策劃 本刊記者 張林 文|交通運輸部公路科學研究院 邵社剛 廣東云茂高速公路有限公司 郭國和 圖|汪奕坤
截至2020年,中國公路學會已組織召開了六屆全國綠色公路技術交流會,為推動我國綠色公路發展積極貢獻力量。為更好地服務綠色公路建設,2020年5月,中國公路學會和交通運輸部公路科學研究院編寫的《中國綠色公路發展研究報告(2020)》發布。其中,第一部分“2020年中國綠色公路發展現狀”闡述了理念、政策、技術、實踐等方面的成果及經驗;第二部分“中國綠色公路發展面臨的機遇和挑戰”主要分析了中國綠色公路發展未來趨勢;第三部分“2021年中國綠色公路發展建議”提出了下一步推進綠色公路建設的工作思路;第四部分“附錄”總結了2020年中國綠色公路發展大事記和2020年通車的交通運輸部綠色公路典型示范工程實施情況。

2020年,綠色發展理念深入人心。公路行業已經形成綠色發展的共識,在公路規劃、建設、運營和養護等全過程中遵循全壽命周期理念;在確保公路質量優良、安全耐久的前提下,統籌考慮規劃設計、建設施工和養護管理全過程的資源占用、能源消耗、污染排放控制、生態保護、公路功能拓展及服務水平提升等要求;實施綠色設計、綠色施工及綠色運維,堅持“建、管、養、運”并重,提升公路建設全壽命周期綠色建設技術水平。
2020年,我國綠色公路建設的頂層設計進一步完善,《中共中央 國務院關于新時代推進西部大開發形成新格局的指導意見》發布,《新時代的中國能源發展》《中國交通的可持續發展》兩部白皮書相繼出臺,分別提到了推動綠色集約發展和大力發展綠色交通。
交通運輸部同時在行業層面強化引導,高度重視綠色公路發展,持續推動出臺有關政策,全面引領推進綠色公路建設實踐。2021年7月,交通運輸部與國家發展和改革委員會聯合印發了《綠色出行創建行動方案》;2021年8月,印發了《綠色交通“十四五”發展規劃(征求意見稿)》;2021年12月,2021年全國交通運輸工作會議提出大力發展綠色交通,加強資源集約節約利用與生態保護,積極推進綠色公路建設。
2020年,交通運輸部陸續通過了湖南、河南、河北、湖北、浙江、江蘇、廣西、山東、陜西、福建、上海、廣東、安徽、江西、吉林、四川、山西、云南、內蒙古等省(自治區、直轄市)的交通強國建設試點實施方案。其中均提出了推進綠色交通發展,貫徹節能環保低碳發展理念,降低用能成本,優化能源消費結構等要求——加強綠色廊道、綠色服務區、旅游服務設施建設;強調污水循環利用、耐久性路面、標準化施工、BIM技術等新理念新技術的廣泛應用;開展“美麗農村路”創建示范活動,推動交旅融合發展,探索推出“運游一體化”智慧服務的研究與實踐,打造具有示范帶動作用的智慧高速項目;優化交通能源結構,加快新能源、清潔能源車船推廣應用等。


