作者

       叶裕民，杨国淑，胡梦坤，孙 桦

      摘要

      隧道是道路能耗最高的构成部分，实现隧道工程的绿色建设与节能减排是推进绿色交通发展的重要措施之一。阐述了绿色隧道的理念源起，通过文献调研、案例分析等研究方法，进行绿色隧道建设技术的研究分析。通过理论及实际案例的探讨，展望未来绿色隧道的技术体系发展。这些可以给绿色隧道的建设工作提供参考。

      关键词

     绿色隧道；建设技术；绿色交通

      绿色发展是国家战略的核心内容之一，国民经济和社会发展“十三五”发展规划明确提出“创新、协调、绿色、开放、共享”五大发展理念。日前，交通运输部颁布《关于印发交通运输节能环保“十三五”发展规划的通知》《关于全面深入推进绿色交通发展的意见》《关于印发推进智慧交通发展行动计划（2017—2020年）的通知》等文件，提出全面推进实施绿色交通发展重大工程，加快构建绿色交通科技创新体系，有效提升交通运输数字化、网络化、智能化水平。作为绿色交通体系的重要组成部分，隧道是深入推进绿色交通发展的关键，隧道建设的绿色、节能、环保、可持续发展也成为必然选择。

      随着“绿色公路建设”“建设绿色走廊”等理念的逐步推进，高速公路隧道工程的绿色建造成为公路工程建设健康发展的重要措施之一。绿色隧道的建设与研究在我国隧道领域刚刚起步，工程建设难度大、风险高，完善的节能环保技术体系尚未形成，建设与运营中的节能、环保、防灾、养护等工程实践较为缺乏。因此，开展绿色隧道节能环保建设目标及关键技术的研究十分必要。

      1绿色隧道源起

      目前，较为常见的绿色理念包括“绿色建筑”“绿色公路”等，这些理念并非传统意义上景观绿化设计中的绿化或绿色设计，而是以工程质量优良为前提，从规划设计、施工建设、运营管理、服务共享全过程出发，建设一个统筹协调、资源节约、生态环保、节能高效的系统性的工程。“绿色建筑”强调在建筑全寿命周期内，最大限度地节约资源、保护环境、减少污染，达到与自然和谐共生，即实现建筑的节能、节地、节水、节材和保护环境。“绿色公路”是将可持续发展理念运用到公路建设各个阶段，在公路全寿命周期内，最大程度合理保护环境、最大限度有效利用资源（节能、节地、节水、节材）、最快速度恢复生态平衡，达到与自然和谐共生的公路。

      隧道施工过程能耗主要发生在正洞开挖环节，其能耗占比90%以上；运营期隧道照明能耗占运营期总能耗的比例较大[1]。由此可见，隧道工程的节能降耗和是公路全线建设过程中关注的重点。将绿色、环保、节能的理念引申至隧道建设的全过程中，“绿色隧道”的理念也随之而来。现阶段，“绿色隧道”的概念尚未有官方的概念定义。黄俊等[2]提出“绿色隧道”是在全寿命周期内，有效节约资源、合理保护环境、减少可控污染，为人们提供畅通、高效、便捷、舒适的出行环境，与自然和城市和谐共生的地下建筑。

      2绿色隧道发展现状

      2.1 国家相关政策法规

      近年来，生态文明建设和绿色发展理念得到高度重视，要推动绿色隧道行业的大力发展，政策保障是关键所在。绿色隧道建设是一项复杂的系统工程，亦是实现生态文明建设的长期任务。营造有效的政策环境和体制机制，是推进隧道发展绿色化的重要抓手。

      为推动绿色公路的可持续发展，国家和地方交通主管部门出台大量的绿色公路相关的政策法规，如表1所示，文件中均提到绿色隧道相关的节能设计与创新研发技术。因此，重视绿色隧道发展顶层设计，推广绿色隧道节能设计与技术研发，建立绿色隧道施工标准化，建设绿色隧道典型示范工程，能够有效提升隧道工程绿色发展水平。

表 1 绿色隧道相关政策文件

      此外，国家先后发布了GB/T24716—2009《公路沿线设施太阳能供电系统通用技术规范》、JTGB04—2010《公路环境保护设计规范》、公路声屏障系列标准、公路服务区污水再生利用系列标准等，支持绿色公路与隧道标准化建设。2016年12月，交通运输部印发《绿色交通标准体系(2016年)》，提出了多项绿色隧道相关标准，包括公路用LED照明灯具、公路隧道通风能效、公路LED可变信息标志能效、公路沿线风光互补供电系统、公路工程节能设计规范等。通过健全绿色公路行业标准建设，规范绿色公路与隧道建设技术标准。

