城市道路盾构隧道建设期碳排放核算及估算指标研究.pdf

第1期（总第232期）2024 年 2 月CHINA MUNICIPAL ENGINEERINGN o.1 (S e r i a l N o.2 3 2)F e d.2 0 2 494城市道路盾构隧道建设期碳排放核算及估算指标研究姚 坚 上海市城市建设设计研究总院（集团）有限公司，上海 200125摘要：结合漕宝路快速路等上海市城市道路盾构隧道工程，基于工程量清单计价模式，提出盾构隧道建设期碳排放核算方法、分部分项工程划分原则。对盾构隧道碳排放主要来源及占比进行分析，得到盾构隧道建设中人工、材料和机械碳排放的占比。采用相同分析方法，对多项工程案例进行碳排放核算，得到不同直径盾构隧道的每延米碳排放量估算指标。分析结论表明，盾构隧道建设过程中，建材、机械和人工各部分的碳排放占比分别约为82.7%，16.8%和 0.5%。管片和内部结构所采用的钢筋、混凝土，始发接收加固的水泥，是盾构隧道碳排放构成的主要来源。随着隧道外径增大，每延米盾构隧道碳排放量也逐步增加。管片外径为 1115 m 的盾构隧道，每延米碳排放量指标约为 61 21389 566 kg CO2e。关键词：盾构隧道；建设期；碳排放核算；估算指标中图分类号：U455 文献标志码：A 文章编号：1004-4655（2024）01-0094-05收稿日期：2023-11-16作者简介：姚坚（1981），男，高级工程师，硕士，主要从事隧道与地下工程结构的研究和设计。DOI:10.3969/j.issn.1004-4655.2024.01.021全球气候变化形势严峻的背景下，实现碳达峰、碳中和目标已成为减缓气候变化的共识。中国政府也提出了“双碳”目标。交通基础设施在建设、运营及养护活动中，需要消耗大量能源、资源，是人类社会生产过程的主要碳排放源头之一。交通运输部科学研究院研究指出我国交通运输行业碳排放是仅次于工业、建筑领域的第三大碳排放源1。其中，隧道工程是交通基础设施的重要组成部分，隧道的资源和能源消耗使用密度明显高于其他基础设施。因此，推动交通基础设施的低碳改造，推进交通基础设施生态建造势在必行。结合目前隧道碳排放计算的研究成果，部分学者2采用生命周期分析方法，测算各项工程的碳排放量。ABOLHASANI3通过施工现场监测数据，对施工机械的碳排放进行研究。金海等4运用BIM 技术对建筑材料进行辅助统计，计算建筑材料全生命周期的 CO2排放量。郭春等5使用数据清单和排放系数评估隧道施工期碳排放的计算方法，对不同施工工序和材料能源对碳排放的贡献进行分析。樊婧6提出以城市地下交通基础设施施工周期内的碳排放分析框架，采用定额清单分析的方式对施工阶段的工程碳排放量进行研究。基于全生命期理论，借鉴了工程量清单预算定额计价模式，提出了适用地铁盾构施工碳排放测算模型和框架7。1 市政交通基础设施碳排放核算方法关于市政交通基础设施碳排放核算，不同分析方法的理论基础均来源于全生命期分析方法，并在此基础上针对不同的工程类型和特点，延伸出排放系数评估法、基于工程量清单的定额模式分析法（以下简称“定额清单分析法”）等。排放系数法是指通过构建隧道生命周期内消耗各类建筑材料和能源的清单，将建材和能源的消耗量分别乘以对应的碳排放因子并累加，即可得到隧道整个生命周期产生碳排放的总体水平。“定额清单分析法”与此类似，即借鉴预算定额计价模式，采用工程量清单统计建材和能源消耗，进而得到相应工程的碳排放总量。特定工程的工程量清单、定额计价等资料，对建设期所采用的主要建材和辅助材料、不同工法所使用的机械设备、不同材料运输方式等能源消耗的差异，均能够相对准确和全面的有所反映。对于市952024 年第 1 期姚坚：城市道路盾构隧道建设期碳排放核算及估算指标研究政交通基础设施工程，采用“定额清单分析法”，具有一定的合理性和准确性。本文采用“定额清单分析法”，以漕宝路快速路新建工程盾构隧道为主，对碳排放主要来源及占比进行分析。同时，采用相同分析方法，对其他案例进行分析，以期得到不同直径盾构隧道的每延米碳排放量估算指标，供同类盾构工程进行借鉴。1.1 全生命期碳排放阶段划分结合市政交通基础设施工程建设特点，根据全生命期碳排放理论，将碳排放核算按以下 4 个阶段划分：建材生产及运输阶段、建造阶段、运行阶段、拆除阶段。建筑物在与其有关的建材生产及运输、建造及拆除、运行阶段产生的温室气体排放的总和，以CO2表示8，即为建筑全生命期碳排放。1.2 建设期碳排放模型及边界首先，确定需要进行碳排放研究的分部分项工程范围。以初设概算或施工图预算工程量清单为基础，可以得到相对准确、全面的工程量。