连载丨绿色施工在京张高铁中的应用（1）

1  工程概况

京张高速铁路又名京张客运专线，是一条连接北京市与河北省张家口市的城际高速铁路，正线全长174 km（全线共设10个车站），全线一桥、三隧、四站为重难点工程。一桥为官厅水库特大桥，三隧为清华园隧道、新八达岭隧道、正盘台隧道，四站为清河站，八达岭长城站，张家口站，太子城站。

2  绿色设计的技术措施

2.1  路基边坡绿色防护设计

2.1.1  路堤边坡防护减少圬工防护设计

高速铁路路堤边坡一般采用骨架、空心砖等混凝土实体结构防护，重点地段或车站采用生态袋护坡防护，鉴于高速铁路路堤填筑所选用填料的工程性能、颗粒粒径级配条件较好，边坡自稳性强，设计对路基边坡防护结构进行了创新，将常规采用的骨架护坡、空心砖等实体防护结构，调整为大截面框架结构，框架内种植灌木，大幅增加了坡面绿色植物防护的占比，减少了边坡实体防护结构的混凝土用量。

2.1.2  岩质路堑边坡生态防护设计

目前高速铁路硬质岩路堑边坡基本采用混凝土框架格梁、空窗式护墙等实体结构防护，通过实地调查北方已竣工或在建的高铁项目，根据工点区域地层岩性的特点，在已有的喷播及生态袋防护技术的基础上，进一步加强、优化了结构，提出GPI岩质路堑边坡植被建造技术及锚拉式岩质边坡绿色防护技术。

2.2  区间线路绿化林设计

选取不同色彩的植物与城郊风光段、关塞风光段、大泽风光段、燕北风光段、雪国风光段相呼应。为了更好打造绿色高铁，空闲区域增加植草措施；同时树种重点地段以常绿树种为主，一般生态地段以落叶树种为主。

2.3  站区绿化设计

站区选择具有代表性的乡土植物作为背景，配合各站区的文化元素进行绿化设计。为满足各个季节观赏性需求，大面积采用常绿植被，整体设计以绿为主。

2.3.1  城郊风光段

创造有城市文化特色的铁路景观，强调文化性，充分利用城市、铁路历史个性和文化遗产。

2.3.2  关塞风光段

注重世界文化遗产保护，强调地域和谐，减少生态干扰，表达对历史文化的尊重与再现。

2.3.3  大泽风光段

协调官厅水库水体资源风光及涵养水源功能，种植防风固沙、净化根系发达的乡土树种，呼应水库风貌，同时尽可能减少工程建设带来的水土流失。

2.3.4  燕北风光段

依托晋京冀文化交汇特点，布置地域特征树种，建立绿网交织、多元和章的景观风貌，体现塞北多民族汇聚的地域文化特征。

2.3.5  雪国风光段

依托崇礼自然丘陵地势，以大量密植的林木整齐排列，增大常绿树种比例，确保冬季观赏效果。

2.4  站房绿色设计

铁路客站作为大型公共建筑，具有一定的特殊性，如空间高、人流量大、运营时间长、能源消耗大、对城市规划及交通影响大等。其组成也较为复杂，包括出发层、到达层、停车层等等，其特点与我国已有的住宅或商业建筑有着明显的差别。铁路客站设计和建设过程中，需要注重客站的绿色化水平，需要对新技术、新材料和新设备进行积极的探索。

新建京张高铁清河站是京张高铁在北京地区的始发站之一，对于绿色可持续设计十分重视，从方案阶段即开始考虑对于环境生态及乘客的影响，对围护结构节能率模拟、自然采光模拟、售票厅和候车厅气流组织模拟等进行深入研究和创新，达到建筑绿色三星级标准。

2.4.1  围护结构节能率模拟研究

根据铁路客站的设计条件，进行三维建模，分析外墙传热系数、外窗太阳得热系数、窗墙比、外窗传热系数对于铁路客站全年累计冷热负荷的影响。

2.4.2  自然采光模拟研究

根据铁路客站的设计条件，采用采光模拟计算软件进行三维建模，分析在外窗玻璃不同可见光透过率的情况下，铁路客站的自然采光效果。

2.4.3  售票厅和候车厅气流组织模拟研究

采用FLUENT软件对项目建成后的区域室内风环境进行预测、分析及评价。精确研究流体的流动、传热和污染等物理现象，准确模拟通风系统的空气流动、空气品质、传热及舒适度等问题。

3  绿色施工的技术措施

3.1  路基

3.1.1  保水型路基绿化施工技术

路基附属施工中，采用圬工量较少的保水型生态护坡，在坡面加固完成后进行绿化施工，植物养护采用智能化养护系统，体现节能、环保理念，主要流程如图1所示。

图1  路基边坡绿化施工工艺流程

（1）保水型三联生态护坡。边坡修整完成后按照设计要求在坡面进行锚杆施工，主锚杆采用单根HRB400钢筋，直径32 mm，一般锚固深度10 m，辅锚杆采用单根HRB400钢筋，直径14 mm，锚固深度0.5~0.8 m，锚杆顺线路方向间距为3.6 m，顺坡面方向间距为4 m。

