復(fù)雜山區(qū)鐵路的綠色通道設(shè)計(jì)實(shí)錄

(中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，湖北武漢　430063)

宜萬(wàn)鐵路東起湖北省宜昌市，西至重慶市萬(wàn)州區(qū)，途經(jīng)湖北宜昌、恩施州和重慶市萬(wàn)州區(qū)所轄的十個(gè)縣市(區(qū))，線路全長(zhǎng)377 km。宜萬(wàn)鐵路是我國(guó)“八縱八橫”鐵路網(wǎng)主骨架之一，是滬漢蓉快速通道重要組成部分，也是貫通中國(guó)東、中、西部的重要交通紐帶。宜萬(wàn)鐵路貫穿武陵山區(qū)腹地，穿越之地可以說(shuō)是筑路禁區(qū)，創(chuàng)諸多鐵路史上的中國(guó)之最乃至世界之最，是目前世界上施工難度最大的鐵路，被業(yè)界稱為橋隧博物館。

1　原設(shè)計(jì)綠化措施

宜萬(wàn)線原施工圖設(shè)計(jì)綠化范圍主要是路基邊坡，隧道洞口及棄碴場(chǎng)、取棄土場(chǎng)等。

1.1　路基

Ⅰ線路基長(zhǎng)度98 km，其中路堤46 km，路塹52 km。一次復(fù)線路基長(zhǎng)度55 km，其中路堤25 km，路塹30 km。綠色防護(hù)措施如下：

(1)路堤

土質(zhì)路堤邊坡高度H<3 m時(shí)，坡面采用噴播植草護(hù)坡防護(hù)；邊坡高度H≥3 m，坡面漿砌石拱型截水骨架內(nèi)噴播植草護(hù)坡防護(hù)。

石質(zhì)路堤采用干砌石護(hù)坡或漿砌石拱型截水骨架拱圈內(nèi)干砌石護(hù)坡防護(hù)。

(2)路塹

土質(zhì)及全風(fēng)化巖層的路塹邊坡采用漿砌石拱型截水骨架內(nèi)噴播植草護(hù)坡；區(qū)間強(qiáng)—弱風(fēng)化軟質(zhì)巖層路塹邊坡軟質(zhì)巖采用漿砌石培土植草窗護(hù)坡；硬質(zhì)巖層路塹邊坡采用漿砌石護(hù)墻、掛網(wǎng)錨噴護(hù)坡以及光面爆破等，無(wú)防護(hù)措施的硬質(zhì)巖邊坡28.53萬(wàn)m2；站場(chǎng)范圍及靠近長(zhǎng)江大橋等位置強(qiáng)—弱風(fēng)化巖層路塹邊坡軟質(zhì)巖采用噴混植生護(hù)坡；同時(shí)路塹側(cè)溝外留≥2.0 m寬平臺(tái)設(shè)花壇。

1.2　隧道

(1)隧道洞口及邊仰坡

施工圖設(shè)計(jì)時(shí)，隧道進(jìn)、出口位置貫徹“早進(jìn)晚出”的原則，盡可能減少了對(duì)地表的破壞；綜合考慮地形、地貌、洞口地質(zhì)條件及附近建筑物等周邊自然環(huán)境因素，在保證結(jié)構(gòu)和運(yùn)營(yíng)安全以及排水通暢的前提下，因地制宜地采取各種新型洞門結(jié)構(gòu)，并在洞門周邊加強(qiáng)植被防護(hù)，根據(jù)地形特點(diǎn)，必要時(shí)接長(zhǎng)明洞，并恢復(fù)地表植被。

(2)隧道棄碴場(chǎng)

長(zhǎng)大隧道(>3 km)棄碴場(chǎng)，根據(jù)棄碴場(chǎng)地形和水文地質(zhì)條件，棄碴場(chǎng)設(shè)置了永久的碴場(chǎng)防護(hù)工程和排水設(shè)施，防止水土流失，碴頂面采取植草皮、復(fù)耕等恢復(fù)植被方式進(jìn)行綠色防護(hù)。長(zhǎng)大隧道棄碴場(chǎng)綠色防護(hù)共計(jì)恢復(fù)植被1 801畝，植草皮616畝。