其次，以预算定额为基础，根据不同的施工方法、措施项目等内容，确定相应的施工机械及能耗、人工工时等数据。最后，将计算范围内所涉及的建材生产及运输、建造活动等相关的全部材料及能耗进行统计，并将能源与材料消耗量与 CO2排放相对应的系数相乘，即得到量化的建筑物建设期碳排放。综上，本文提出如下碳排放计算模型及流程，见图 1。确定工程范围编制工程量定额清单统计建材种类及用量确定建材运距机械及能源消耗量机械台班及工时人工碳排放因子能源碳排放因子单位建材运距碳排放因子考虑建材生产工艺的碳排放因子原材料生产阶段碳排放量建材运输阶段碳排放量机械施工能耗碳排放量人工消耗碳排放量建设期碳排放总量图 1 定额清单分析法计算模型及流程本文所涉及的碳排放计算边界，考虑了市政交通基础设施在原材料生产和运输、建造过程等相关活动的碳排放。市政交通基础设施的运维管理复杂，设计使用年限也较长，各方面影响因素较多，因此，本文暂不探讨运行和拆除阶段的碳排放核算。建材生产和运输阶段碳排放量 Cjc，按式（1）计算。Cjc=Csc+Cys=MiFi+MiDiTini=1ni=1 （1）式中：Csc为建材生产阶段碳排放量，kg CO2e；Cys为建材运输阶段碳排放量，kg CO2e；Mi为第 i 种主要建材的消耗量；Fi为第 i 种主要建材碳排放因子，kg CO2e/单位建材数量；Di为第 i 种建材平均运距，kg；Ti为第 i 种建材的运输方式下，单位重量运输距离的碳排放因子，kg CO2e/（tkm）。机械能源消耗、台班及工时碳排放量，由分部分项工程、措施项目的能耗、人工工时消耗共同组成，按式（2）计算。Cjz=Ejz,iEFini=1 （2）式中：Cjz为建筑建造阶段碳排放量，kg CO2e；Ejz,i为建筑建造阶段第 i 种能源总用量，kWh 或 kg；EFi为第 i 类能源的碳排放因子，kg CO2e/kWh 或kg CO2e/kg。建造阶段总能源用量按式（3），（4），（5）计算。Ejz=Efx+Ecs=Qfx,i ffx,i+Qcs,i fcs,ini=1ni=1 （3）ffx,i=Ti,jRj+Ejj,iki=1 （4）fcs,i=TA-i,jRjki=1 （5）式中：Ejz为建筑建造阶段总能源用量，kWh 或kg；Efx为分部分项工程总能源用量，kWh 或 kg；Ecs为措施项目总能源用量，kWh 或 kg；Qfx,i为分部分项工程中第 i 个项目的工程量；ffx,i为分部分项工程中第 i 个项目的能耗系数，kWh/工程量计量单位；Qcs,i为措施项目中第 i 个项目的工程量；fcs,i为措施项目中第 i 个项目的能耗系数，kWh/工程量计量单位；Ti,j为第 i 个项目单位工程量第 j 种施工机械台班消耗量，台班；Rj为第 i 个项目中第 j 种施工机械单位台班的能源用量，kWh/台班；Ejj,i为第 i 个项目中，中小型施工机具不列入机械台班消耗量，但其消耗的能源列入材料的部分能源用量，kWh；TA-i,j为第 i 个措施项目中单位工程量第 j 种施工机械台班消耗量，台班；i 为分部分项工程（或措施）的项目序号；j 为施工机械序号。人工工时碳排放量 Crg，按式（6）计算。Crg=TrgWFi （6）式中：Crg为人工工时碳排放量，kg CO2e；Trg为各962024 年第 1 期姚坚：城市道路盾构隧道建设期碳排放核算及估算指标研究分部分项工程、措施项目累计消耗总工日，工日；WFi为人工碳排放因子，可按 0.46 kg CO2e/工日计。2 工程概况上海市漕宝路快速路新建工程西起嘉闵高架立交，东至漕宝路与桂平路交叉口，途经松江区、闵行区和徐汇区 3 个行政区，总长约 7.18 km。本工程道路等级为城市快速路，主线设计速度 60 km/h，匝道 3040 km/h。本工程主线隧道盾构段分东、西 2 段，均为双向 6 车道，盾构段总长约 4.20 km。盾构段自西向东共设置 4 座工作井，分别为蒲汇塘工作井、外环1 号工作井、外环 2 号工作井及合川路工作井。东、西 2 段盾构隧道最大埋深分别约为 30 m 和 35 m。2.1 工程及水文地质特性地勘报告显示，本工程沿线属滨海平原地貌类型，场地地基土在 90 m 深度范围内均为第四系松散沉积物，属滨海平原相，全线主要由饱和黏性土、粉性土及砂土组成。根据场地土层分布情况，拟建工程沿线主要以正常沉积区为主，局部区段为古河道沉积区，土层分布存在一定变化。