生命周期评估与从业者视角整合下的高速铁路隧道施工碳排放驱动因素研究

《Environmental Challenges》：Integrating Life Cycle Assessment with Practitioner Perspectives on Carbon-Emission Drivers in High-Speed Rail Tunnel Construction

　　

高速铁路隧道施工需要大量的材料和能源，然而量化的碳热点可能与从业者对排放影响的认知存在差异。本研究将施工阶段生命周期评估(LCA)与Q方法(Q methodology)相结合，应用于泰国4.1公里双线Khlong Phai隧道。系统边界包括上游材料生产、材料运输至现场以及现场施工；柴油和购入电力被视为现场施工中的能源输入。28名项目专业人员对31个感知排放驱动因素进行了排序。总排放量为124.25百万千克二氧化碳当量(kg CO₂eq)（30,304 kg CO₂eq/m），其中材料生产占90.46%。预拌混凝土、结构钢和钢筋分别贡献了37.03%、23.59%和13.17%。Q方法分析识别出七种观点；两个单一排序因子仅被解释为个体涌现视角。预定义的交叉对照显示，混凝土、钢材和炸药呈现直接收敛，喷射混凝土和柴油呈现部分收敛，而交通运输呈现对比性证据。独立且相反的±20%参数情景并未逆转三个主要材料热点，但该确定性检验并不能建立概率稳健性。该集成方法区分了量化的环境重要性与感知的排放影响，并为后续的技术、经济、安全、可行性和碳减排评估提供了筛选证据。

高速铁路（HSR）隧道施工需要消耗大量混凝土、钢材、骨料、燃料和电力，产生大量温室气体（GHG）排放。尽管已有生命周期评估（LCA）研究识别出材料生产为主要排放源，但量化碳热点与从业者对排放影响的感知可能不一致。现有研究很少将量化评估与系统化从业者视角结合，也缺少透明可复现的交叉对照方法。因此，研究人员以泰国Khlong Phai隧道为案例，该隧道为4.1 km双线单洞，采用新奥地利隧道法（NATM），整合施工阶段LCA与Q方法（Q methodology），旨在量化碳排放、识别从业者观点，并比较两种证据流。该研究由Kitsakorn Srichanchai等完成，发表于《Environmental Challenges》。

方法方面，研究人员采用收敛混合设计。LCA部分遵循ISO 14040/44，数据来自2024年6月至2025年5月的项目记录，包括工程量清单、图纸、日报、运输和电力记录等。功能单位为完成双线隧道每延米，系统边界涵盖上游材料生产、材料运输和现场施工（柴油和购入电力）。Q方法部分，从文献和项目文件中提炼31条陈述，招募28名项目专业人员排序，并通过Ken-Q软件进行主成分分析。此外，对预拌混凝土、结构钢和钢筋三种主导材料的排放因子（EF）进行了±20%的确定性敏感性分析。

结果如下：

3.1 施工阶段碳清单与排放热点：总排放量为124.25百万kg CO₂eq，折合30,304 kg CO₂eq/m。材料生产占90.46%，现场柴油和电力占9.19%，运输仅占0.35%。预拌混凝土贡献最大（37.03%），其次为结构钢（23.59%）和钢筋（13.17%），三者合计73.79%。喷射混凝土（7.34%）、柴油（6.33%）、乳化炸药（5.19%）和电力（2.87%）为其他显著来源。

3.2 Q方法因子解与从业者观点：七因子解解释82.50%方差，其中五个因子由两个以上定义排序支持，F2和F6仅由单一排序定义，按涌现个体视角处理。F1为结构材料视角（十人），强调混凝土和钢铁生产；F3为结构材料与能源视角；F4为开挖与物流视角；F5为爆破与专用材料视角；F7为物流视角。F2突出地质与爆破，F6强调水系统与爆破。

3.3 从业者优先级排序与敏感性分析：加权总排序显示，钢铁生产（P04）和混凝土生产（P03）得分最高，材料生产能耗（P01）和运输燃料（P13）次之。敏感性分析显示，三种主导材料EF同时±20%时，总排放范围为105.91–142.58百万kg CO₂eq，热点顺序不变；独立和相反情景也未逆转前三名。但该确定性检验仅表明局部参数稳定性，不构成概率稳健性。

3.4 集成LCA–Q结果：预定义交叉对照显示，混凝土、钢材和炸药直接收敛，喷射混凝土和柴油部分收敛，运输呈现对比证据（LCA贡献仅0.35%，