安徽省无岳高速绿色公路建设实践
2023-10-05车承志刘学欣王凯刘德胜熊新竹田心怡
车承志 刘学欣 王凯 刘德胜 熊新竹 田心怡
(1.安徽省交通控股集团有限公司,安徽 合肥 230088;2.交通运输部科学研究院,北京 100029)
0 引言
公路工程作为交通基础设施的重要内容,也是绿色交通建设的先行者。交通运输部在“十二五”期间设立了安徽岳武高速[1]、吉林鹤大高速[2]等20个部级绿色公路试点项目,开展绿色公路创建模式探索。在此基础上,2016年交通运输部发布了《关于实施绿色公路建设的指导意见》,在全国设立了33个绿色公路典型示范工程,达到了各省(区、市)全覆盖。其中,安徽无岳高速[3],从工业化建造、装配式涵洞通道、土石方综合利用、改扩建段绿色升级等方面开展了绿色设计策划。
1 项目概况
安徽省无岳高速是G4221上海至武汉高速公路和安徽省高速公路路网重要组成部分,全长179.526km,批复概算投资190.53亿元,其中新建段长135.424km,扩建段长44.102km,于2020年9月正式开工建设,计划2023年通车运营,于2016年5月被交通运输部列为首批绿色公路典型示范工程。
无岳高速同时包含新建和改扩建两种类型的路段,线路穿越了丘陵、平原、盆地、河谷、低山、中山等多种类地形地貌,集大桥、长隧、高陡边坡、附属服务设施等众多重要工程节点,处于水源涵养区、水源保护地、重要湿地等环境敏感区,沿线旅游资源多元荟萃,为各类绿色技术的集成应用提供了丰富的载体,无岳绿色公路在原绿色设计的基础上,结合绿色公路理念新要求和工程进展,共策划实施了四大类21项重点任务的特色技术体系,全面相应绿色公路指导意见,全面落实五大专项行动,能够对不同建设类型、不同地形地貌公路建设项目发挥示范引领作用。
2 亮点技术
2.1 统筹资源集约利用
按照交通运输部《绿色交通“十四五”发展规划》最新要求,落实绿色交通基础设施建设专项行动,推进交通资源循环利用。通过大标段管理大幅优化内部土方调配,最大限度利用临近公路、水利工程等外部材料,综合利用引江济淮工程弃土,节约土地约640亩,节约复垦费1亿元,有效地保护了沿线自然生态环境。
新建段全方位利用隧道弃渣、建筑垃圾、废旧轮胎等废弃材料,通过标准横断面优化、收缩坡脚、改地造地、复垦综合措施高效利用沿线土地,因地制宜采用低路堤、浅路堑设计,统筹供电设施、施工便道、驻地、预制场、拌和站等永临结合,全面实现土地资源节约保护。全方位综合利用改建段的路基、路面、桥涵、互通、房建、机电、交安、植物,以及线外工程等,着力实现“零弃方、少借方”。
2.2 智慧工业化建造
图2 槐林绿色预制标
图3 “BIM+GIS”信息化管控平台
充分发挥安徽省在钢结构桥梁、装配化施工和BIM等工业化建设方面的行业领先优势,依托无岳高速深入施行“安徽精度”,系统推进工业化建造。设立独立预制标,对全域梁板、涵洞、通道、排水构件、中分带护栏进行模块化设计、集中预制化生产和装配化施工,实现资源集约节约,提高施工效率,提升工程质量。针对不同区域特点,因地制宜地选用不同形式的57座钢结构桥梁,发挥其在全寿命周期成本方面的比较优势。
注重公路设计与建设的前瞻性,统筹考虑后期养护管理的功能性需要,合理设置检修通道,做到可达、可检、可修、可换,提高日常检测维修工作的便利性与安全性。
针对全线关键节点罗埠河大桥建立BIM模型,创建工业化创新结构的标准化构件库,开展三维设计与碰撞试验,提高设计施工效率与品质。开发“BIM+GIS”信息化平台,实现建管养一体化管理,助力项目的进度、质量、流程管理效率显著提升。在隧道设立施工动态感知与反馈系统,在拌和站构建远程监控平台,在试验室建立智能监控管理系统,实现智慧施工管控。