貴州省遵義市習水縣省道302線仙源段
一批科研成果榮獲2020年度中國公路學會科學技術獎,有力地推動了綠色公路技術創新。
在我國綠色公路建設發展過程中,各工程項目大力開展新能源、新材料、新裝備和新工藝的研發和落地,不斷推廣應用先進適用技術和產品,例如以廢舊橡膠為代表的大宗工業固體廢物和隧道洞渣等廢舊材料再生循環利用技術、BIM技術等,有力地支撐了綠色公路建設,用技術創新為綠色公路建設發展注入了強大的動力。
當前,我國正由工業文明時代快步邁向生態文明新時代。生態文明是人類社會進步的重大成果,也是實現人與自然和諧共生的必然要求。
交通運輸是“生態文明”和“綠色發展”戰略落地不可或缺的重要領域和實現載體,需要為國家生態文明建設和綠色發展做出更大貢獻。交通運輸部以“綠色交通”為“引領”,明確“將生態文明建設融入交通運輸發展的各方面和全過程”。
2018 以來,我國生態文明體制改革進入加速期,以“國土空間規劃”、生態環境“三線一單”“以國家公園為主體的自然保護地體系”為主要內容的生態保護管理新體制日益明晰,陸地國土面積的25%左右被劃定為生態保護紅線并實施嚴格保護。
長江經濟帶、黃河流域等國家重大區域戰略也重點強調了“生態優先、綠色發展”“生態保護和高質量發展”的戰略方向,生態保護要求不斷嚴格。
根據《國家綜合立體交通網規劃綱要》提出的要求,包括“十四五”時期在內的未來一段時間,安全、便捷、高效、綠色、經濟的綜合立體交通網將加速形成,交通基礎設施建設和升級的需求仍將維持在較大規模,其中新建工程大部分集中在生態環境脆弱的中西部地區。
《關于推動基礎設施高質量發展的意見》提出“要以整體優化、協同融合為導向,統籌存量和增量、傳統和新型基礎設施發展,打造集約高效、經濟適用、智能綠色、安全可靠的現代化基礎設施體系”。
《交通強國建設綱要》也明確提出“強化交通生態環境保護修復,嚴守生態保護紅線,嚴格落實生態保護和水土保持措施,嚴格實施生態修復、地質環境治理修復與土地復墾,將生態環保理念貫穿交通基礎設施規劃、建設、運營和養護全過程,建設綠色交通廊道。”
交通運輸重點強化生態保護與修復,需要高度重視交通基礎設施建設可能引發的生態系統和生態空間占用、阻隔和干擾影響,不斷提高交通工程與生態環境的友好程度。
《國務院關于加快建立健全綠色低碳循環發展經濟體系的指導意見》提到,全方位全過程推行綠色規劃、綠色設計、綠色投資、綠色建設、綠色生產、綠色流通、綠色生活和綠色消費,統籌推進高質量發展和高水平保護,確保實現“碳達峰、碳中和”目標,推動我國綠色發展邁上新臺階。

平塘特大橋

都勻至香格里拉高速公路
交通運輸行業已成為我國節能減排和生態環境保護的重要領域,未來一段時間行業能源消耗、碳排放和污染物排放仍將保持增長態勢。《交通強國建設綱要》要求,強化節能減排和污染防治,推進裝備技術升級,加速淘汰落后技術和高耗低效交通裝備,打好柴油貨車污染治理攻堅戰,推進污染防治等。
交通運輸行業轉變發展方式,實現高質量發展的要求,為綠色交通發展帶來內生動力和更大空間。
“十四五”時期是加快建設交通強國的起步期,是進入新時代化解交通運輸主要矛盾和推動交通運輸高質量發展的換擋期,是優化結構和融合發展的提質期。
根據有關規劃和行業預測,這一時期交通基礎設施建設仍將保持一定的速度與規模,客貨運輸需求總量還將保持穩步增長,公眾對運輸多樣化、高品質、高效率的要求更高——需要更加注重協調與國土空間的關系,把節約資源節能環保的理念貫穿于基礎設施建設養護運營的全壽命周期中;更加注重優化交通運輸中的能源結構和運輸結構,向更清潔低碳的方向轉變;更加注重發展方式轉變、注重整體效率提升,實現由粗放發展方式轉向綠色高效集約;更加注重公眾美好的出行體驗,強化出行環境與自然環境的和諧統一,提升美麗交通發展水平。
《國家綜合立體交通網規劃綱要》提出,要推進交通基礎設施數字化、網聯化,提升交通運輸智慧發展水平,加快既有設施智能化,利用新技術賦能交通基礎設施發展,加強既有交通基礎設施提質升級,提高設施利用效率和服務水平;運用現代控制技術提升鐵路全路網列車調度指揮和運輸管理智能化水平,推動公路網絡管理和出行信息服務智能化,完善道路交通監控設備及配套網絡;要強化前沿關鍵科技研發,緊跟《交通強國建設綱要》的要求,大力發展智慧交通,推動大數據、區塊鏈、超級計算機等新技術與交通行業深度融合;加快交通基礎設施網、運輸服務網、能源網與信息網絡融合發展,構建泛在先進的交通信息基礎設施。

