南寧至廣州高速鐵路綠色通道設(shè)計研究

柯 堯 鮑 方 毛靜遠 石 磊

(中鐵二院工程集團有限責任公司， 成都 610031)

南寧至廣州高速鐵路綠色通道設(shè)計研究

柯 堯 鮑 方 毛靜遠 石 磊

(中鐵二院工程集團有限責任公司， 成都 610031)

鐵路綠色通道建設(shè)對于加強邊坡防護，控制水土流失，減輕生態(tài)災(zāi)害和美化路域環(huán)境具有重要作用。開展綠色通道專項設(shè)計，有助于推進我國鐵路綠色通道建設(shè)的標準化、專業(yè)化發(fā)展。文章結(jié)合南廣高鐵的工程特點開展了綠色通道專項設(shè)計研究，并針對南廣高鐵沿線地形復(fù)雜、高溫多雨、坡高土薄等自然環(huán)境特征，提出了以豆科灌木為主、模擬自然植被群落結(jié)構(gòu)等相應(yīng)的設(shè)計對策。本著系統(tǒng)性、生態(tài)性、協(xié)調(diào)性、可持續(xù)性的設(shè)計理念，介紹了綠色通道的景觀規(guī)劃、植物配置及主要技術(shù)方案，總結(jié)出系統(tǒng)規(guī)劃、協(xié)同設(shè)計、灌草結(jié)合、生態(tài)優(yōu)先、引導(dǎo)自然等設(shè)計原則。

高速鐵路； 綠色通道； 景觀設(shè)計； 綠化； 植被防護

1 工程概況

新建南寧至廣州高速鐵路黎塘西至肇慶東段，沿線跨廣西壯族自治區(qū)和廣東省，西起南寧市賓陽縣黎塘鎮(zhèn)，沿西江流域向東，經(jīng)廣西貴港市及桂平、平南兩縣，梧州市藤縣、蒼梧兩縣，廣東省云浮市郁南、云安、云城兩縣一區(qū)，肇慶市端州、鼎湖兩區(qū)，最后在肇慶東引入貴廣鐵路，正線全長400.314 km。南廣高速鐵路為雙線電氣化國家I級鐵路，設(shè)計速度為200～250 km/h，滿足開行雙層集裝箱列車運輸?shù)囊?。除隧道和橋梁跨越水域地段外，全線宜林路線長度約207 km，可綠化面積總計約374 hm2。工程建設(shè)周期長、跨度大，加劇了水土流失和環(huán)境風(fēng)險。沿線地形復(fù)雜，產(chǎn)生大量高填深挖邊坡，加之高溫酷暑，坡陡土薄，養(yǎng)護管理難[1]等特點，給綠色通道設(shè)計帶來極大的挑戰(zhàn)。

南廣高速鐵路綠色通道設(shè)計的主要內(nèi)容包括：路基邊坡綠色防護、線路綠化林、隧道洞口綠化、橋下綠化、取棄土場植被修復(fù)等。其中，路基邊坡綠色防護是此次綠色通道設(shè)計的重點和難點，綠化面積約273 hm2。

2 環(huán)境分析及對策

2.1 氣候特征

南廣高速鐵路沿線屬典型的亞熱帶季風(fēng)氣候，夏長冬暖，氣候溫和潮濕，罕見霜凍與酷熱。年平均氣溫21℃左右，年降雨量約1 300～1 700 mm，最大日降雨量200～270 mm左右。沿線地區(qū)雨季較長，雨量和光熱充沛，6～9月為暴雨多發(fā)季節(jié)，雨水對裸露邊坡的沖刷破壞比較嚴重。

2.2 土壤條件

沿線土壤多為赤紅壤、紅壤和黃壤。平原地區(qū)水稻土經(jīng)人工長期水耕熟化、改土培肥，有機質(zhì)含量及腐殖質(zhì)化系數(shù)高，土壤中氮元素含量大。自然的丘陵山地一般土淺地薄，開挖后的路塹邊坡多為生土，土壤板結(jié)成塊現(xiàn)象嚴重，有機質(zhì)含量低，保水保肥能力差。路堤邊坡風(fēng)速高于一般地面，土壤和植物水分散失快，也很難得到地下水分補充，邊坡植被恢復(fù)非常困難[2]。

2.3 水文條件

沿線區(qū)域地下水位在地表以下1～15 m，但水量水深受雨、旱季交替影響動態(tài)變化較大。地下水類型主要為孔隙潛水、巖溶水、基巖裂隙水3種，其中以巖溶水最為發(fā)育。地表水主要為溝水，溝谷中溪水及水塘水，水量隨季節(jié)變化較大，旱季缺水。