2.3 绿色低碳沥青路面技术
在全线所有隧道及桥-桥、桥-隧过渡短路基段均铺筑稳定成熟的复合式刚性基层耐久性沥青路面,推广应用橡胶沥青、岩沥青等绿色材料。在特重交通荷载路段采用成套的新型高疲劳寿命高模量HFM沥青混合料设计技术。针对雨天行车安全和行车噪音污染问题,采用新型SMAplus排水沥青路面关键技术。
图4 路面3D 智能摊铺系统
图5 高分子节水保湿养生膜
采用机械发泡法温拌沥青解决隧道热、烟集聚等问题,提出耐久性沥青路面防治半刚性基层沥青路面裂缝,切实提高路面使用性能,节约养护成本。采用3D摊铺机控制系统,根据三维设计文件自动控制摊铺施工,同传统工艺相比,摊铺精度提高30%,工作效率提升50%。养生采用高分子复合而节水保湿膜替代土工布和塑料薄膜,无需机械洒水,实现便捷轻质施工。
2.4 注重表观之绿
开展设计创作,随坡就势、借景自然,使高速公路融入沿线山川、河流、植被等自然环境,最大限度减少圬工防护。无岳高速绿化秉持“生态补偿”理念,大量采用本地特色植物,常绿与落叶植物交替,大乔木与小乔木过渡,并点缀开花及常绿观叶灌木增彩,最大限度保护公路沿线原生自然环境。
图6 k69+820 处黄杨树
图7 阶梯式空心砖挡墙
对于路域珍稀植物给予重点关注,在k69+820处原位保护了树龄超百年的黄杨树,以留存历史遗留的珍贵景观资源。坚持“不破坏就是最大的保护”理念,避免山体大开挖、减少山林树木砍伐,采用“微创整形”方式实现隧道洞口零开挖。在高度小于3m的填方边坡和高度小于等于5m的土质及全风化岩质挖方边坡采用农作物秸秆制作的植物纤维毯防护。实施低影响开发技术,在分离式路基中分带处采用下凹式绿地的设计,不仅降低公路建设对沿线生态环境的影响,同时达到净化径流、丰富地下水资源,减少洪涝灾害的效果。采用阶梯式空心砖挡墙,配合种植月季等开花植物,优化提升公路边坡景观,使公路更好地融入自然环境中。
图8 青草服务区融合地域文化设计
图9 服务区污水多介质生物生态协同处理效果图
开展绿色服务区与交旅融合设计,结合路段所在地域文化,各有侧重地打造带有“城镇名片”的特色服务区,与服务区当地的温泉、茶叶和山泉等地域特色资源深度融合。建设智慧科技型服务区,实现了场区深度信息交互和后台高效管理运营,使司乘人员出行更智慧、体验更美好。服务区采用低能耗、低管养的污水生物生态协同处理创新技术,实现中水回用。
2.5 提升低碳内核
针对国家碳达峰碳中和战略,前瞻性设立《高速公路施工期能耗评价与节能减排技术研究》课题,完善施工能耗统计体系,建立监督评价考核机制,开发无岳高速公路项目建设能耗统计信息系统,要求各施工单位建立能耗统计台帐,全面加强能源利用的计量、记录和统计,按月上报天然气、汽油、柴油、燃料油、电力等能源品种消费量的统计资料,开展能源消耗统计分析研究。建立公路建设能耗与碳排放量模型,研究高速公路施工期不同阶段、不同专业、不同单元的能耗与碳排放量变化规律,对无岳高速节能减排技术进行生命周期评价,提出适用的节能减排技术清单。
3 实施效果
3.1 PPP+大标段 创新绿色公路管理模式
无岳高速是安徽省首条PPP试点高速公路,也是交通运输部首批PPP试点。采用PPP模式开展绿色公路建设能充分发挥主体单位的主观能动性,从初设阶段即融入了绿色公路理念,统筹生命周期内的经济成本和社会环境效益,自发地实现了绿色设计水平的全面提升。无岳高速采用大标段模式,有利于发挥规模效应,提高管理效率。各标段结合现场地形地势条件,合理进行总体规划和内部资源统筹调配,降低临时设施场地的重复建设,有利于整合资源,充分发挥规模优势,优化成本投入,实施机械化、规模化作业。通过绿色公路现代工程管理模式创新,显著提升了公路建设可持续发展的生命力。