赤水河紅軍大橋
技術創新是綠色公路建設發展的內生動力,但實現有效高效的技術創新需要合理的激勵和督查機制來保障,同時也需要正確的環保技術指導。
目前,在綠色公路建設項目中,大規模示范應用的仍是實施生態環保選線、注重原生植被保護、實施永臨結合、廢舊材料再生利用、路域生態防護與修復、施工環境保護及標準化施工等常規綠色技術。對節能減排、能源高效利用、公路零碳建設等低碳技術和建筑信息模型(BIM)技術的應用及“互聯網+”大數據監管等現代信息技術研發不足,缺乏有效鼓勵“四新”技術創新的機制,制約了綠色公路高質量建設。
交通基礎設施建設生態環境保護督查以貫徹執行國家法律法規、生態環境和水土保持行政主管部門政策規定為主,行業自我監管體系不足。行業生態環保標準規范體系不完善,普遍重視建設項目前期審批的管理,交通行業主管部門對建設項目生態環境保護事中、事后的指導和督查應進一步加強。

綠色公路與品質工程實施的內容和范圍界定
/理念上/
綠色環保施工是公路品質工程的重要內涵之一,與綠色公路在范圍和概念上存在交叉和錯位。
/實際上/
多數示范項目既是綠色公路,又是品質工程,存在工程界定不清晰、示范重點不突出的問題。
行業層面生態環境保護例行督導少,“問題監管”多,監管方式仍以人工現場巡查為主,鮮見“互聯網+”監管及信用監管等手段。建設項目自律自查方面,多采取建設單位委托第三方機構開展環境監測和水土保持監測監理的方式,數據采集、處理和過程跟蹤反饋效率偏低,缺乏全過程覆蓋。衛星遙感、天眼偵測和無人機技術等現代遙感技術應用不足,數據的整合與共享能力有限。
未來,交通運輸行業發展一方面將面臨更加嚴峻的外部資源環境約束,另一方面也將迎來行業自身發展轉型升級、由規模速度型發展轉為效率質量型發展的窗口期,應全面貫徹落實生態文明建設要求和新發展理念,把綠色交通擺在更加突出的位置,推動行業轉型升級,在生態文明和美麗中國建設中發揮先行作用。
2021年全國交通運輸工作會上提出緊緊圍繞廣泛形成綠色生產生活方式的目標要求,落實我國2030年“碳達峰”和2060年“碳中和”目標的重大決策,形成交通與自然和諧共生的綠色發展模式。全行業應在理念樹立、政策引導、法制建設、宣傳引導等方面加大力度。
緊緊圍繞統籌推進“五位一體”總體布局和協調推進“四個全面”戰略布局,堅持人與自然和諧共生的基本方略,牢固樹立社會主義生態文明觀,踐行“綠水青山就是金山銀山”的理念,以交通強國戰略為統領,打造高質量綠色公路,為建設美麗中國目標提供堅實支撐和有力保障。
強化制度建設的頂層設計,從事前預防、事中監管、事后考核等角度,研究出臺《關于實施交通基礎設施建設生態環境保護全過程監管的指導意見》。
事前預防應針對交通建設項目前期工作特點,引入環境保護和水土保持咨詢單位并開展初步設計、施工圖設計分階段持續評價的機制,建立項目生態環境保護專項設計審查制度,做到生態環境保護設施與主體工程同時設計。
事中監管應明確各級交通運輸行政主管部門、項目法人及建設單位在交通基礎設施建設生態環境保護監管中的主要職責、工作內容及方式,構建事中監管制度,做到生態環境保護設施與主體工程同時施工。
事后考核應把牢項目交工驗收出口關,建立項目建設生態環境保護保證金制度、單位工程生態環境保護專項交工驗收制度,充分調動施工單位落實項目生態環境保護措施與要求的積極性。