根据工程地质性质，由上至下依次发育的土层为：1-1层杂填土（Q43）、1-2层素填土（Q43）、1层褐黄灰黄色粉质黏土（Q43）、3层灰色黏质粉土（Q43）、层灰色淤泥质粉质黏土（Q42）、T层灰色砂质粉土（Q42）、层灰色淤泥质黏土（Q42）、T层灰色砂质粉土（Q42）、1层灰色粉质黏土（Q41）、1T层灰色砂质粉土（Q41）、3层灰色粉质黏土（Q41）、4-1层灰绿色粉质黏土（Q41）、4-2层灰绿色砂质粉土（Q41）、1层暗绿色粉质黏土（Q32）、2层草黄色黏质粉土夹粉质黏土（Q41）、1层草黄灰黄色砂质粉土（Q32）、1T层草黄灰黄色黏质粉土与粉质黏土互层（Q32）、2层灰黄灰色粉砂（Q32）、2-2层灰色砂质粉土夹粉质黏土（Q32）、层灰色粉砂（Q31）。盾构穿越范围土层大致为层灰色淤泥质黏土至2层粉砂。2.2 盾构段结构形式1）盾构管片结构。盾构段隧道采用单孔双层形式，管片结构外径为 15 m，厚度为 0.65 m，中心环宽 2.0 m。管片采用钢筋混凝土结构，混凝土强度标号 C60,采用 HPB300、HRB400 级钢筋。纵、环向连接螺栓性能等级分别为 6.8 级、8.8 级，钢材牌号为 Q235B。剪力销、定位棒等构件为满足抗剪设计要求的 PVC 材质。2）隧道内部结构。隧道内部结构分为上、下2 层，见图 2。其中，“口”形构件、下层车道板、上层车道板、上层防撞侧式为预制结构。下层牛腿、立柱基座、上层车道板端梁为现浇结构。内部结构混凝土强度等级为 C40，同样采用 HPB300、HRB400 级钢筋。现浇基座现浇基座现浇梁现浇牛腿现浇防撞侧石现浇防撞侧石上层预制车道板预制小板预制防撞侧石预制立柱下层预制车道板“口形预制构件道路中心线盾构中心线图 2 盾构隧道管片及内部结构3）始发接收加固。为保证盾构段隧道始发、接收安全，洞口止水可靠，采取工作井洞口地基加固措施。始发、接收端地基加固体长度 16 m，宽度27 m，加固深度为盾构结构顶面以上 6 m 至底面以下 6 m 范围。地基加固采用 D850600 mm 三轴搅拌桩，水泥掺量 20%。外侧 2 排加固体采用套接1 孔法，内部加固体搭接 250 mm。三轴搅拌桩加固体与工作井之间采用一排高压旋喷桩，进行加强止水和连接。高压旋喷桩形式为 D800500 mm，水泥掺量 25%。4）壁后注浆。根据盾构隧道结构尺寸、埋深、穿越地层土性，结合地面建筑环境条件等综合考虑，本工程采用泥水平衡盾构，盾构推进过程中要求进行壁后注浆。根据注浆量和注浆压力控制同步注浆过程，以减少盾尾通过后隧道外围形成的空隙，减少隧道周围土体变形。根据环境条件和沉降监测结果确定，必要时进行 2 次注浆。同步注浆材料采用单液浆，浆液主要材料为砂、粉煤灰、膨润土、石灰和水等。972024 年第 1 期3 碳排放核算及分析3.1 材料、机械碳排放占比分析漕宝路快速路新建工程包括道路、桥梁及隧道3 种结构类型的分部工程。通过对工程所有人工、材料和机械使用情况进行统计，并对其占比进行分析，得到相应的材料、机械种类和碳排放累计占比和单项占比情况。根据国家现行标准要求，碳排放核算所选主要建筑材料的总重量不应低于建筑中所耗建材总重量的 95%。对于采用工程量清单进行碳核算分析的项目，所统计的建材总量相对准确，能够达到国家标准相关要求。目前，相对于民用建筑碳排放研究成果而言，国内关于市政基础设施碳排放的研究成果较少。市政基础设施建造中，所采用的建材类型及种类繁杂、施工机械等也具有一定的特殊性。特别是盾构隧道所采用的建材和机械更具特点。为提高碳排放核算成果的全面性，本文研究中考虑了盾构隧道工程量清单所涉及的全部主材（钢筋、水泥、混凝土、注浆、防水材料）及数百项辅材，共计 436 项。根据不同材料数量与碳排放因子的乘积，得到建材总碳排放量。按照不同材料的碳排放量进行排序和统计，结果表明，累计材料种类达到 118 项的碳排放量之和即可占到总碳排放量的99.5%。除此而外的 318 项材料均可作为辅材不予考虑。同样，对于工程量清单所涉及的 343 项机械及碳排放量进行排序。结果表明，累计机械种类达到 172 项的碳排放量之和即可占到总碳排放量的99.5%。除此而外的171项机械可不予考虑。见表1。表 1 工程碳排放源分析人工人工0.46 kg CO2e/工日材料材料碳排放累计占比/%95.095.099.099.099.5单项材料碳排放占比/%0.1818.200.030.180.010.03材料项目号 i139408990118材料种类共计/项436（其中，99.5%的累计材料种类 118）机械机械碳排放累计占比/%95.095.099.099.099.5单项机械碳排放占比/%0.1517.400.030.130.020.03机械项目号 i1834884149172机械种类共计/项343（其中，99.5%的累计机械种类 172）基于以上研究成果，今后类似项目可根据工程类比，适当缩小材料和机械种类的计算范围，便于工程项目的前期碳排放估算研究。