3.2 统筹资源利用 源头绿色收效显著
无岳高速新建段充分利用省道209线和县道039线的走廊带,并与合安客专、庐铜铁路、合九铁路共用线位资源,改扩建段全部采用两侧直接拼宽方案,充分利用原通道资源,大幅减少新增用地,最大程度减缓对生态环境的破坏,从源头上取得了显著的施工和运营节能减排效果。而且,无岳高速建成后上海至武汉的高速即全线贯通,可充分发挥路网对长江经济带发展的支撑作用。
3.3 动态培训交流 绿色低碳理念深入人心
项目部,有计划有组织地实施多种类型的动态培训,通过组织专题培训、主题宣贯、专项技术培训、资料归档培训等方式,确保一线人员掌握各项示范内容,让无岳高速全体参建人员全员参与到绿色公路示范工作中。目前已开展了4批次培训,培训对象遍及全线各参建单位,让绿色低碳公路理念深入人心,有助于绿色文化在公路行业传播、发展。
3.4 制定标准规范 助力绿色公路转型升级
颁布实施《高疲劳性能高模量沥青混合料设计与施工技术规范》和《排水降噪型沥青混合料SMAp设计与施工技术规范》两项安徽省地方标准,正在编制2022年安徽省地标《公路生命周期碳排放核算标准》,相关技术已动态推广应用到宁安高速、宁芜高速等后续在建项目上,充分体现了无岳绿色公路的示范价值,对促进安徽省绿色公路低碳发展起到了引领推动作用。
4 思考与建议
4.1 因地制宜 助力绿色公路建设进入新发展阶段。
无岳高速策划实施的绿色技术体系,具有普适的示范作用。但是在“双碳”战略、交通“双纲要”等新的时代要求下,如何结合区域经济发展状况、工程特点、环境特征,一方面传承绿色公路建设的思想精髓和示范先锋的实践经验,一方面“量体裁衣”深化绿色公路的地域内涵,选择最适合自己的绿色公路方案,才能让绿色成为公路高质量发展的最亮丽底色。
4.2 管理创新 为绿色低碳发展注入强大动能
无岳高速“PPP+大标段”管理,通过总体合理规划,统筹调配内部资源,取得了显著的规模效应。今后应该积极推动公路建设管理模式创新,将绿色公路建设逐步转变为行业自律行为、地方必选行为和企业主动行为,营造优良的市场发展环境,助力绿色低碳公路健康、可持续发展。
4.3 统筹内外资源调配 彰显行业社会担当
绿色公路应该以全生命周期理念为指引,统筹项目自身规划、设计、施工、运营、养护等全过程的资源占用、能源耗费、环境影响等,实现绿色公路综合质量效益最优化。同时,公路建设者应该跳出行业限制,从提升社会层面绿色发展水平出发,积极消纳周边废弃材料,化临建生产设施为产业发展基地,深入推进公路与旅游、物流电商等产业融合,为区域高质量发展贡献交通力量。
5 结束语
无岳高速绿色公路示范工程结合项目区自然环境特征与工程建设实际,将绿色发展理念融入公路规划、设计、建设、运营、管理、服务全过程,在充分借鉴岳武高速绿色公路等安徽省公路交通多年积累的绿色发展成果基础上,全力打造无岳高速绿色公路典型示范工程,努力建设长江经济带国家战略中“生态优先、绿色发展”的交通示范代表,成为安徽省公路工业化建设集大成者的品质样板工程,是集生态、人文与红色旅游资源于一体的多元旅游通道,也是巍巍大别山中与自然和谐共生的生态环保公路标杆。
无岳高速目前还处于建设期,绿色公路建设体系还在优化中,最终形成的一系列可复制可推广绿色公路建设经验,将有助于促进安徽省公路建设绿色发展水平提升,为全国公路行业绿色公路建设提供安徽典范,为中国式现代化建设贡献交通力量。