1.3　區(qū)間線路及取棄土場(chǎng)

(1)路基兩側(cè)邊坡外植樹，全線植樹總長(zhǎng)97 864延m，62 857棵。

(2)區(qū)間取棄土場(chǎng)防護(hù)(區(qū)間路基取土場(chǎng)及長(zhǎng)度小于3 km隧道取棄土場(chǎng))，原設(shè)計(jì)為表層撒播草籽后植樹防護(hù)，Ⅰ線總面積為650 236 m2，植樹104 037棵，Ⅱ線總面積為289 729 m2，植樹64 480棵。

(3)區(qū)間改移道路綠色防護(hù)，原設(shè)計(jì)改移道路邊坡未采用綠色通道防護(hù)。

2　綠色通道變更設(shè)計(jì)

依據(jù)《鐵路工程環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范》(TB10501—98)、“鐵鑒函[2007]544號(hào)”《關(guān)于調(diào)整在建及新建鐵路綠色通道設(shè)計(jì)有關(guān)問題的通知》、“鐵建設(shè)函[2007]472號(hào)”《鐵路綠色通道建設(shè)實(shí)施指導(dǎo)意見》、“武鐵工函[2007]690號(hào)”《武漢鐵路局2007年秋季綠色通道建設(shè)實(shí)施方案》等文件要求，為貫徹落實(shí)鐵路綠色通道建設(shè)要求，推進(jìn)鐵路兩側(cè)及邊坡的綠色防護(hù)工程建設(shè)，改善鐵路沿線生態(tài)環(huán)境，對(duì)宜萬(wàn)線綠色防護(hù)情況進(jìn)行了復(fù)查清理，并根據(jù)復(fù)查清理結(jié)果對(duì)原設(shè)計(jì)綠色防護(hù)工程進(jìn)行了Ⅰ類變更設(shè)計(jì)。

2.1　設(shè)計(jì)原則

(1)十分珍惜、合理利用土地和切實(shí)保護(hù)耕地，遵循依法用地、合理規(guī)劃、科學(xué)設(shè)計(jì)的用地原則。

(2)充分考慮路基、橋梁、隧道、站區(qū)等工程的特點(diǎn)，遵循因地制宜、安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、景觀協(xié)調(diào)、易于管護(hù)和植物防護(hù)與工程防護(hù)措施綜合應(yīng)用的原則。

(3)綠色通道栽植的植物，不得對(duì)鐵路設(shè)施產(chǎn)生不良影響，不得影響鐵路運(yùn)輸安全。

(4)綠色通道建設(shè)主要在鐵路用地范圍內(nèi)進(jìn)行。

(5)宜萬(wàn)鐵路沿線多雨，植被覆蓋率高，屬宜林山區(qū)。在不改變工程結(jié)構(gòu)受力情況下，盡最大可能進(jìn)行綠化設(shè)計(jì)。

2.2　植物選擇與建植方法

(1)草種：假儉草、結(jié)蔞草、狗牙根、高羊茅、地毯草、百苜草、香根草、黑麥草、紫羊茅、三葉草、小糠草、畫眉草、竹節(jié)早、狗尾草、早熟禾等。

(2)灌木：采用觀枝干、觀葉、觀花灌木混合種植。主要品種有：紫穗槐、梔子花、南天竹、密脈木、映山紅等。

(3)藤科植物：爬墻虎、金銀花、常春藤、絡(luò)石、非洲凌霄、龍吐珠等。

(4)喬木：大葉茶、石楠球、花櫚木、水杉、馬醉木、枇杷、金花茶、粗糠柴、毛葉吊鐘花、山茶花、杜英、桂花、香樟、垂槐、松樹、桉樹等及竹類。

(5)植物建植方法：液壓噴播植草；噴混植生；種植藤科植物、灌木、小喬木；液壓噴播植草、噴混植生采用草灌結(jié)合；采用內(nèi)灌外喬。

2.3　具體要求

(1)草灌結(jié)合防護(hù)