3.2 盾构隧道分部、分项工程划分结合盾构隧道结构形式、工程量清单、工程经济概算等因素，提出了相应的分部分项工程分类原则，便于此类项目在设计、施工各阶段的碳排放分析及核算，见表 2。表 2 盾构隧道分部、分项单位工程分部工程分项工程单位长度碳排放量/（kg CO2em-1）碳排放源盾构隧道盾构掘进盾构机用电量同步注浆2 次注浆18 381材料能源、机械台班、人工钢筋混凝土管片不同直径（材料）管片43 762内部结构预制内部结构现浇内部结构28 712横通道冻结法联络通道机械法联络通道始发接收加固高压旋喷桩水泥土搅拌桩20 619合计111 475漕宝路盾构隧道为单孔双层隧道，上、下层车道板间设有逃生通道，无需设置联络横通道。3.3 碳排放源占比分析按照人工、材料、机械能耗进行分类，对盾构隧道的碳排放源进行占比分析。部分主要材料用量和施工机械能耗用量及碳排放因子，见表 3、表 4。表 3 部分主要材料用量及碳排放因子材料名称规格材料用量碳排放因子/kg CO2e水泥/t42.5 级86 692.9870.30钢筋混凝土管片/m3C60 P1259 465.0644.84热轧带肋钢筋/t(HRB400)3640 mm24 291.12 340.00预拌抗渗混凝土(泵送型)/m3C35 粒径525 mm68 282.2295.00热轧工字钢/kgQ235B753 644.42.34粉煤灰/t55 016.81.50管片连接螺栓/kg8.8 级、6.8 级283 059.4 3.03 膨润土/kg1 943 310.00.041表 4 部分施工机械能耗及碳排放因子机械或设备能耗规格能源用量/台班碳排放因子/（kg CO2e/台班）能源类型电动多级离心清水泵200 mm280 mm 以下8 515.5287.2电能交流弧焊机32 kVA65 007.678.1电能双头车DCY70 型12 648.3141.3柴油双重管旋喷桩机80010 019.4150.5柴油电瓶车45 t1 286.2619.7电能履带式起重机15 t6 182.191.4柴油电动空气压缩机6 m3/min5 090.8174.0电能轴流通风机100 kW1 485.8537.6电能注：表中碳排放因子根据电能、柴油碳排放因子换算为相应的台班碳排放因子；电能碳排放因子为 0.809 5 kg CO2e/kWh，柴油为 3.096 kg CO2e/kg，每台班为 8 h。盾构隧道的管片及内部结构主要由钢筋混凝土姚坚：城市道路盾构隧道建设期碳排放核算及估算指标研究982024 年第 1 期构成，同步注浆和始发接收加固需要用到大量水泥。盾构隧道涉及的其他材料种类较多，包括遇水膨胀橡胶等防水材料，剪力销、定位棒等塑材，其碳排放总量也占有相当比例。施工过程中所需要的机械主要包括施工和运输机械，施工机械按照不同能耗方式又可分为电力、柴油机械 2 种。运输所产生的碳排放主要由材料运输和土方外运构成。施工过程中的土方及材料运输也将产生一定量的碳排放。将建设期所用到的建筑材料用量与相应的碳排放因子相乘，可得到建筑材料碳排放总量。将施工机械能耗与碳排放因子相乘，可得到施工过程中机械能耗所产生的碳排放。根据工程实际情况，对碳排放源占比进行分析，见表 5。表 5 工程碳排放源占比分析类别碳排放量/(万 t CO2e)占比/%备注材料32.082.7主要为钢筋、混凝土和水泥机械6.516.8包括施工、运输机械人工0.20.5合计38.7100.0将主要材料、机械类型进行细分，见图 3。其他 11%混凝土 20%材料运输 4%土方外运 2%柴油机械 2%电力机械 9%水泥 17%加固、同步注浆钢筋/钢材35%图 3 细分碳排放源占比饼图分析结论如下。1）盾构隧道工程中消耗的材料碳排放仍占绝大部分，其占比达到总碳排放量的 82.7%。主要材料包括钢筋、混凝土和水泥，占比分别为 35%、20%和 17%；其他材料占比为 11%。2）机械能耗产生的碳排放约占总碳排放量的16.8%。其中，柴油机械能耗 2%，电力机械能耗 9%，材料运输能耗 4%，土方外运 2%。3）人工碳排放占比较小，仅为 0.5%。4 盾构隧道碳排放量估算指标目前，国内采用盾构法设计的城市道路隧道外径主要有 11.36 m、14 m、15 m 3 种。采用前述方法对上海已建和在建的 3 条盾构法隧道（隆昌路隧道、龙水南路隧道、漕宝路隧道）进行分析，得到单位长度碳排放量和每万元碳排放量 2 种估算指标，见表 6。