2.4 地形地貌

黎塘西至桂平區(qū)間線路經(jīng)過溶蝕平原間溶蝕孤峰槽地地貌，槽地內(nèi)多為甘蔗地和稻田，局部為殘丘，地面高程多小于200 m，地形起伏不大。桂平至肇慶區(qū)間主要為低山丘陵和中低山區(qū)地貌，山脊不明顯，山坡平緩，高程一般為30～200 m，相對高差50～100 m左右。局部地形陡峻，溝壑縱橫，懸崖陡壁，“V”形谷發(fā)育。沿線區(qū)域內(nèi)地形復(fù)雜，小氣候環(huán)境多樣。工程沿線區(qū)域光照條件充分，陰坡陽坡生態(tài)差異不太明顯，但路堤與路塹的生態(tài)條件差異較大。

2.5 植被類型

鐵路沿線平原及丘陵區(qū)喬木以常綠闊葉林為主，中低山區(qū)主要分布有杉木、馬尾松等針葉林，其他山區(qū)則為以尾葉桉、大葉桉、大葉相思為主的闊葉林及針闊混交林。林下灌叢、草叢群落穩(wěn)定，生長良好。區(qū)域森林植被覆蓋率為46%～71.9%。

沿線地形地貌變化大，平原、丘陵、山區(qū)等植物地域成片性明顯。黎塘西至貴港市大圩段DK 0+000～DK 82+000地勢平坦，土壤肥沃，植物以農(nóng)田植被為主。大圩至云浮市郁南縣平臺鎮(zhèn)段DK 82+000～DK 265+300，海拔高度逐漸下降，地形逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榈蜕角鹆?，林間植被較為發(fā)育，主要為亞熱帶常綠闊葉林及少量針闊混交林或針葉林。郁南縣平臺鎮(zhèn)至肇慶市設(shè)計終點DK 265+300～DK 455+000以亞熱帶常綠季雨林為主[3]。

2.6 設(shè)計對策

針對南廣高速鐵路沿線氣候、土壤、水文、植被、地形地貌等環(huán)境特點，并結(jié)合鐵路綠色通道的建設(shè)要求，提出相應(yīng)的設(shè)計對策，如表1所示。

表1 針對不同環(huán)境因子的設(shè)計對策

3 設(shè)計理念

3.1 系統(tǒng)性

結(jié)合南廣高速鐵路沿線不同區(qū)段的自然及社會環(huán)境特征，將全線路基邊坡綠化、站區(qū)綠化、隧道洞口綠化、橋下綠化、取棄土場植被修復(fù)等綠化工程進行統(tǒng)一規(guī)劃設(shè)計，保證全線綠化模式的統(tǒng)一性及景觀效果的連續(xù)性。

3.2 生態(tài)性

根據(jù)不同區(qū)段的環(huán)境特點選擇適宜的植物種類，避免全線植物的單一化和生態(tài)入侵種的引入，維護區(qū)域生物多樣性。同時，模擬當?shù)氐淖匀恢脖蝗郝浣Y(jié)構(gòu)，喬、灌、草、藤復(fù)層搭配，引導(dǎo)邊坡植被正向演替，促進邊坡生態(tài)修復(fù)。

3.3 協(xié)調(diào)性

綠色通道設(shè)計注重與鐵路本身的結(jié)構(gòu)及周邊環(huán)境相協(xié)調(diào)。根據(jù)不同的環(huán)境條件和工程類型，確定適宜的植物種類和配置模式，使人工植被與自然植被相融合。同時，通過借景的手法，充分展示沿途美景，形成山、水、路和諧共存的風(fēng)景線。

3.4 可持續(xù)性

根據(jù)鐵路沿線地帶性植被群落結(jié)構(gòu)和樹種組成規(guī)律優(yōu)化植物配置，選擇易成活、耐貧瘠、少病蟲害、自播繁衍能力強的植物。充分發(fā)揮植被自我維持、更新和發(fā)展的能力，以保持植被群落結(jié)構(gòu)的長期穩(wěn)定性和生態(tài)功能的可持續(xù)性發(fā)揮。

4 景觀規(guī)劃

南廣高速鐵路經(jīng)過的桂南、桂東及粵西地區(qū)，穿過或毗鄰數(shù)個國家、省級自然保護區(qū)和森林公園，生態(tài)環(huán)境優(yōu)越，生物資源豐富，自然風(fēng)光秀美，民族風(fēng)情濃郁。沿線的貴港、桂平、梧州、肇慶等多個城市旅游資源豐富，自然景觀和人文景觀獨具特色。同時，沿線的山川河流、森林植被、城鎮(zhèn)村落、民俗風(fēng)情，均體現(xiàn)出獨特的地域特征，是天然的景觀資源。

