,要对“绿色、循环、低碳”公路建设理念进行推广宣传,从而进一步推动交通运输行业的节能减排体系建设。
(5)深入融合智慧公路与绿色公路理念
江苏省“十三五”期间,公路部门提出了“1346”建设纲要,以“云、大、物、移”(云管端、大数据、物联网、移动互联技术)等新一代信息技术与公路行业的深度融合为核心,遵循“管理更高效、服务更精准、决策更智能”的发展方向,拟夯实“智慧公路”基础。但总体来说,智慧公路目前的研究较晚,尚处于初步阶段,示范程度低,经验和基础性的工作仍不足,一些系统自动控制等仍需进一步研究、推广。因此,随着“智慧公路”理念的不断深入,在项目前期策划中,应将“智慧公路”与“绿色公路”理念有机融合,合理规划布局,将绿色、智慧理念融入规划、设计、施工、运营、养护等整个全生命周期过程中。
(6)优化绿色公路建设运营中能源消费结构
不断优化改善能源消费结构是公路建设运营过程中亟需解决的问题。从公路建设运营的全生命周期角度来看,建议推广土方综合利用、老旧路面再生综合利用、桥梁预制标准化等技术的应用,其综合经济社会效益显著[8]。此外,拌合楼“油改气”,天然气施工机械应用,太阳能、风能、地热能等可再生能源的利用,不仅在运营成本上具有较明显的优势,其低排放、低污染的环保优势也日益凸显。目前亟需统筹解决的是该类技术或设备,存在初投资过大、回收周期长,受自然条件制约、燃料价格联动机制等现实问题。
(7)注重新技术的应用与持续技术创新
技术创新是推进绿色公路、智慧公路发展的根本动力,应鼓励新技术、新工艺、新材料、新设备在公路建设运营中的综合应用,如BIM技术、路面智能施工技术、城市快速海绵道路、路面健康监测与管理系统、高耐久彩色树脂抗滑路面、无人机航拍技术等。
4 结论
本文以镇丹高速中呈现的绿色公路理念出发,依据《交通运输节能减排专项资金项目节能减排量或投资额审核技术技术细则》、《交通运输节能减排专项资金支持区域性、主题性项目实施细则(试行)》等文件对项目施工建设过程中使用的新技术等创新点及其使用效果进行总结分析,得到以下结论:
(1)以镇丹高速为绿色循环低碳高速公路建设试点,证明绿色公路理念可以指导实际工程,实施方案中各项节能措施在项目落实运营过程中,对镇丹高速绿色循环低碳工程实现了一定的节能减排效益及社会效益,具备一定实用价值。
(2)运用“互联网+施工”、“智能管控”、“绿色建设”等技术可以有效节能减排,并方便施工过程管控。47项重点支撑项目实现节能量60097.433tce,替代燃油量6117.93toe,减排CO2共计163171.647t。
(3)绿色公路理念的推广使用不仅需要政策支持,还需要技术的持续创新为绿色公路注入新的内涵。
参考文献
[1]兰旭,马超. 绿色公路理念在高速公路设计中的应用[J]. 公路,2020,(07):237-241.
[2]石振武,李兆林,华树新. 基于全寿命周期的绿色公路评价体系研究[J]. 山西建筑,2019,45(08):109-111.
[3]王虹霁. 江苏省绿色公路评价体系研究[D].东南大学,2019.
[4]杨文廣. 公路品质工程绿色环保施工体系化建设实践[J]. 中国公路,2018,(16):106-107.
[5]姚嘉林,简丽,厉明玉. 新时期绿色公路的内涵特征与建设理念[J]. 交通世界,2018,(17):3-6.
[6]张李明. 高速网络数据捕获的研究及监控系统设计[D].南京大学,2018.
[7]盘钦卿. 基于价值管理的绿色公路目标体系构建研究[D].重庆交通大学,2012.
[8]秦晓春,沈毅,邵社刚,等. 低碳理念下绿色公路建设关键技术与应用的探讨[J]. 公路交通科技(应用技术版),2010,6(10):308-310+322.
江苏省交通工程建设局 南京 210000