主锚杆采用C25混凝土封闭，封闭前埋设直径不小于30 cm钢护筒（3 mm厚），钢护筒嵌入坡面不小于8 cm，内壁焊接耳筋，靠近上筒口处，焊接锚杆对中支架，与土工格室及三维网交叉处现场切割缝隙，摆放平整后浇筑混凝土，顶面设置锚垫板，并进行焊接、封闭。

高强透水性土工格室选用整体性双向土工格室，格室高度75 mm，网格尺寸30 cm×30 cm，格室之间采用U形钢钉插接编制方式进行连接，通过锚杆将土工格室挂于坡面上，其上再铺设一层镀锌机编网，确保土工格室和金属网随坡就形，贴紧坡面。

挂网施工完成后进行覆土施工，采用湿法喷土与机械覆土相结合的方式在土工格室内填充土壤，覆完之后，再进行人工平整，确保每个格子内填满种植土，最后进行3层联合喷涂（基质层3 cm、种子层3 cm、微生物层3 cm）。

（2）保水型三维生态护坡。岩质边坡采用热镀锌钢丝网进行主动防护，通过主锚杆、辅锚杆将钢丝网固定于坡面上，钢丝网自上而下逐片铺设，钢丝网与坡面间隙处增加10钢筋钩，用钢筋钩将钢丝网拉紧固定在坡面上。钢丝网与钢丝网搭接处搭接长度不少于15 cm，采用直径8mm的镀锌钢丝绳间距20cm正反缝合连接。

在防护后的坡面上堆码生态袋，生态袋采用聚酯短纤纺粘非织造布，通过无妨针刺工艺经单面烧结制成，内侧保水生态膜为高密度聚乙烯土工膜，具有抗紫外线、抗酸碱、透水不透土等功能，生态袋内装填透水性良好的砂性土，视土壤情况掺入肥料，成型后袋体规格为600 mm×330 mm×150 mm，袋体砌筑时由低到高，层层错缝，袋与袋之间相接紧密，每层之间安装连结扣使得生态袋形成整体。生态袋每施工1 m高度应进行浇水预沉降，生态袋装填、垒砌完成后，利用锚杆悬挂生态袋外侧的钢丝网。

在基层施工完成后的坡面上进行苗木扦插，苗木根据华北地区冬季寒冷，夏季干旱的特点进行选择，主要灌木苗为卫矛（常绿、翅状物枝条，耐寒耐旱，分枝长约40~60 cm，高为2~3 m）、金叶女贞（高2~3 m，冠幅1.5~2 m）、红叶小檗（叶菱状卵形，长5~20 mm，宽3~15 mm，一般高约1 m）；主要花种为月季（常绿、半常绿低矮灌木，四季开花，一般为红色，或粉色，偶有白色和黄色，观赏价值高）、波斯菊（高1~2 m，根纺锤状，多须根。头状花序单生，径3~6 cm）。

（3）智能滴灌养护系统。边坡绿化采用智能化自动滴灌技术对绿植进行养护。在原有地形基础上砌筑雨水收集池，作为养护系统的蓄水装置，节约了后续人工补给水源的缺陷，体现了节能环保的观念。将蓄水池通过50PE管材（主管）、32PE管材（支管）与预埋滴灌渗水管连接，使用绑扎带将管道固定在边坡铁丝网，铺设路线设计便于冬季泄水，不需要防冻措施即可保护水管。

通过固定气象站及坡面上安装的3个土壤含水率传感器对空气温度湿度、风速风向、土壤温湿度等数据进行采集，以太阳能电池板为电源，实时监控空气、土壤湿度。当湿度小于设定值时，智能滴灌系统自动将预存水通过滴灌或喷淋的方式喷洒至坡面，有效保证绿植成活率的同时，避免出现坡面冲刷现象。

3.1.2  节地施工技术

怀来梁场存梁区及生产车间，多跨度制、存梁台座合并使用，将场内19.5 m、23.5 m及31.54 m存梁区合并，轨枕预制车间与钢筋加工车间合并，节约耕地约20亩。为保证生产结束后的场地复垦，将材料库及办公区合理布置后，腾出12亩地进行复垦土的存放，最大化地合理利用土地。

3.1.3  声屏障技术

京张铁路全封闭、半封闭式声屏障在传统声屏障的基础上融入了老京张铁路的文化元素。声屏障采用钢筋混凝土框架形式，既便于维护，又符合京张文化需求。直立式声屏障设计从自然、简约、与桥墩墩体混凝土、路基防护整体色调保持一致，采用中间通透亚克力板，两侧金属板材自然色。