采用液壓噴播植草，施工時(shí)草籽中加以適量灌木籽，草籽、灌木籽選用鄉(xiāng)土適宜生長(zhǎng)的品種，應(yīng)使草籽、灌木籽在坡面上分布均勻，成長(zhǎng)后便于修剪，效果美觀。

每100 m2草籽用量1 500～2 000 g；灌木參考其他線綠化經(jīng)驗(yàn)每100 m2灌木320窩，每窩2株，即640粒種子。

驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)：

噴播植草覆蓋率不少于90%。

灌木規(guī)格為生長(zhǎng)修剪后苗高0.6 m，冠幅0.25 m，枝葉相觸不相交。

(2)草灌結(jié)合、錨噴網(wǎng)結(jié)合噴混植生防護(hù)

采用噴混植生，施工時(shí)草籽中加以適量灌木籽，草籽、灌木籽選用鄉(xiāng)土適宜生長(zhǎng)的品種，應(yīng)使草籽、灌木籽在坡面上分布均勻，成長(zhǎng)后便于修剪，效果美觀。

每100 m2草籽用量1 500～2 000 g；灌木參考其他線綠化經(jīng)驗(yàn)，每100 m2灌木320窩，每窩2株，即640粒種子。

驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)：

噴播植草覆蓋率不少于90%。

灌木規(guī)格為生長(zhǎng)修剪后苗高0.6 m，冠幅0.25 m，枝葉相觸不相交。

(3)灌木及藤科植物

采用人工培育株苗進(jìn)行栽種。

路堤護(hù)道、路塹塹頂及邊坡平臺(tái)靠近邊坡1排灌木，縱向按2株灌木，1株藤科植物布置。

側(cè)溝平臺(tái)、邊坡平臺(tái)等設(shè)置種埴土溝槽，溝槽底寬0.3～0.5 m，深0.4～0.5 m；底部鋪設(shè)0.1 m砂礫石，底部預(yù)留φ0.05 m PVC塑料排水管泄水孔，沿長(zhǎng)度方向間距5 m，上覆種植土。溝槽外沿采用0.1 m厚C10混凝土板。

隧道洞口土質(zhì)邊仰坡坡頂至截水天溝間設(shè)置2排灌木，株距2.0 m，灌木規(guī)格為生長(zhǎng)修剪后苗高0.6 m，冠幅0.25 m，枝葉相觸不相交。

(4)小喬木及亞喬木

采用人工培育株苗挖穴進(jìn)行栽種，坑穴規(guī)格：(長(zhǎng))0.8 m×(寬)0.8 m×(深)0.8 m。

小喬木規(guī)格樹干高度6～10 m，亞喬木規(guī)格樹干高度<5 m；苗高1.8～2.0 m，胸徑1.5～2.0 cm，株距3.0 m。

2.4　路基綠色通道防護(hù)設(shè)計(jì)

為使綠色通道設(shè)計(jì)方案經(jīng)濟(jì)技術(shù)合理、綠化效果可靠，對(duì)原設(shè)計(jì)未防護(hù)且邊坡坡率不陡于1∶0.75硬質(zhì)巖邊坡進(jìn)行噴混植生與“噴混凝土+種植溝槽+土工網(wǎng)格+藤科植物”兩方案比較。

(1)噴混凝土+種植溝槽+土工網(wǎng)格+藤科植物防護(hù)

噴混植生：

路塹邊坡噴播植草改噴混植生；灰?guī)r地段路塹邊坡未防護(hù)地段增加噴混植生。

藤科植物：

路塹未防護(hù)坡面：采用噴混凝土+種植溝槽+土工網(wǎng)格+藤科植物進(jìn)行綠色覆蓋。

(2)噴混植生防護(hù)

噴混植生：

原大部分灰?guī)r地段路塹邊坡未防護(hù)地段，未施工的路塹邊坡、漿砌片石植草窗護(hù)坡、漿砌片石護(hù)墻及原設(shè)計(jì)路塹噴播植草護(hù)坡改噴混植生防護(hù)。

