地铁绿色施工评价研究

姚良云 朱月月 李晓娟

福建农林大学交通与土木工程学院

0 概述

随着我国社会、经济发展和文化的繁荣，越来越多的人口迁移到城市，导致城市交通需求的膨胀。与其他交通方式相比，城市地铁交通以其交通量大、能耗低、污染小的优点被国家所重视。但是，由于地铁线路建设周期长、缺乏有效的保护手段，进而给环境、交通和居民生活带来了诸多不便。

城市轨道交通建设采用绿色施工，以弥补传统建设的不足，这对促进城市轨道交通的健康快速发展具有重要意义。随着绿色建设的大力推进，对地铁绿色施工的评价有效地将绿色施工与实际项目相结合，切实解决施工过程中的各类问题，为绿色施工奠定了一定的理论基础。

为了推动绿色施工，国内学者对绿色建筑评价进行了积极的研究。1994 年，加拿大学者Chris Bmdshaw 首先提出了绿色交通的概念[1]。后续的相应理论在可持续发展概念的指导下，减小排放的发展模式也是城市交通的发展趋势。Charles J．Kibert 提出了可持续建筑理论，目的是以可持续发展的理念指导项目建设，努力发挥工程建设在环境保护和资源保护方面的潜力[2]。陈晓红、王爽等用层次分析法建立绿色建筑评价指标，利用该分析法进行相应的工程评价[3]。通过对国内外相关绿色建筑评价文献的阅读和分析，研究地铁绿色建筑评价具有重要意义。

针对国内外的文献，本文主要将这些相关理论联系实际工程项目，从实际出发，对青岛1号线的施工过程进行分析，进而达到理论联系实践的目的，并评估青岛1号线的施工过程。

1 地铁绿色施工评价

城市地铁项目绿色施工评价的对象是整个绿色施工过程，通过对城市地铁项目绿色施工评价对象的研究，构建一套全面、完整的城市地铁项目绿色施工评价指标体系，可以为城市地铁交通项目的绿色施工活动提供一定的理论依据，并对其施工活动有指导与规范的作用。

1.1 指标体系构建方法

本文拟采用“压力—状态—响应”（PSR）框架构建城市地铁项目绿色施工评价体系，调查研究方法用于识别相应的压力指标、状态指标和响应指标，反映压力表面可能影响生态系统的人类活动以及受到影响后的生态系统能源资源和环境的变化。

1.2 地铁绿色施工评价指标的选取

1.2.1 压力指标

（1）设施设备因素：①环保设备使用率；②设备数量的优化。

（2）技术因素：①绿色施工新技术；②场地布置的合理性。

1.2.2 状态指标

（1）能源、资源消耗：①能源消耗情况；②场地占用情况；③水资源利用情况；④材料使用情况。

（2）环境破坏：①空气污染；②噪声污染；③固体废弃物污染。

1.2.3 响应指标

（1）管理措施：①绿色施工培训制度；②绿色施工组织管理。

（2）技术措施：①场地布置调整措施；②节水措施；③节材措施；④污染控制措施。

根据上文可建立一个详细的评价指标体系框架，见图1。

1.3 地铁绿色施工评价的方法

考虑到城市地铁交通项目绿色施工评价的以上问题，不难发现该评价过程具有很大灰色性，且其评价过程的依据大多数为不完全信息[4]。灰色理论在处理灰色信息方面具有极大的优势。

本文拟采用灰色关联度分析法[5]，通过不同因素之间的灰色关联来表现因素之间的关系，进而分析出因素发展的相近程度。该方法有利于缓解评价数据的不完备，对数据要求较低，更适合对地铁施工进行评价分析。

