铁路工程绿色施工综合评价思考

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论文字数:37588 论文编号:sb2021091721520638200 日期:2021-10-02 来源:硕博论文网
文章主要内容如下: (1)通过对文献的查阅,了解铁路工程绿色施工的具体含义,介绍铁路工程绿色施工评价相关理论。以此为依据,分析我国目前铁路工程绿色施工所处的现状以及存在的不足。 (2)在以往学者的理论基础之上,结合实际工程,采用压力-状态-响应模型初步建立绿色施工评价指标体系。以问卷的形式征求专家意见,对建立的初级指标不断优化与改进,使最终建立的评价指标更具科学性、合理性。

第一章  绪论

1.1  选题背景及意义
1.1.1 选题背景
在交通运输行业中,铁路是主要的运输工具,带动沿线经济的发展。依据我国在中长期范围内发展的规划情况,到 2020 年为止,将开通四个城际快运以及铁路客运“四横四纵”的运输线路。预计即将建成的铁路运输专线可达 1.2 万公里以上,在全国范围内,铁路运输里程可达 15 万公里[1]。随着铁路的大力建设,铁路沿线的居民生活水平不断提升,带动了周边经济和产业的发展。未来几年,铁路行业将继续保持快速发展,但其发展所造成的环境问题也愈趋引发社会各界的重视。
铁路施工通常选在山区、郊外等人员较少的地区,从建设到完工的周期较长,涉及范围广,施工方法、技术较为复杂。在铁路建设过程中,需要对土体进行挖方和填埋,由此可能造成周边土体失稳,引发泥石流、土地滑坡等危害发生。在此过程中,还可能会对土壤造成污染、岩石破坏或发生水土流失。对于靠山运行的铁路,需要建设桥梁隧道。山体中没有信号,因此,还需建设信号站等配套设施。建设过程中建筑垃圾堆放,可能会造成土体结构的变化、地表植被或山体原貌破坏,需要采取有效的措施对建筑垃圾进行处理。铁路建设施工过程中,还可能会对生态环境造成严重的破坏,甚至影响周边居民正常的生活。施工建设阶段是铁路建设全生命周期中关键一步,需要建立一个符合实际情况、具有可行性的铁路绿色施工评价体系,对建设施工过程进行评价和控制,以此来减少自然资源的浪费,降低对周边环境的影响。从而在保持环境友好的情况下发展铁路行业。
1.1.2  选题意义
1.1.2.1 理论意义
在铁路建设过程中,施工阶段对环境造成的影响最大。我国为了推动可持续发展,提出绿色建筑,并出台了一系列相关政策,如《建筑工程绿色施工评价标准》及《绿色施工导则》等,对建筑绿色施工过程进行了约束。但是每个工程、行业都有其自身特性,上述规范文件在铁路绿色施工中不能照搬,需要进行调整。建立适合铁路工程绿色施工的评价体系,具有两方面理论意义。其一,现行的铁路绿色施工体系并不完备,提出的评价体系可以弥补系统研究的不足。其二,可以对铁路工程绿色施工起到规范约束作用。其三,对绿色施工标准的制定起到指导意义。
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1.2 国内外研究现状
1.2.1 国外研究现状
(1)绿色施工研究
1980 年以来,联合国提出了可持续发展的概念。之后,各国将持续发展作为建设活动的指导思想。在此基础上,提出了绿色施工,将促进可持续发展作为施工的指导依据,提高能源的利用率,节省资源,减少浪费,减少建筑垃圾,对废弃物及时进行处理,提高材料设备反复利用率[2]。1999 年《绿色建筑技术手册:设计·施工·运营》[3]的发表,推动了后期绿色施工方面的发展和进步。在这一书中,美国学者 David  A.  Gottfried 关于绿色建筑过程的全生命周期——设计、运营、建造、施工等阶段进行了分析研究。2009 年,瑞典学者 Annika Varnas在其发表论文中指出:在项目承包之前,就应该对建筑过程中使用的材料做出明确的规定。材料在满足工程质量和安全的同时,要使用环保材料,即节省能源和减少污染[4]。2016 年,在《Integrated Construction Process for Green Building》中,Yong Han Ahn 等人指出在工程项目建设阶段,如果研发整个施工过程可以让本次项目的所有相关者对绿色施工进行管理和实施[5]。2016 年,在《Facilitating effective  green  procurement  in  construction  projects:  An  empirical  study  of  the enablers》一文中,Johnny Kwok Wai Wong 提出:一般建设的绿色材料成本较贵,如果再建立一个关于绿色建材的整体市场,将会降低绿色建材的成本[6]。同年,Hongxun Liu 在《Incorporating energy rebound effect in technological advancement and green building construction: A case study of China》中提出绿色建筑应该在一个大的背景环境下才能快速发展和进步,比如:政策支持、价格调整、降低税收等方向支持绿色建材的发展[7]。
(2)绿色施工评价标准研究
1990 年,由英国建筑研究组颁布的“建筑研究组织环境评价法”对绿色建筑内容进行了规范。该标准主要是对整个建筑的全生命周期进行分析,从各个阶段对资源、水、土地、运输管理、原材料、环境保护、居民居住环境、安全和健康等八个方面做出了规定[8]。1998 年,由美国颁布的能源及环境设计先导一文对材料、土地、水能源利用、资源以及生态环境的保护等方面,对绿色施工环境的影响做出评价[9]。2003 年,日本的建筑协会就关于日本建筑可持续发展方面制定五分制对建筑施工整体性能及环境方面进行评价。使用“Q”和“L”两类对建筑环境进行评估。Q 代表评估建筑物的质量及安全性能。L 代表建筑物周边环境影响。除此之外,还利用系数 BEEQ /L 对整个建筑进行综合的评比[10]。2016年,在《Ecological indicators for green building construction》中,Hongxun Liu 提出数据包络分析法对建筑绿色施工分析,从而达到保护环境以及提高资源的利用率的目的  [11]。进入 21 世纪,国际标准委员会率领 29 名委员对绿色建筑建设提出了规范要求——《国际绿色施工标准》[12]。
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第二章   铁路工程绿色施工评价相关理论综述

