青藏高原隧道工程零碳供暖、全生态、舒适办公营地建设技术

■ 文/赵泽锋 舒 兴 秦俊熠

自20世纪70年代以来，我国在青藏高原地区开展基础设施建设工作，进入21世纪，基础设施建设项目开始大批量、大规模发展，由于高原地区存在自然条件恶略、生态环境脆弱的特征，且施工所在区域地广人稀，需要施工单位自行建造办公营地。

青藏高原基建项目所处区域海拔基本在3000～6200m，是全世界基础设施建设最高的区域。一方面，青藏高原生态环境复杂，珍稀濒危动物物种繁多，覆盖植被类型丰富，存在草原、河谷、森林、草甸、灌木、沙漠等生态系统，近百年来，由于人类的大量活动及全球气候环境的变化，青藏高原地区的生态系统在物种的类别数量、地形地貌等方面均发生了重要的变化，正确认识青藏高原生态变化的机理，大力开展青藏高原生态保护，有效保障青藏高原生态系统迫在眉睫。另一方面，受自然环境、建造技术、物流运输等方面的限制，青藏高原地区基础设施建设工程周期较长，特别是长大隧道工程工期基本在5年以上，由于青藏高原昼夜温差大、太阳辐射量高、气候干燥，空气中含氧量仅为平原地区的40%～70%，为保证施工人员的身体健康及工作效率，提供高质量、高舒适度的办公营地是项目建设的重难点。

青藏高原地区工程建设，特别是隧道工程，既能与高原生态环境和谐共处，又能有效保障施工人员身体健康、舒适办公的营地建造技术的重要性可见一斑。本文总结了以往青藏高原地区营地建设方面的经验，从零碳供暖、全生态、舒适办公3 个方面对青藏高原地区营地建造技术进行了介绍，可为后续该地区营地建设提供帮助，具有重要的研究意义和参考价值。

1 零碳供暖措施

根据以往的经验，青藏高原地区工程建设过程中营地取暖往往采取空调取暖的方式，因为青藏高原地区夏季凉爽短暂、冬季寒冷漫长，每年需取暖时间可达6～7 个月，存在碳排放量过大对生态环境影响的问题，且存在室内升温速度缓慢、温度不达标、受供电情况等条件限制，取暖困难。结合高原地区全年日照充足的天然优势，采取太阳能板发电技术+大电池存输技术+石墨烯取暖技术的方式实现零碳供暖且有效保障营地温度。

其中太阳能发电技术主要采用太阳能光伏发电系统，光电转换效率为15%左右，最高可达23%，使用寿命一般可达15年，最高可达25年。每平米太阳能板价格在600～800 元，日均发电量可达3kW·h，可根据项目营地供暖面积配置太阳能板。太阳能发电板一般放置于营地建筑屋顶，不仅可以降低紫外线、雨雪等自然因素对营地屋顶的侵蚀，同时可节约场地、降低太阳能板丢失风险。

太阳能光伏发电系统连接磷酸铁锂电池，将白天光照充足时发电过程中富余的电能存储于磷酸铁锂电池中，待光照不足、无光照或夜间时用于石墨烯供暖。或磷酸铁锂电池价格低廉无毒性，环境兼容性好。磷酸铁锂电池具有热稳定性高，安全性能优越，不会爆炸，耐过充能力强，充放电平稳，高倍率放电性能好，循环寿命长，贮存性能好等突出优势，电能存输损耗率仅为2%～5%，完全满足青藏高原地区使用。

石墨烯取暖技术主要分为壁挂式石墨烯取暖器和地暖式取暖板，具有升温速度快、节能环保、热损耗率低、寿命长等优点，经试验，25m2的房间从-5℃升温至22℃仅需5min，从晚上6：00 至早上8：00 保持该房间22℃恒温仅需电8 kW·h。