表 6 不同直径盾构隧道碳排放量估算指标项目名称隆昌路隧道盾构段龙水南路隧道盾构段漕宝路隧道盾构段盾构外径/m11.361415盾构掘进/（kg CO2em-1）14 90222 21421 837管片结构/（kg CO2em-1）30 44536 36939 118内部结构/（kg CO2em-1）11 59216 39723 861进出洞加固/（kg CO2em-1）4 2743 9254 749单位长度碳排放量/（kg CO2em-1）61 21378 90589 566每万元碳排放量/（kg CO2e/万元）2 9252 4463 315由表 6 可知结论如下。1）随盾构隧道外径增大，单位长度盾构隧道的碳排放量也相应增加。管片外径为 11.36 m、14 m、15 m 的盾构隧道，其单位长度碳排放量依次为 61 213 kg CO2e、78 905 kg CO2e 和 89 566 kg CO2e。2）管片结构仍是盾构隧道碳排放的主要来源。隆昌路隧道盾构段、龙水南路隧道盾构段和漕宝路隧道盾构段，管片结构碳排放量与总碳排放量的占比依次为 50%、46%和 44%。小直径盾构隧道的管片结构碳排放占比要高于大直径盾构隧道。3）以上 3 条隧道，内部结构碳排放量与总碳排放量的占比依次为 19%、21%和 27%。小直径盾构隧道的内部结构碳排放占比要低于大直径盾构隧道。5 结语基于工程量清单计价模式，提出盾构隧道建设期碳排放核算方法、分部分项工程划分原则。对盾构隧道碳排放主要来源及占比进行分析，得到盾构隧道建设中人工、材料和机械碳排放的占比。采用相同分析方法，对多项工程案例进行碳排放核算，得到了不同直径盾构隧道的每延米碳排放量估算指标。主要结论如下。1）可基于工程量清单计价模式，对盾构隧道建设期碳排放进行核算。盾构隧道分部分项工程建议按照盾构掘进、钢筋混凝土管片、内部结构、横通道、始发接收加固进行划分。盾构掘进主要考虑的分项工程包括盾构机用电量、同步注浆和 2 次注浆。钢筋混凝土管片可按照不同外径进行分类。内部结构分为预制结构和现浇结构。横通道按照施工方法分为冻结法和机械法。接收始发加固按照不同姚坚：城市道路盾构隧道建设期碳排放核算及估算指标研究（下转第 103 页）1032024 年第 1 期综上所述，路堑开挖后，土体产生卸荷回弹，引起坡体变形，数值模拟结果与实测值的相对误差在 1.02%22.71%，相对误差随监测点的深度而增大。整体而言，误差依旧保持在较小范围。5 结语以某公路工程为实际背景，本次研究基于正交试验设计、BP 神经网络算法与数值模拟相结合的方法，对边坡土体力学参数进行反演，并应用于边坡位移预测，得到具体结论如下。1）正交试验设计，能够用较少的试验取得多因素交互作用下、全面试验中尽可能充分的信息。尤其在对边坡开挖后，影响因素较多的工况中，运用该方法能够在工程实践中，高效低成本地获得土体力学参数。2）本次研究通过 FLAC3D 软件，建立了某公路边坡的数值模型。选取了具有代表性的 4 个土体力学参数，分别为变形模量数 K、卸载-再加载模量数 Kur、黏聚力 c、内摩擦角，设计 16 组数据。通过第一级开挖的水平位移监测结果反演出土体参数，并结合数值模拟计算对第二级开挖的位移进行预测。数值模拟所得位移值与实测值的相对误差在1.02%22.71%。参考文献：1 MOHAMMAD R,HAERI S M.Evaluation of behaviors of earth and rockfill dams during construction and initial impounding using instrumentation data and numerical modelingJ.Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering,2017,9(4):709-725.2 秦忠诚,于鑫,李青海,等.围岩力学参数对巷道变形与破坏影响的正交数值模拟试验研究 J.采矿与安全工程学报,2016,33(1):77-82.3 王哲,涂敏,李利青.小回沟煤矿基于正交试验设计的岩体力学参数反演 J.采矿与安全工程学报,2018,35(2):397-401.4 黄耀英,孙冠华,李春光,等.基于实测变形的雾江滑坡体弹-黏塑性参数反馈 J.岩土力学,2017,38(6):1739-1745,1780.5 王峰,周宜红,赵春菊,等.基于改进粒子群算法的混凝土坝热学参数反演研究 J.振动与冲击,2019,38(12):168-174,181.黄凯：基于 BP 神经网络的公路高边坡力学参数反演与位移预测加固类型进行分类。2）盾构隧道建设过程中，建材、机械和人工各部分的碳排放占比分别约为 82.7%，16.8%和0.5%。