貴州省赤水市葫市鎮鄉村公路
研究出臺“十四五”綠色公路建設指導意見,出臺綠色公路建設激勵政策。在有關行業綠色發展規劃、立項文件審查和設計文件批復等環節,有針對性地提出鼓勵科技創新的要求,充分調動參建各方主動性。建立綠色公路技術咨詢制度,提倡引入專業技術咨詢單位予以全過程指導,以健全綠色公路體系化管理制度。
依據《排污許可管理條例》等法律法規要求,實現交通運輸環境要素管理全覆蓋。依法把水、大氣、土壤和固體廢物等污染要素納入排污許可管理,研究噪聲等污染要素按排污管理的可行性和方法。
落實交通運輸部《推動交通運輸領域新型基礎設施建設的指導意見》,重點路段實現全天候、多要素的狀態感知;建設智慧路網云控平臺;建設智慧服務區;推動農村公路建設、管理、養護、運行于一體的綜合性管理服務平臺建設。
探索部際協同監管機制,研究建立交通運輸部與生態環境部、水利部等部門的聯席工作制度,共同完善交通基礎設施建設生態環境保護督查制度的頂層設計,建立生態環境違法案件通報機制,試點推行生態環境保護聯合督查制度,推廣生態環境保護第三方管理服務模式,鼓勵建設單位委托專業機構開展獨立的生態環境保護核查工作,提升建設項目自律監管成效。
建設交通基礎設施生態環境保護管理投訴舉報系統,實施“互聯網+”督查;發展遙感監管技術在生態環境保護督查中的應用,開發交通運輸“天、空、地”一體化生態環境保護監管系統,提升智能化、信息化水平;建立重大自然災害監測與環境事件預警技術,建立路域防災救災與應急響應體系,構建大區域路網突發事件應急救援協同平臺。
組織開展“十三五”綠色公路建設經驗總結,重點對部級典型示范工程及部分省級試點示范項目實施效果進行經驗分析與技術推廣,把有關成果納入公路工程建設技術規范,為綠色公路建設提供技術保障。
以交通強國試點為契機深化綠色公路建設,以高速公路改擴建、生態敏感脆弱區公路建設、公路維修與養護工程為重點,打造一批綠色公路建設交通強國試點項目,開展面向交通強國建設需要的綠色公路建設政策研究與制度頂層設計,強化綠色公路技術開發,推動綠色公路建設轉型升級。
廣東省云浮羅定至茂名信宜(粵桂界)高速公路(以下簡稱“云茂高速”)主線全長129.816公里,按照雙向四車道高速公路標準建設,行車速度每小時100公里,設置有互通式立交13處,服務區3處,停車區2處,批復概算155.67億元,于2017年11月全面開工,2021年6月通車。云茂高速全線共有橋梁108座,隧道8座,橋隧比39.8%,其中越嶺段橋隧比66.6%。
云茂高速建設條件嚴苛,環保限制多。沿線涉及自然保護區、生態嚴控區、森林公園、飲用水源保護區等12處生態敏感區域,走廊帶狹窄;線位落差大,云開大山東西兩側高差大,部分路段山高谷深,從40公里處至59公里處克服了440米高差;區域地質復雜,線路斜穿貴子弧形斷裂帶隧道圍巖差,存在全V級圍巖隧道;沿線滑塌多,防護難度大;氣候條件惡劣,受山區地形和區域氣候影響,濕熱多雨,52.65公里至59.83公里區段屬于常年霧區;施工條件苛刻,陡坡墩柱多,共計234處,材料運輸極其困難。
結合我國綠色公路的發展目標及工程本身建設的引領作用和示范意義,在分析項目工程特點和環境特點的基礎上,圍繞工程建設需求,該項目確立以“守護綠水青山,建設美麗高速”為指導思想,以“裝配化設計與施工、生態型、平安型、創新型‘一化三型’”為主題定位,以“資源節約、生態環保、節能減排、服務提升”為建設目標定位。
通過調研引入先進做法,云茂高速在建設之初把綠色公路建設目標納入工作大綱,把綠色設計納入勘察設計指導大綱,制定環保水保工作辦法和綠色專項實施方案,通過建立制度,分解落實各階段目標。同時,在施工合同中明確環保專項費用,保證資金投入。在參建單位環保投入之外,項目投入6600多萬元作為環保專項費用,并納入合同清單。
云茂高速統籌利用了土地資源、施工過程中的廢料資源,堅持臨永結合理念布設臨建設施,通過新材料和新技術實現資源的節約和循環利用。
為保護土地資源,云茂高速通過線位比選和調整局部平縱線形科學選線,減少了占地;通過橋梁和路基方案比選,把北永大橋7跨30米箱梁變更為路基填筑,消化棄方約40萬立方米;對高液限土分類利用,減少棄方約44.6萬立方米。

