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公路隧道围岩支护施工碳排放计量及预测研究
| 论文题名： | 公路隧道围岩支护施工碳排放计量及预测研究 |
| 关键词： | 公路隧道;围岩支护施工;碳排放计量方法 |
| 摘要： | 近年来我国交通设施发展迅速，正处于公路建设高峰期，作为一个多山国家，我国隧道占公路里程三分之一，公路隧道繁荣发展，改善了交通出行，带来了便利。但是，公路隧道施工需要消耗能源与材料，向大气中排放大量温室气体，加剧全球气候变暖。在全球温室气体减排背景下，公路隧道碳排放值得研究。围岩支护作为公路隧道施工的关键工序，其能源、材料消耗占比较大，但目前对隧道围岩支护施工碳排放计量、预测与具体减排措施关注较少。 为此，本文依托LCA理论，界定了公路隧道围岩支护施工碳排放计量范围，明确了公路隧道围岩支护施工碳排放阶段、系统边界等。提出了基于公路工程预算定额与排放系数法的公路隧道围岩支护施工碳排放计量方法，计算40组案例隧道支护施工碳排放，探明不同材料、能源与施工工序的碳排放贡献。将计算结果作为预测样本，进行公路隧道围岩支护施工影响因素相关性分析，运用线性回归方法、BP神经网络、随机森林三种方法建立了碳排放预测模型并进行对比分析与模型优选；最后针对碳排放结果提出了材料生产阶段、材料运输阶段、现场施工阶段的减排优化措施。具体工作为： 1.明确公路隧道围岩支护施工阶段工作内容，运用LCA理论，将隧道施工碳排放来源划分为材料生产、材料运输、施工作业三个阶段。以《公路工程预算定额》为基础，明确公路隧道围岩支护施工系统边界，分析了施工中的各项材料、能源清单数据。 2.提出了基于公路工程预算定额与排放系数法的公路隧道围岩支护碳排放计量方法，阐述了具体计算步骤流程。计量40组案例公路隧道围岩支护施工碳排放，进一步挖掘公路隧道碳排放影响因素，厘清了各项施工工序、材料与能源的碳排放贡献。分析了不同材料、围岩条件、埋深类型等条件碳排放具体贡献；找出支护阶段碳排放关键影响因素，为后文碳排放预测、提出减排措施提供依据。 3.确定本文采用的碳排放预测方法，分别为线性回归分析、BP神经网络与随机森林。明确公路隧道围岩支护施工碳排放影响因素，进行影响因素相关性分析与偏相关分析，以40组隧道支护施工碳排放数据作为样本，分别运用线性回归分析方法、BP神经网络与随机森林方法建立了碳排放预测模型，对各模型预测效果进行分析评价，选出公路隧道围岩支护施工碳排放预测效果最佳模型。 4.依托碳排放分析结果，结合减碳空间与实际施工可操作性，分别从材料生产阶段、车辆运输阶段与现场施工阶段提出了减排优化建议措施，为公路隧道支护低碳绿色施工提供参考。 |
| 作者： | 杜一凡 |
| 专业： | 管理科学与工程 |
| 导师： | 李红镝 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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