管片和内部结构所采用的钢筋、混凝土，始发接收加固的水泥，是盾构隧道碳排放构成的主要来源。钢筋（含钢材）、混凝土和水泥的碳排放占比分别达到 35%、20%和 17%。3）随着隧道外径增大，每延米盾构隧道碳排放量也逐步增加。管片外径为 11.36 m、14 m 和15 m 的盾构隧道，每延米碳排放量指标分别约为61 213 kg CO2e、78 905 kg CO2e 和 89 566 kg CO2e。4）小直径盾构隧道中，管片结构的碳排放量占比较高，内部结构的碳排放量占比相对较低，反之亦然。参考文献：1 交通运输部综合规划司,交通运输部科学研究院.交通运输碳达峰、碳中和知识解读 M.北京:人民交通出版社,2021.2 DONG Y H,JAILLON L,CHU P,et al.Comparing carbon emissions of precast and cast-in-situ construction methods:A case study of high-rise private buildingJ.Construction&building materials,2015,99:39-53.3 ABOLHASANI S,FREY H C,KIM K,et al.Real-world in-use activity,fuel use,and emissions for nonroad construction vehicles:a case study for excavatorsJ.Air repair,2008,58(8):1033-1046.4 金海,杨静,李晓辉,等.基于 BIM 的建筑材料碳排放计量与实例分析 J.水泥技术,2020,(2):54-58.5 郭春,徐建峰,张佳鹏.隧道建设碳排放计算方法及预测模型 J.隧道建设(中英文),2020,40(8):1140-1146.6 樊婧.地下交通基础设施施工周期内的碳排放核算分析 J.建筑施工,2018,40(10):1818-1820.7 皮膺海.盾构隧道施工碳排放测评研究 D.南昌:南昌大学,2016.8 建筑碳排放计算标准:GB/T 513662019S.北京:中国建筑工业出版社,2019.（上接第 98 页）158ABSTRACTSshield tunneling machines.Key words:quasi rectangular shield machine;cutterheadlayout plan;cutter head drive with telescopic function;sandy formationResearch on Carbon Emission Accounting&Estimation Indicators during the Construction Period of Shield Tunnels on Urban RoadsYAO Jian(Shanghai Urban Construction Design&Research Institute Group Co.,Ltd.,Shanghai 200125,China)Abstract:Based on the bill of quantities pricing model,this paper proposes a method for calculating carbon emissions during the construction period of shield tunnels and the principles for dividing sub projects,taking into account the shield tunnel projects on urban roads such as Caobao Road and Expressway in Shanghai.Analyze the main sources and proportions of carbon emissions from shield tunnels,and obtain the proportions of carbon emissions from labor,materials,and machinery in shield tunnel construction.Using the same analysis method,carbon emissions were calculated for multiple engineering cases,and estimated