图1 地铁工程绿色施工评价指标体系框架

1.4 地铁绿色施工评价模型的建立

以施工实施现状结果和图1地铁工程绿色施工评价指标体系为基础，结合灰色关联分析法建立评价模型。

灰色关联分析法步骤：

（1）根据确定的分析指标体系，收集数据

设n个数据序列形成如下矩阵：

其中m为指标个数，

（2）确定参考数据列

以各指标的最优值（或最劣值）构成参考数据列，记作：

（3）对指标数据进行无量纲化

常用的无量纲化方法有均值化法（见（1-1）式）、初值化法（见（1-2）式）和变换等。

（4）绝对差值

即逐个计算每个被评价对象指标序列（比较序列）与参考序对应元素的（k=1,…,m,i=1,…,n,n为被评价对象个数）

（5）确定

（6）计算关联系数

由（1-3）式，分别计算每个比较序列与参考序列对应元素的关联系数。

（7）计算关联序

计算指标与参考序列对应元素的关联系数的均值，并称其为关联序，记为：

（8）当各指标对综合评价发挥不一样的作用时，需对关联系数求取加权平均值，如（1-6）式：

（9）依据关联序，得出分析结果

2 地铁绿色施工评价实证分析

2.1 基于灰色关联分析法的青岛1号线项目绿色施工评价

（1）确定指标集

根据上述的地铁工程绿色施工评价指标体系，分为三层指标：

一级指标：S={A,B,C}={压力指标，状态指标，响应指标}

二级指标：A={A1,A2}、B={B1,B2}、C={C1,C2}

三级指标：A1={A11,A12}、A2=(A21,A22}、B1={B11,B12,B22,B24}、B2={B21,B22,B23}、C1={C11,C12}、C2={C21,C22,C23,C24}

（2）确定评价集

该案例确定的评价集G={低，中，较高，高}，在评价过程中，15 名地铁相关专业人士对青岛地铁一号线的三级指标进行评价，结果见表1。

表1 三级指标评价表

（3）将以上表格进行整理，得到指标的隶属度矩阵：

（4）确定参考数据列：

{X0}={0．6，0．8，1，0．6，0．7，1，0．5，0．6，0．7，0．8，1．1，0．9，0．6，0．8，1，0．5，1．2}

表2 数据计算表

（5）求最小值：

依据（1-5）式，

取ρ=0．5，得

同理得出其他各关联系数，见表3。

表3 关联系数值

（6）计算关联系数的均值：

当各指标同等重要（不考虑权重），这四个被评价等级按照大小排序依次为高、较高、一般、差，即由此可知青岛地铁一号线绿色施工水平较高。

（7）绿色施工综合评价结果分析

本文基于灰色关联法对青岛地铁1号线项目施工过程进行绿色评价，得到的各指标关联系数的均值，从而对绿色施工水平进行等级评价。结果显示，该项目整体上达到了绿色施工的要求。但是从本文建立的绿色施工评价等级情况看，还存在着个别因素影响着项目的绿色施工评价，下文将对青岛1号线施工存在的不足进行分析。

2.2 青岛1号线施工存在的不足

通过上述评价方法分析可知，青岛1 号线施工有以下不足之处：

（1）青岛地铁1号线的路线长，沿线环境比较复杂。施工过程中涉及多条地下管线开挖，土方运输和物料加工、防尘，加强绿化和辅助施工，在此过程中消耗了过量的水。 此外，工人违规操作、设备无效运作[6]。因此，该项目在能源消耗和用水量方面未达到预期的目标，导致能源消耗。

（2）青岛地铁1 号线绿色施工管理措施系统发现该项目没有成立专门的绿色施工管理组织，绿色施工培训体系投入不多，实施效果一般，培训内容未反映在具体操作中，导致许多行为不按规定运作。

2.3 提高地铁施工绿色性的建议

2.3.1 地铁施工绿色性建议

（1）在城市地铁项目实施初期，必须考虑施工方案的绿色化，引入新的绿色施工技术、合理的场地布局、培养工人的绿色意识，完成项目的绿色施工规划。在项目建设期间，要注意实施初步规划及反馈实施，并及时作出调整。从优化城市地铁项目绿色施工方案入手，在规划的早期阶段做好工作，最大限度地减少城市轨道交通项目施工前端产生的环境压力，注重施工过程的绿色管理[7]。

（2）在城市地铁项目建设的全过程中，要采取绿色建设管理措施和技术措施，建立专业的绿色施工管理监督队伍、绿色施工培训体系、系统能源消耗体系；利用技术以及相应的管理措施，达到节约能源资源，减少污染的目的。

2.3.2 青岛1号线绿色施工措施建议

（1）节水措施

第一，在施工期间不断优化节水施工过程；第二，在进行喷洒或者工业用水时，尽量不用市政自来水，可以利用二次加工符合要求的水，以节省水资源；第三，现场设备、车辆清洗水必须设置循环水设备；第四，确定国内和工程用水的配额指标，并分别作为评估的重要指标进行衡量[8]。

（2）材料措施

第一，在审查图纸时，检查材料用量是否合理；第二，根据实际材料的损耗量和储存量，安排材料采购；第三，减少长途材料运输，选择距离近的材料采购地点；第四，保证物料运输工具合适，装卸方式合理，减少损坏和溢出；第五，采用技术和管理手段，提高物资周转次数。

（3）区域措施

第一，办公和生活区域应合理安排，尽量使用轻钢活动材料搭建板房；第二，在较长时间的施工现场，按照绿色施工的要求合理规划避开绿地；第三，施工现场车辆的出入口避免设置在车道上，避免施工车辆对交通秩序的影响[9]。

（4）环保措施

第一，防尘：运输建筑垃圾时，施工现场入口和出口设置洗车槽；第二，噪声和振动控制：采取噪声和振动隔离措施，合理安排施工时间，减少噪声污染对居民影响；第三，光污染控制：夜间户外灯均配有灯罩，光线传输方向集中在施工区域；第四，水污染防治：针对不同污水设定相应的处理措施，对于有毒有害的液体废物，如化学品，及时收集并按规定处理，避免污染水资源[10]；第五，土壤保护：回收有毒有害废物；第六，建筑垃圾控制：建筑垃圾在现场垃圾站进行分类和收集，并集中运输；第七，保护地下设施和文物：在施工前进行适当的调查，施工中发现文物应立即停止操作，并通知当地文物局[11]。此外，要贯彻项目施工人员的有序工作和水电设施的安全，防止施工事故和能源资源的浪费。

3 结语与展望

本文通过对城市地铁交通项目绿色施工进行评价，得到了影响绿色施工的关键因素，并提出针对性的有效措施，不仅能极大改善施工方在施工中的“非绿色”行为，还能将项目与绿色施工有效结合，促进城市地铁建设的可持续发展。以青岛1 号线地铁施工为例，通过调研和文献查阅结合灰色关联法评价了青岛1 号线的施工，并结合相应文献的调查结果，给出了该地铁线路施工过程中的不足。在后续的研究中，应引入实际的量化模型，给予绿色施工具体的评价标准，利用最后的数据为绿色施工评价带来更加精确的评价结果，并给出相应的控制措施。但是，不同的项目具有不同的项目特征和差异，因此所采取的措施具有局限性；随着科学技术的发展，使绿色建筑技术、设施设备、管理系统等也有所改进，虽然基于大量的数据采集和数据研究，提出了相应的措施，但未来工作仍需要进一步改进。