一种生态隧道的构建方法.pdf

本发明公开了一种生态隧道的构建方法，属于地下工程等领域。构建方法包括隧道绿化植物的筛选、植物营养供给链的构建、隧道照明采光及植物生长光的筛选、眩光隔离、植物及营养供给的维护和隧道消防。该方法既能改变目前隧道内部环境单调、景观匮乏的现状，又能大大提高隧道防渗护壁的安全性能，为隧道内行车提供舒适的环境和良好的视觉景观，达到立体生态、照明、防渗护壁及景观效果的整体和易性与稳定性的目的。本发明充分拓展了太阳能的利用空间，采用转化、输送、存储相结合的能源收集处理系统，配备感温、电控相接合的双控火灾探测系统以及轻水泡沫或超细干粉灭火装置，急剧地降低了隧道运营的管理成本，从整体上降低地下隧道工程的建设成本。

1.  一种生态隧道的构建方法，其特征在于该构建方法包括：
(1)筛选隧道绿化植物，所筛选的隧道绿化植物为适宜在隧道环境下生长，且为根系不发达，生命力强，四季常青的单一种类，或两种及两种以上的攀缘类植物；
(2)构建植物营养供给链，隧道内侧壁从下到上设置两层以上的营养供给链，营养供给链由链接或螺栓连接的斗型容器组成；
(3)隧道照明采光及植物生长光的筛选，利用太阳能来供给植物生长所需的光照和隧道内照明；
(4)隔离眩光，在植物生长灯上设置防眩隔离罩，或规划植物群落层来吸收和遮挡眩光；
(5)维护植物及营养供给，维护植物及营养供给是指更换死亡或超年限植物、供给植物生长的养分、杀虫剂和回收枯枝败叶；
(6)隧道消防，隧道内采用感温、电控相接合的双控火灾探测系统以及轻水泡沫或超细干粉的灭火装置。

2.  根据权利要求1所述生态隧道的构建方法，其特征在于：各斗型容器内部紧贴隧道壁的一侧，垂直设置有植物营养基质层、防水层、疏水层、隔根层，且疏水层、隔根层设置在防水层与植物营养基质层之间，隔根层设置在疏水层和植物营养基质层之间。

3.  根据权利要求1所述生态隧道的构建方法，其特征在于：所述的植物生长采用光照为单一的、波段为640-660nm红光或单一的、波段为430-450nm蓝紫光，或者是红光和蓝紫光的混合光。

4.  根据权利要求1所述生态隧道的构建方法，其特征在于：所述的超年限植物是指生长期达到一定年限后使得植物根茎叶超出营养供给链承载能力的植物。

5.  根据权利要求1和3所述生态隧道的构建方法，其特征在于：斗型容器远离隧道侧壁的一侧通过螺栓连接倾斜的玻璃纤维薄板，且玻璃纤维薄板的坡脚与斗型容器的开口缘平齐。