2.1  铁路工程施工特点
(1)对沿线周边环境影响较大
铁路项目涉及的范围较广,路线较长,铁路施工可能会对周边环境造成污染,对地表植被、水体、土壤、空气等会产生较大的影响。
(2)影响施工因素较多
一般铁路建设都是在郊外、山区等露天施工,容易受到天气、周边气候、土体以及所在地风俗等多种不同因素的影响,给施工带来了不便。
(3)施工要求的技术含量较高
铁路建设项目包括多个专业,比如路桥、电力、隧道、路基、给排水、轨道、车站房屋、通信、信号塔以及其他配套设备等。涉及范围较广,技术含量高,需要各工种、行业之间相互配合,共同完成任务。
(4)建设周期长,投资的成本大,参与建设的部门较多
铁路施工涉及范围较广,可能跨越多个省份,因此需要各个部门之间相互协调,以整体利益为重。除此之外,铁路运行路线较长,建设完工所需时间较长,投资成本也较大。
(5)项目管理的信息量大
铁路建设工程浩大,因此项目信息较多,难以管理,需要建设相关部门参与管理,同时使信息实现共享,才能使工程顺利完成。
图 2-1  铁路绿色施工持续机制示意图
图 2-1  铁路绿色施工持续机制示意图
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2.2 铁路工程绿色施工
2.2.1 铁路工程绿色施工含义
绿色施工是从可持续发展的概念衍生而来的,有广义和狭义之分。广义上来说,绿色施工是建设项目整个生命周期包括设计、施工、运营、维护以及到最后的废除等阶段,采用绿色的材料、工艺、手段进行施工。从狭义来说,施工阶段以可持续发展理念进行建设,是工程建设全寿命周期过程中的一个重要组成部分,可以看作是细化的施工阶段绿色控制。2014 年,我国铁路局颁布的《绿色铁路客站评价标准》关于绿色施工提出了首个标准规范[33]:在铁路客站的建造过程中,进行合理选址,并根据选址、周边生态环境、气候等诸多因素,对客栈进行设计和建造,从节约土地、水源、建筑材料、能源以及对环境的破坏等方面,对铁路客站建设项目的全生命周期进行评价。
综上,对铁路绿色施工的概念总结如下:按照建设规范和设计要求,在满足铁路相关建筑质量安全的前提条件下,在铁路建设项目过程中,采用有效的方法和措施,实现节地、节能、节材、节水和环境保护等目标。
2.2.2  铁路工程绿色施工特点
铁路建设成本消耗高、建设周期长。采用绿色施工手段进行铁路建造,有利于传统铁路建设的改造和创新,从而达到节约资源、减少对环境破坏的目的。铁路工程绿色施工有以下几方面的特性:
(1)系统性
铁路建设项目是一个整体系统,从材料的选取到竣工验收的每个环节都可以看成是这个大系统里的一个小的环节,每一个环节都影响到施工的质量。各个环节之间又相互联系,若处理不好,则会造成资源浪费、环境污染甚至工程质量问题。
(2)社会性
铁路工程建设涉及的部门主要有五个:业主、设计、供货商、承包方及监理等单位。对于绿色施工而言,又增加了社会、政府以及群众对施工的监督,从而更好的实现节约资源和环境保护的目的。
(3)信息化
铁路工程项目一般涉及范围较广,所管理的内容较多。因此,传统铁路建设时间较长,管理较为复杂。随着科技的发展与技术的进步,绿色施工更体现在信息的管理上,以低投入、低消耗高效完成任务。
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第三章   铁路工程绿色施工评价指标体系构建 .............................. 15
3.1  铁路工程绿色施工评价指标构建原则及思路................................. 15
3.1.1  铁路工程绿色施工评价指标体系构建原则...................................... 15
3.1.2 铁路工程绿色施工评价指标体系构建流程....................................... 15
第四章  基于模糊物元铁路工程绿色施工评价模型构建 ..................................... 33
4.1  铁路工程绿色施工评价方法选取......................................... 33
4.1.1  铁路工程绿色施工评价方法对比分析.................................. 33
4.1.2 铁路工程绿色施工评价模糊物元可行性分析................................... 34 
第五章  案例演算 ........................................ 42
5.1  工程概况............................................ 42
5.1.1  项目简介............................................... 42
5.1.2  项目绿色施工实况............................ 43