indicators for carbon emissions per linear meter of shield tunnels with different diameters were obtained.The analysis conclusion shows that during the construction of shield tunnels,the carbon emissions from building materials,machinery,and labor account for approximately 82.7%,16.8%,and 0.5%,respectively.The steel bars and concrete used in the segments and internal structures,as well as the cement used for initial reinforcement,are the main sources of carbon emissions in shield tunnels.As the outer diameter of the tunnel increases,the carbon emissions per linear meter of shield tunnel also gradually increase.A shield tunnel with an outer diameter of 11 15 m has a carbon emission index of approximately 61 213 to 89 566 kgCO2e per linear meter.Keywords:shield tunnel;construction period;carbon emission accounting;estimating indicatorsBackward Propagation Neural Network-Based Mechanical Parameter Inversion&Displacement Prediction of Highway High SlopesHUANG Kai(Guiyang Urban Construction Investment Group Co.,Ltd.,Guiyang 550014,China)Abstract:This study takes a highway high slope as the object,and selects the Duncan-Chang model to establish numerical simulation based on the geological conditions of the region.Through the design of orthogonal experiments,combined with the back analysis of slope displacement monitoring data using BP neural network algorithm,four important slope mechanical parameters are obtained.The results of numerical simulation calculation are close to the measured deformation monitoring data.The research results show that the displacement of the slope can be predicted within a small error range through the comprehensive application of several methods.This conclusion has important reference value for the application of slope protection and early warning technology.Key words:deformation monitoring;neural network;numerical simulation;back analysis;slopeResearch on the Control Scheme of Modern Tram Signal SystemFU Ming-hua