      2.2 绿色技术创新研发

      政策保障是绿色隧道发展的关键所在，科技创新则是绿色隧道建设的根本保障和动力源泉。随着绿色隧道理念的不断深入，绿色环保技术的创新研发也不断得到推进。在绿色隧道规划设计、建设施工、运营养护等领域大力推进新技术、新材料、新工艺、新能源，如节能通风与采光、供配电系统节能技术、LED节能灯具、照明智能控制系统、废旧材料再生循环利用、绿色能源开发等，有效实现绿色隧道行业的科技创新研发和成果转化。

      目前，国内交通行业公司与单位已展开对绿色隧道的研究工作。江苏省交通科学研究院针对隧道出入口驾驶员视觉特性研究，提出隧道五段式布灯方法，总结适用于城市隧道特点的节能技术，并编制《城市隧道照明设计标准》《城市隧道噪声控制技术规程》等地方标准。

      上海隧道工程股份有限公司专注于城市大型地下快速通道建设的关键技术研究，包括大断面盾构隧道结构快速施工技术、城市大断面盾构隧道施工优化技术、城市隧道弃土（浆）快速处理综合技术等。

      四川省对隧道照明节能技术应用进行研究，与太阳能光伏薄膜遮光棚技术、辅助材料提高照明环境技术、与车随行智能控制技术等多种技术结合应用。重庆市重点开展山区高速公路隧道照明及供配电节能研究，解决山区高速公路的电力消耗问题。

      贵州省交通部门开展了山区高速公路隧道节能技术研究，重点解决隧道照明节能、路面材料再生循环利用等技术难点。

      齐鲁交通发展集团结合BIM技术的发展趋势，在京沪高速改扩建工程中采用BIM技术建模及模型应用及BIM协同管理平台，实现全线工程BIM精细化施工管理。绿色隧道行业的技术创新研发和成果转化已初见成效。

      3典型案例研究分析

      3.1 国外典型案例

      瑞士及北欧国家的隧道建设技术较为成熟，其在公路隧道设计时更加注重线形及横断面设计、环境保以及运营监控设施的布置。值得注意的是，瑞士及北欧国家的公路隧道绝大多数都做成曲线形的，避开不良地带。这有利于提高司机的注意力，减少事故发生。在隧道开挖前需要对汽车尾气、隧道废水、施工弃渣、门洞及其他构造与环境的协调进行大量的预测和评估，使其对环境的影响达到最小。

此外，瑞士和北欧国家对长大隧道的运营监控设施的设计、安装和维护非常重视，均会设置完善的标志和安全设施，最大限度地满足公众对行车安全、高效和舒适的需要。国外绿色隧道相关工程案例分析如表2所示。

表 2 国外绿色隧道相关工程案例分析

      3.2 国内典型案例

      “十二五”以来，交通运输部开展了一批以绿色循环低碳公路为代表的节能减排示范和科技示范项目、绿色循环低碳主题项目和绿色公路试点。在绿色公路示范工程的创建过程中，一批较为成熟的生态环保技术在隧道建设中得到了集中示范，如装配式技术、节能照明技术、通风环保技术、隧道弃渣综合利用技术、太阳能供电技术、BIM技术等。这些技术的推广与应用已经取得了较为显著的生态环境效益。国内绿色隧道相关工程案例分析如表3所示。

 表 3 国内绿色隧道相关工程案例分析

      4结 语

      隧道是高速公路能耗最高的构成部分，实现隧道工程的绿色建设与节能减排，是实现绿色公路建设的重要措施之一。通过调研分析可知，目前国内外隧道施工过程运用较为成熟的节能环保技术包括LED节能照明技术、照明智能控制系统、隧道通风技术、隧道弃渣综合利用技术等。随着绿色建筑行业节能技术的成熟与推广，装配式技术、太阳能供电技术、BIM技术等一些新兴的绿色建设技术开始在隧道建设工程中落地应用，有效实现了绿色隧道在全寿命周期内的资源节约、环境保护，保障了绿色隧道设计与施工过程节能技术的落地实施。

      参考文献

      [1]王随原,徐剑,黄颂昌.绿色公路建设与评价[M].北京:人民交通出版社股份有限公司.2017.

      [2]黄俊,张顶立,郑晅,等.绿色隧道建造技术研究与应用[C]//中国公路学会.2018世界交通运输大会集论文,2018.

      作者简介

      叶裕民，高级建筑师，主要研究方向为地下空间规划设计及绿色建筑。现供职于武汉市政工程设计研究院有限责任公司。