陡于1∶0.75未防護(hù)硬質(zhì)巖邊坡及已施工的漿砌石護(hù)坡、護(hù)墻、素噴、網(wǎng)噴及擋土墻、樁板墻正面等，采用噴混凝土+種植溝槽+土工網(wǎng)格+藤科植物防護(hù)。

兩方案主要工程數(shù)量比較見表1。

表1　不同方案主要工程數(shù)量比較

從表1可以看出，方案二較方案一增加噴混植生數(shù)量10.36萬(wàn)m2，減少噴混凝土及土工網(wǎng)格與藤科植物面積10.36萬(wàn)m2、減少藤科植物種植溝槽長(zhǎng)度9.6 km。

方案比較結(jié)論：

兩方案比較噴混植生方案施工環(huán)節(jié)較少，一次到位；噴混凝土+種植溝槽+土工網(wǎng)格+藤科植物方案施工程序較復(fù)雜，部分地段溝槽設(shè)置困難且存在部分側(cè)溝需要拆除重做。從經(jīng)濟(jì)方面比較，兩方案單價(jià)基本相當(dāng)。變更設(shè)計(jì)推薦采用方案二(噴混植生防護(hù))。

(3)綠色防護(hù)主要工程措施

草灌結(jié)合：已施工噴播植草在坡面上撒播灌木種子，其余在噴播施工中加入灌木種子。

噴混植生：路塹邊坡噴播植草改噴混植生1.21萬(wàn)m2；原大部分灰?guī)r地段路塹邊坡未防護(hù)地段增加噴混植生18.83萬(wàn)m2。

已施工干砌片石護(hù)坡9.96萬(wàn)m2，以及路堤靠近城鎮(zhèn)、道路(高速公路、國(guó)道、省道、縣道)、車站等地段，已施工干砌片石護(hù)坡改為漿砌片石拱形截水骨架內(nèi)草灌結(jié)合護(hù)坡。

其他陡于1∶0.75未防護(hù)硬質(zhì)巖邊坡及已施工的漿砌石護(hù)坡、護(hù)墻、素噴、網(wǎng)噴及擋土墻、樁板墻正面等，采用噴混凝土+種植溝槽+土工網(wǎng)格+藤科植物防護(hù)。

路堤護(hù)道及塹頂以外種植灌木、喬木和藤科植物。

2.5　隧道綠色通道防護(hù)設(shè)計(jì)

(1)土質(zhì)及全風(fēng)化巖層邊坡采用方格形骨架內(nèi)草灌結(jié)合防護(hù)。

(2)石質(zhì)邊坡基巖出露，在現(xiàn)場(chǎng)已按施工圖實(shí)施噴錨網(wǎng)防護(hù)基礎(chǔ)上，增設(shè)噴混植生防護(hù)。

(3)嚴(yán)重風(fēng)化的巖質(zhì)邊仰坡，在現(xiàn)場(chǎng)已按施工圖實(shí)施下部漿砌片石護(hù)坡，上部植草防護(hù)的基礎(chǔ)上，在漿砌片石護(hù)坡頂種植藤科植物攀緣覆蓋漿砌片石護(hù)坡。

(4)在現(xiàn)場(chǎng)已按施工圖實(shí)施的擋(翼)墻頂種植藤科植物攀緣覆蓋，對(duì)臨近城鎮(zhèn)及公路的洞門端墻進(jìn)行裝飾性彩繪。

(5)隧道洞口土質(zhì)邊仰坡坡頂至截水天溝之間，種植2排灌木。

(6)對(duì)臨近城鎮(zhèn)及公路的洞門端墻進(jìn)行裝飾性彩繪，可采用展現(xiàn)少數(shù)民族(土家族)風(fēng)情的背景圖畫等進(jìn)行裝飾。

2.6　橋梁綠色通道防護(hù)變更設(shè)計(jì)

(1)橋梁地段綠色通道設(shè)計(jì)范圍主要包括宜昌至萬(wàn)州段橋梁錐體邊坡，墩臺(tái)開挖影響的綠地。

(2)墩臺(tái)開挖影響的綠地采用草灌結(jié)合防護(hù)。

(3)橋臺(tái)錐體護(hù)坡采用藤科植物進(jìn)行布置。

2.7　線路及取棄土場(chǎng)綠色通道防護(hù)設(shè)計(jì)