一种生态隧道的构建方法
技术领域
本发明公开了一种生态隧道的构建方法，属于地下工程等领域。
背景技术
随着国家交通运输网规划的逐步实施，交通运输线急剧增加，地下隧道工程建设规模与数量随之增长，地下工程生态、环保和安全的理念日益凸现。国家正在推进实施“国土绿化工程”和“建设绿色走廊”的建设理念，通过建设绿色交通体系，来实现城市交通的可持续发展，这充分反映了国家对工程建设环境方面的高度重视和要求，对地下隧道工程而言，在保证隧道工程安全的条件下，实施地下隧道工程的生态化是地下交通工程建设健康发展的必然需求。
目前，地下隧道工程的美化大多采用在其内壁粘贴装饰材料或粉刷涂料，但未能掩饰其负面影响：一方面，生硬单调且封闭的隧道内壁，易与灯光造成不协调，产生光污染，强光、弱光等与行车的视觉环境交错，易引起司机眩晕、眼睛疲劳，从而急剧地提高了交通事故的发生几率；另一方面，隧道内部汽车尾气浓增、粉尘颗粒富集、渗出液汇聚等，使得隧道疏排等负荷急速提高，从而环境污染问题日益严重。此外，隧道内部回音振荡，共振叠加现象频繁，各频段声波激振共存，易造成强烈的噪声污染，给予刺耳烦躁的听觉冲击，导致事故频发。因此，构建设施布局合理、结构体系完整、景观视觉与生态功能相统一的多层次、多元化的生态型隧道，是地下隧道工程建设可持续稳定发展的必然趋势。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明的目的在于提出一种既能够解决传统隧道的景观和视觉缺陷，又能解决现有隧道的环境污染和隧道渗漏问题，并提出一种简单实用、结构稳定、环保节能的生态隧道构建方法。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种生态隧道的构建方法，该构建方法包括：
(1)筛选隧道绿化植物，所筛选的隧道绿化植物为适宜在隧道环境下生长，且为根系不发达，生命力强，四季常青的单一种类，或两种及两种以上的攀缘类植物。
(2)构建植物营养供给链，隧道内侧壁从下到上设置两层以上的营养供给链，营养供给链由链接或螺栓连接的斗型容器组成。各斗型容器内部紧贴隧道壁的一侧，垂直设置有植物营养基质层、防水层、疏水层、隔根层，且疏水层、隔根层设置在防水层与植物营养基质层之间，隔根层设置在疏水层和植物营养基质层之间。斗型容器远离隧道侧壁的一侧通过螺栓连接倾斜的玻璃纤维薄板，且玻璃纤维薄板的坡脚与斗型容器的开口缘平齐。
(3)隧道照明采光及植物生长光的筛选，利用太阳能来供给植物生长所需的光照和隧道内照明。所述的植物生长采用光照为单一的、波段为640-660nm红光或单一的、波段为430-450nm蓝紫光，或者是红光和蓝紫光的混合光。
(4)隔离眩光，在植物生长灯上设置防眩隔离罩，或规划植物群落层来吸收和遮挡眩光；
(5)维护植物及营养供给，维护植物及营养供给是指更换死亡或超年限植物、供给植物生长的养分、杀虫剂和回收枯枝败叶，所述的超年限植物是指生长期达到一定年限后使得植物根茎叶超出营养供给链承载能力的植物。
(6)隧道消防，隧道内采用感温、电控相接合的双控火灾探测系统以及轻水泡沫或超细干粉的灭火装置。
由于采用了以上技术方案，一方面攀缘植物能够沿着植物营养供给链装置布满整个隧道壁，为车辆在隧道内通行营造一种和谐的景观环境；另一方面，利用太阳能来辅助隧道内的电网照明，节省能源和运营成本。
本发明的优点
本发明采用装置简单、工艺简便、景观效果好，特别适合隧道等大型构筑物的景观改善工程，体现以下优点和有益效果：
1.体现了国家工程建设的理念
国家正在推行实施“国土绿化工程”和“建设绿色走廊”的建设理念，在隧道内种植绿色植物体现了国家工程建设的理念，实现交通景观工程的可持续发展。
2.实现了隧道生态景观和整个交通景观的和谐
隧道作为整个交通体系的一部分，其内部生态植被完善了整个交通体系的景观，减少了隧道的负面影响，使单调生硬的隧道融入到整个交通绿化中，给隧道的使用者-司机和乘客提供一个优美宜人、舒适和谐的行车环境。
3.实现了经济效益、生态效益和社会效益的最优化
植物营养供给链，可利用城市的固体废弃物和农村的农作物的纤维秸秆制作；植物所需的营养基质可用农村沼气池的废渣和污泥制作，在实现隧道生态景观的同时，也使资源变废为宝，降低地下隧道工程的建设成本。另外，通过特殊的转换装置，将清洁廉价的太阳能转换成植物生长所需光照和隧道照明，既增加景观效果，又节省国家电网电源，节约资源、降低费用。
4.该构建方法可达到以下有益效果：
(1)良好的景观效果。改变常规隧道呆板生硬的状况，绿化植物与灯光和谐的组合，使隧道内充满绿意和生机，有利于改善隧道生态环境，美化隧道景观，实现人与生态隧道的和谐相处；