“太阳能板发电技术+大电池存输技术+石墨烯取暖技术”为营地供暖相较空调供暖实现零碳排放，为保护营地周边生态环境提供有力保障，且该技术供暖稳定、能耗低。以5年使用期为例，从设备购买和使用期间能耗费用两方面综合比较，该技术比空调供暖费用低20%～25%，有效降低项目成本。

2 全生态措施

为了实现营地建设期间、使用期间、工程结束后对青藏高原生态环境无污染，降低对生态环境的影响，从生活垃圾处理及生态修复两方面着手，双管齐下，实现营地与环境的和谐共处。

2.1 生活污水处理技术

生活污水主要包括食堂、卫生间、清洁工作产生的有机污水，主要采用生物膜法污水处理设备，具体工艺流程如图1所示。

图1 生物膜法污水处理工艺流程图

污水处理设备具有3种安装方式，分别为全埋式、半埋式、地面以上式，结合青藏高原地区辐射强、风沙大、多降雪降雨的特点，推荐采用全埋式或半埋式安装方式，减少对设备的侵蚀，可有效保障污水处理设备的正常运行及使用寿命。其中污泥干化池需要每周安排专人清理，污泥可用做营地周边草地及乔灌木等绿植的肥料。

营地污水处理能力按照不低于2m3/h/100 人要求设计，出水水质按照《污水综合排放标准》（GB8978–1996）执行。

2.2 生活垃圾处理技术

生活垃圾不得随意丢弃，每月应安排专人堆垃圾进行分类，集中存放于垃圾存储站，其中可降解类垃圾采用地下深埋法埋入地表5m 以下，不可降解类垃圾采用汽车运输的方式运输至垃圾无害化处理厂进行集中处理。

2.3 土表剥离及生态修复技术

营地建设前需规划出复垦土集中存放区，并将营地建设区域内的草皮及腐殖质土剥离集中存放于该区域，复垦土堆放高度3.5m，坡面与地表夹角60°，周边设置高0.3m、宽0.5m的围挡，防止复垦土流失，安排专人定期洒水养护。

工程结束拆除营地后，凿除该区域混凝土硬化地面，播撒混合草籽，混合草籽配比如下：黑麦草（25%）。格桑花（25%）、火绒草（25%）、老芒麦（25%），栽种乔灌木种类及比例如下：西藏红杉（20%）、驼绒藜（20%）、藏锦鸡儿（30%）、杜鹃（30%）。生态修复工艺流程如图2所示。

图2 生态修复工艺流程图

（1）栽种前对绿化区域进行测量放线，确定绿化区域边界。

（2）凿除混凝土硬化地面，清理建筑垃圾，采用旋耕机作业为主，配备铁锹、钉耙的人工清理为辅，翻松厚度10cm。

（3）为了保证草籽及乔灌木的存活率，同时满足恢复的植被群落构建模式的需求，对场地采用复垦土回覆，回覆表土厚度30cm。剥离的表土应全部回填，表土不足时则采用表土外购补充；若无可购买表土，则添加可降解纤维进行基质改良。采用平板车将复垦土运至现场，采用平地机将种植土摊铺平整。

（4）栽植采取”一提、二踩、三培土”的方法，栽植深度一般比原土深3～5cm。植苗前应检查栽植穴规格，然后浇灌底水，待水全部渗透后及时覆土，初次浇水应浇透。所有植株均应栽植稳固，并根据具体情况适当采取保水剂（每穴30g）、生根粉（每穴20g）等辅助材料。灌木栽种后在其周围30cm 处设置高度20cm 的围挡，立即浇水。4～5 天后再浇第2 遍水，10 天之内要浇第3 遍水，干旱无雨季节增加浇水次数。对死缺苗木，第二年开春再进行补植。