第五章  案例演算

5.1  工程概况
5.1.1  项目简介
兰渝铁路横穿甘肃、四川、陕西及重庆境内,是通向西北到西南的交通要道,从兰州到重庆铁路线路总长 855.331km。穿过广元、南充,并含其相关配套工程以及兰州、重庆枢纽配套工程,建筑总长度 1179.232km,其中桥梁 205.35km,隧道 540.7km,桥隧比例 63.3%。
线路所穿城市人口较多,有着丰富的自然资源。但经济较为落后、人均生活水平较低、文化教育程度较低。铁路的建成为沿线地区开发了其矿产资源,并带动了当地旅游业的发展。除此之外,还对当地居民外出打工提供了便捷通道,为沿线居民提供了便利的出行条件。在很大程度上促进了沿线周边城市的发展。图5-1 即为兰渝铁路具体线路图。
图 5-1  兰渝铁路平面示意图
图 5-1  兰渝铁路平面示意图
从兰渝铁路段选取王家河隧道标段,对标段线路绿色施工水平进行评价。该标段以陕西省汉中市宁强县广坪镇王家沟为起点,终点位于四川省广元市朝天区花石乡小湾子头村,线路长度 7752 米。该段周边有高山以及深谷,因此有明显的地区特性,高山与山地两地气候极端。
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第六章  结论与展望

6.1 结论
在铁路建设全生命周期中,施工阶段最为重要。本文对铁路绿色施工水平进行评价,从而建立符合我国铁路工程绿色施工的评价体系,提高我国铁路工程绿色施工水平,促进我国铁路建设与环境的友好协调发展。文章主要内容如下:
(1)通过对文献的查阅,了解铁路工程绿色施工的具体含义,介绍铁路工程绿色施工评价相关理论。以此为依据,分析我国目前铁路工程绿色施工所处的现状以及存在的不足
(2)在以往学者的理论基础之上,结合实际工程,采用压力-状态-响应模型初步建立绿色施工评价指标体系。以问卷的形式征求专家意见,对建立的初级指标不断优化与改进,使最终建立的评价指标更具科学性、合理性
(3)通过模糊与物元理论相结合建立铁路工程绿色施工水平评价模型,并采用层次分析法确定各个指标的权重。以兰渝铁路为实例进行分析,应用建立的指标以及评价体系对兰渝铁路的绿色施工水平进行评价,找到影响绿色施工水平的主要因素,提出针对性的修改意见,并利用 PDCA 循环进行优化。通过案例证明所建立模型的可用性,为在建以及拟建铁路工程提供理论依据。
参考文献(略)