(2)净化空气。隧道绿化植物有利于吸收汽车尾气、灰尘等有害物质，减少大气污染，增加隧道内的氧气含量；
(3)防眩光。隧道内原有的光滑易反光装饰材料被一种柔性植物所取代，避免隧道照明灯和汽车照明灯产生眩光，同时和谐的景观环境也缓解了司机的眼睛疲劳，为隧道内行车提供一种良好的视觉环境；
(4)吸收噪音效果好。隧道壁和顶部布满的绿化植物，减缓了隧道壁的坚硬程度，能够吸收隧道内的噪音，减少噪声污染；
(5)改善了行车状况。反射到人眼里的植物光，其颜色的变化诱导和预示了隧道的线性变化，提高了隧道内行车的安全程度；
(6)对车体的缓冲作用。当由于意外事故而使车体与隧道壁发生冲击时，柔性的生态植被可降低车辆和驾驶员的损坏程度；
(7)具有防护功能。传统的隧道内饰不易满足防水、抗裂、节能、环保和景观的效果，而植物能够吸收对混凝土有腐蚀性的气体和液体，对混凝土强度的衰减起到了抵制作用，对隧道的耐久性起到了维护作用。
生态隧道的构建，对隧道内生态平衡起着积极推进作用，实现隧道内生态、景观、照明、防护的协调发展，使得隧道的使用寿命更长、环境更美、行车更舒适，达到投资、维护更省的最终目标，是一种环境效应显著的构建方法。
具体实施方式
1.筛选隧道绿化植物
根据隧道所处地理位置的气象、水文、地质条件筛选根系不发达，根的作用力对隧道壁影响小、生命力强，四季常青的单一种类，或两种及两种以上的、能间隔生绿的攀缘类植物，且筛选隧道绿化植物最适宜在隧道环境下生长兼有吸收汽车尾气、粉尘颗粒等功能，如爬山虎和紫藤等。即种植的单一植物能确保四季常青，而两种及两种以上的植物是具有不同的发绿季节且能确保隧道四季常绿。
2.构建植物营养供给链
(1)构筑植物营养装置
隧道内侧壁从下到上壁设置两层以上的营养供给链，营养供给链由链接或螺栓连接的斗型容器组成，各斗型容器内部紧贴隧道壁的一侧垂直设置有植物营养基质层、防水层、疏水层、隔根层，且疏水层、隔根层设置在防水层与植物营养基质之间，隔根层设置在疏水层和植物营养基质层之间。该装置能盛装足够的植物生长所需的营养基质，以及利于植物根系和茎延伸的适宜空间和构造，并具有防渗护壁的作用。具有质轻高强、环保、耐久性好、耐腐蚀的特性，能和隧道壁有良好的粘结性和稳定性，能满足植物根的向重力性及互通性和茎的向上攀缘性的要求。
(2)营养供给链的固定
营养供给链通过螺钉或粘结剂使其和隧道壁牢固地连接在一起，构成一个稳定的整体。斗型容器远离隧道侧壁的一侧通过螺栓连接着倾斜的玻璃纤维薄板，且玻璃纤维薄板的坡脚与斗型容器的开口缘平齐，能够隔离植物的落叶，防止落叶落到通道上，使得落叶滑向植物营养供给装置内，腐烂后可作植物生长的营养物质。
3.隧道照明采光及植物生长光的筛选
隧道照明采光及植物生长光的筛选，是把清洁可再生的太阳能引入隧道，实现太阳能在隧道内利用。当隧道长度不大于60m时，在隧道外面设置太阳能收集和转化装置，通过该装置筛选出植物生长所需波段的光，并采用光导管将其传输到隧道内部；当隧道长度大于60m时，考虑到光的衰减，可通过太阳能收集和转化装置将太阳能转换成电能，供给隧道内安装的植物生长灯和隧道灯，来辅助完成电网照明。植物生所需要波段的光为单一的、波段为640-660nm红光或单一的、波段为430-450nm蓝紫光，或者是红光和蓝紫光的混合光。
4.隔离眩光
植物生长所需的光大多是红光和蓝紫光，而红光和蓝紫光容易刺激人的眼睛。为削弱或屏蔽照到人眼里的光强，防止植物生长所需的光对司机产生眩晕，确保行车安全。需在植物生长灯上安置防眩隔离罩，或规划立体的植物群落层来吸收和遮挡眩光。
5.维护植物及营养供给
维护植物及营养供给是指更换死亡或超年限植物、供给植物生长的养分和回收枯枝败叶。种植装置通过活动链接进行连接，方便植物的更换、固定和移动以及营养物质的供给。植物在隧道内生长到一定年限，植物生长所需的营养物质可能匮乏，而植物腐枝败叶提供的养分又难以维持植物的生长所需，所以需要重新对植物营养供给链进行营养供给；同时植物达到一定年限后，植物的根茎叶超出营养供给链的承载，需要对超年限植物进行改换。所以用链接或者螺栓对营养供给链装置进行连接，方便以后进行移动、更换。
6.隧道消防
隧道内采用感温、电控相接合的双控火灾探测系统以及轻水泡沫或超细干粉灭火装置，该装置设置手动泡沫喷淋系统和消防软管卷盘。另外在隧道口附近设置的高位水池需储存消防的全部用水量，与常规隧道相比，应增加一些消防易燃植物的用水，同时消防设施的布置间距可在原有基础上减小5m。设置手动泡沫喷淋系统和消防软管卷盘的目的是方便非专业消防人员的操作和使用。因此，对原有隧道消防设施进行改造和完善，使得满足隧道内的消防需求避免造成隧道破坏和影响正常运营。