打造山區高速公路建設品牌需要組織、制度和資金三重保障。

受山區地形和區域氣候的影響,云茂高速部分路段存在重霧區。
在建設過程中,云茂高速綜合利用施工廢料,破解了地材難題。例如利用隧道洞渣加工機制砂45萬立方米,用作路基填料30萬立方米,用作漿砌片石防護7000立方米,用作洞門裝飾2500立方米。同時,做好臨時用地生態修復,實現造田還林約15.33萬平方米。
公路建設項目在實施過程中,需要大量臨時施工場地,如果沒有經過統籌規劃,很可能新增征地,增加建設、拆除成本。云茂高速全線有21處項目部駐地,有4處為全新建駐地,占地面積一般在2000平方米至33000平方米之間,其余17處為利用既有場地改建駐地,例如利用廢棄校園。同時,云茂高速利用主線路基作預制場共有22處,節約臨時用地約34萬余平方米。此外,云茂高速還堅持臨永結合、建管養結合理念,把部分施工便道升級用作地方永久道路和運營期養護檢修通道,共計174處,長度80公里,助推精準扶貧。
在資源循環利用和節約方面,云茂高速采用新材料、新技術,減少建筑垃圾,例如拌和站采用波形壓型鋼板料倉隔墻,應用35處,減少混凝土垃圾1.5萬立方米;試點應用隧道智能化照明控制系統92處,達到“車來燈亮,車走燈熄”的效果,每年節電61.5萬度,減排二氧化碳61.5萬噸。
云茂高速在建設過程中,主動避繞生態敏感點和水源保護區生態敏感點,例如古黨坪大橋采用大跨徑橋梁方案,避免在大鯢水產自然保護水域進行橋梁樁基施工。同時,利用既有生態資源,在清表階段對原生大樹進行移植集中保護,并在施工后期回遷應用于景觀綠化工程,共計20余種2300余棵;對復綠困難的石質邊坡采用生態混凝土防護,對臨建場地和取(棄)土場進行規范化整治后復耕還林。
云茂高速采取了嚴格的環保措施,做好施工過程和生活區污水處理,降低施工對環境影響。橋梁樁基施工采用標準化泥漿池圍蔽,生活區污水采取集中處理方式;完善排水設施,收集橋面徑流,在橋下設置應急隔油沉淀池,消除營運期橋面的徑流污水污染;采用揚塵、噪聲、視頻一體化實時監測監控系統,隨時掌控環境變化。