（5）草籽播撒前需采用混合生根粉的水浸泡1 天，其中生根粉与水按1:15 的比例调配，草籽与混合生根粉的水浸泡比例为1:1。

采用草籽喷播机将混合草籽均匀的喷播至绿化区域，然后辅以人工压实。采用水罐车将混有营养液的水运至绿化区域灌溉。出苗前后及小苗生长阶段都应始终保持地面湿润，若发现缺苗时需查找原因，及时补播。

（6）引入先锋物种阶段，可采用幼苗遮阴和保温措施，减少环境条件对植物幼苗的不利影响，提高植物的成活率。植被恢复初期，先锋群落的组成与结构都极为简单，抵御干扰的能力差，采用适当浇水，少量多次，灌溉水源可采用附近河流水、适宜施肥和添加腐殖土等方法来增加土壤营养物质，使立地条件的迅速得到改善，促进更多的植物定居。灌木周围设置15cm 高的围挡，以便浇水。除6、7、8 这3 个月外，每月洒水车定期喷射浇水2 次。6、7、8 这3 个月降雨量充沛，无需洒水养护。发现死亡的灌木及时进行重新栽种并养护，发现未被植株覆盖的绿色施工区域及时重新播撒混合草籽并养护。防治林木病虫鸟兽危害，应贯彻预防为主，防治并举的原则。做好防火组织预案。每年3–10月，每月运水车浇水漫灌2次。每月巡查1次，并修剪灌木、乔木枝条养护期限2年。

3 舒适办公措施

3.1 弥散式供氧系统

随着海拔高度的不断攀升，大气压力降低，空气中氧含量降低。平原人群进入高海拔地区后，其血液中的氧含量（血氧饱和度） 随海拔高度升高而降低（血氧含量95 以下），心跳加快（每分钟100 次以上）处于缺氧状态。当人体长期处于缺氧状态时，会对心脏、大脑以及性腺等生理功能产生严重危害，诱发高原疾病。目前解决急、慢性高原疾病的重要途径为提升氧含量、增加氧气供应。

目前医疗常用的传统无创富氧方式为鼻导管和呼吸面罩两种，为单人提高吸氧浓度，不能满足日常工作休息期间人员吸氧，新近的富氧方法为弥散富氧，即提高室内等相对封闭空间内的氧浓度，符合青藏高原地区建设项目营地办公、休息期间对氧气的需求。目前弥散式制氧设备日产氧气可达500L，通过输氧管道将氧气输送至各个房间，可满足150 人的营地24h 吸氧需求，相对密闭室内输氧后等效海拔可降至2200～2800m。

3.2 移动氧吧车

青藏高原地区地形地质和气候条件复杂、生态环境脆弱、干燥风沙大，加之低温低氧的恶劣自然条件，工人施工“一步三喘气”成为常态。弥散式制氧设备仅能满足营地内吸氧需求，为缓解作业人员的高原缺氧症状，改善作业条件、帮助施工人员尽可能多的创造用氧环境，高原移动供氧系统移动氧吧车可满足施工人员多类场景中的用氧需求，为其身体健康与生命安全保驾护航。移动氧吧车主要用于施工人员白天作业期间补氧使用，氧吧车内设有多个鼻吸氧端口，作业人员可交替吸氧，补充高浓度氧气。通过及时就地补氧，可帮助施工人员快速恢复体力和精力。

3.3 卫生健康保障系统

为保障建设人员身体健康，保障人员生命安全，项目营地内针对疫情防控、高原流行性疾病、高原反应等问题设置营地健康监护室，并配置驻地医生，为身体不适的员工提供就诊服务及康复医疗服务。

4 结语

青藏高原地区生态脆弱、环境恶劣，为高原地区基础设施建设项目带来极大阻力。本文通过总结以往高原地区施工经验，从零碳供氧、全生态、舒适办公3 个方面出发，以保护环境、提高建设人员高原舒适度、保障人员人身健康安全、有效保障施工进度为出发点，详细介绍了营地建造过程中施工经验，为后续高原地区营地建造提供参考借鉴。