(1)鑒于宜萬(wàn)線沿線植被十分發(fā)育，取消了原設(shè)計(jì)路基兩側(cè)邊坡外植樹。

(2)區(qū)間取棄土場(chǎng)納入本次Ⅰ類變更設(shè)計(jì)中，原設(shè)計(jì)考慮植草、植樹的取棄土場(chǎng)已滿足綠色通道要求，個(gè)別遺漏的取棄土場(chǎng)補(bǔ)充植草、植樹措施。

3　實(shí)施效果

3.1　社會(huì)效益

鐵路綠色通道工程建成后，環(huán)境得以美化，減少了疾病傳播，還可以改變沿線地區(qū)生態(tài)失調(diào)的問題，為沿線地區(qū)提供一個(gè)良好的生態(tài)環(huán)境。

3.2　生態(tài)效益

(1)保持水土

路基綠色防護(hù)和鐵路兩側(cè)綠化植樹，可以使地表徑流變緩，減少附近河流、水庫(kù)內(nèi)水的含砂量，保護(hù)各種水利設(shè)施。據(jù)測(cè)定，森林可以減少70%的土壤流失(較無(wú)植被地域)。

(2)涵養(yǎng)水源

草坪和森林具有蓄積水分、調(diào)節(jié)地表徑流的能力，具有攔截和保持地表徑流水的功能，促使更多的水下滲，補(bǔ)給地下水源。據(jù)測(cè)定：1公頃森林每年可蓄水1200m3，茂密的樹冠可以截留14%～24%的降雨量，雨水緩慢滴于林地表面，在植被和枯枝落葉的作用下，把大部分降雨吸收儲(chǔ)存于地下，在干旱季節(jié)通過(guò)林木釋放到大氣中，參加水分的循環(huán)運(yùn)動(dòng)。

(3)光合作用

草坪和森林具有光合作用的能力，能夠通過(guò)吸收空氣中的CO2并通過(guò)光合作用生成碳水化合物，釋放出氧氣，將碳儲(chǔ)存起來(lái)。根據(jù)光合作用的原理，每公頃森林一年從空氣中吸收CO2總量為16 t。

(4)促進(jìn)有機(jī)污染物的分解凈化空氣

草坪和森林可作為鋼軌與車輪之間摩擦和快速的列車產(chǎn)生的金屬、油、脂、燃料及農(nóng)業(yè)、工業(yè)的有害塵埃的過(guò)濾器，攔截和過(guò)濾徑流水和空氣中的污染物質(zhì)，1公頃森林每年可吸收有害氣體700 kg左右。森林還能夠吸滯煙灰粉塵，減弱噪聲，分泌殺菌素，殺死有害菌。

(5)促進(jìn)農(nóng)業(yè)發(fā)展

綠色通道工程建成后，將形成一條綠色長(zhǎng)龍，為沿線地區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)創(chuàng)造一個(gè)十分有利于農(nóng)作物生長(zhǎng)的生態(tài)環(huán)境。

(6)吸引野生動(dòng)物的棲息

綠色通道的建設(shè)可以吸引某些適合生存的野生動(dòng)物群落棲息。草坪生態(tài)系統(tǒng)中生存有大量的無(wú)害無(wú)脊椎動(dòng)物，如昆蟲、螞蟻、線蟲、環(huán)節(jié)動(dòng)物、軟體動(dòng)物、甲蟲、蜘蛛等，極易吸引雀形目鳥類。

[1]TB10001—2005鐵路殊路基設(shè)計(jì)規(guī)范[S]

[2]TB10501—98鐵路工程環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范[S]

[3]鐵鑒函[2007]544號(hào)關(guān)于調(diào)整在建及新建鐵路綠色通道設(shè)計(jì)有關(guān)問題的通知[S]

[4]鐵建設(shè)函[2007]472號(hào)鐵路綠色通道建設(shè)實(shí)施指導(dǎo)意見[S]