部分預制場生產效率一覽

開展課題研究

基于BIM技術的新型建設管理系統創新點
云茂高速全線采取標準化、裝配化施工,自建自動化流水生產線,小型構件全面投入工廠化生產,生產效率大幅提高,成品質量顯著提升。全線建有鋼板組合梁橋2座(總長1088米),裝配式涵洞29道(總涵長1159米)。
此外,云茂高速還合理設置了比較完善的檢修通道,確保所有工點可達、可檢、可修、可換,陡坡橋梁全線增設養護通道68處,累計長度約48公里,高陡邊坡增設踏步護欄468處,累計長度約23.4公里。
云茂高速在建設過程中,全方位多角度應用四新技術,加強施工安全質量,在全線隧道、橋梁、路基邊坡、路面等施工環節,應用了鋼筋籠加勁箍全自動彎圓焊機、鋼板等離子切割機及軌行式液壓臺車澆筑電纜溝槽等四新技術共48項。開展研究課題11項,其中“長大隧道軟弱淺埋段高壓旋噴樁地表加固關鍵技術及效果評價研究”“三維激光全斷面掃描法隧道監控量測新技術”和“基于分布式超寬帶毫米波干涉雷達技術的隧道形變智能實時監測預警系統開發及應用”入選交通運輸部重點項目清單。
為全面推進品質工程建設,保障施工安全質量全面提升,鼓勵“微創新”,云茂高速通過施工工藝或施工機具設備微改進組織了“微創新”評比活動,總結并推廣應用“微創新”48項。
在廣東省公路工程“三級清單”模式下,云茂高速開展了基于BIM技術的新型建設管理系統研究,助力“三級清單”業務集成與協同管理。
云茂高速通過應用自動化實時監測系統,實時掌控高邊坡情況。首創了隧道全時自動化監控系統,開發應用了分布式超寬帶毫米波干涉雷達,智能實時監測預警隧道形變。同時,應用了隧道智能變形監測系統,利用三維激光全斷面掃描技術全方位監測隧道變形,快速采集和分析侵限、拱頂沉降、收斂狀態和軸線偏差的數據信息,生成隧道激光全斷面監測云圖,快速判斷隧道施工質量。此外,還全面推廣投入應用了20臺無人機,監管環保盲點。
云茂高速著重科學分析了特殊路段,通過細化設計全方位解決霧區行車安全難題。例如在長約2.4公里的重霧區路段,應用霧區監測預警及誘導系統,提升駕駛安全系數。
此外,云茂高速通過引進智能光子點面光源燈具蓄能發光技術,改善光環境,削弱“黑洞”“白洞”效應,提高行車舒適性和安全性。在隧道洞口段應用多功能儲能發光涂料、洞身應用納米硅負離子涂料,全線隧道應用多功能儲能式輪廓標、拱頂誘導標和反光環,進一步保障隧道行車安全。
綠色公路建設是高度集成的工作,應重視開展專業咨詢和專家咨詢,及時梳理總結建設方案,形成可復制、可推廣的成熟經驗。從源頭上做好工作,前期做好策劃,全過程融入綠色公路建設的思想與理念,并在設計、施工招標合同條款中體現綠色設計、綠色施工、綠色運營等相關要求。注重對參建人員的全覆蓋培訓,積極組織相關人員參加綠色公路建設經驗交流,加強綠色公路理念宣貫,將綠色公路施工理念貫穿于公路建設、管理、養護和運營的全過程。
2021年4月,云茂高速被廣東省交通運輸廳選定為第一批綠色公路建設示范工程項目。2021年5月,由中國公路學會組織的第七屆全國綠色公路技術交流會暨示范工程現場觀摩會依托云茂高速舉行,云茂高速被中國公路學會授予全國第二條、廣東省第一條“最美綠色高速”稱號,“云茂經驗”也將在行業內持續發揮示范引領作用。

隧道全時自動化監控系統創新點

2021年6月,云茂高速通車運營。