根據(jù)沿線植被、地形地貌等自然環(huán)境特點，并結(jié)合區(qū)域總體景觀風(fēng)貌，將黎塘西至肇慶東區(qū)間劃分為如下3個景觀段：

黎塘至桂平DK 0～DK 116——金色田園景觀段；

桂平至梧州DK 116～DK 237——藍色水韻景觀段；

梧州至肇慶DK 237～DK 400——綠色森林景觀段。

在3個景觀段的基礎(chǔ)上，又根據(jù)景觀敏感度的不同，分為一般景觀區(qū)和特殊景觀區(qū)。一般景觀區(qū)域主要以植被固土護坡和生態(tài)修復(fù)為主，盡量減少人工痕跡，使綠色通道與自然環(huán)境相協(xié)調(diào)。將沿線車站及重要的人口密集區(qū)作為特殊景觀區(qū)，選用部分鄉(xiāng)土花灌木進行重點綠化和美化。

整體上構(gòu)成一線(一條景觀軸線)、兩省(跨越廣西、廣東兩省)、三段(金色田園景觀段、藍色水韻景觀段、綠色森林景觀段)、四節(jié)點(貴港、桂平、梧州南、云浮)的景觀格局，如圖1所示。

圖1 綠色通道景觀結(jié)構(gòu)示意圖

5 植物選型與配置

5.1 植物選型

通過現(xiàn)場調(diào)查初選出適宜于南廣高速鐵路綠化的植物種類，并根據(jù)沿線環(huán)境特征及鐵路工程特點進行比選，優(yōu)選出一些根系發(fā)達、覆蓋度好、耐貧瘠、易于成活的植物材料，如圖2所示。優(yōu)選的植物以當?shù)剜l(xiāng)土植物為主，草本和灌木主要考慮其根系分布情況，以便充分發(fā)揮其固土護坡作用。喬木重點考慮防風(fēng)及隔音功能；藤本主要考慮其攀爬能力和垂直綠化效果。

圖2 植物選型技術(shù)路線圖

5.2 植物配置

在植物選型的基礎(chǔ)上，根據(jù)不同的景觀分區(qū)和工程類型分布進行植物配置，如表2所示。植物配置主要考慮其固土護坡、水土保持功能，并兼顧生態(tài)修復(fù)和景觀美化效果。

6 主要設(shè)計方案

6.1 路基邊坡綠化設(shè)計

路基邊坡綠化遵循植物防護與工程防護相結(jié)合的原則，根據(jù)路基邊坡工程防護形式、坡高、坡比、巖土性質(zhì)等不同，采用適宜的綠化措施，如表3所示。對站場邊坡，以及穿越城鎮(zhèn)、村莊、公路等人口密集區(qū)的重點邊坡，在灌草護坡的基礎(chǔ)上栽植三角梅、朱槿等鄉(xiāng)土花灌木，增強景觀效果，美化路域環(huán)境。

表2 全線植物配置表

表3 路基綠色防護措施匯總表

6.2 線路綠化林設(shè)計

路堤坡腳(或路塹塹頂)至用地界區(qū)域種植鄉(xiāng)土灌木或小喬木，采用內(nèi)灌外喬的綠化形式，與路基邊坡防護植被共同構(gòu)成立體復(fù)層的綠化帶，使鐵路工程與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)。

考慮到線路綠化林區(qū)域處于人工綠化植被與自然植被交界地帶，故對該區(qū)域不進行過度人工綠化，僅在必要地段栽植部分亞喬木。同時，盡量保留原有植被，并對地表進行修整，以便引入自然植被中的先鋒植物，利用生態(tài)演替規(guī)律進行植被修復(fù)。

一般路堤地段采用羊蹄甲、黃花槐等，按5 m間距進行交替種植。在低矮(邊坡高度≤6 m)的路堤坡腳以及路塹塹頂外種植夾竹桃。對坡高大于6 m的路塹邊坡，塹頂外采取植草綠化。

6.3 隧道洞口綠化設(shè)計

隧道洞口采用灌木、草本、藤本相結(jié)合的復(fù)合型綠化模式，并與相鄰的路基邊坡綠化相協(xié)調(diào)，使整個洞門掩映在自然的綠色之中。洞口一般邊仰坡采取點播灌木與噴播植草相結(jié)合的植被防護形式。對巖質(zhì)坡面及高陡擋墻，采用藤本植物進行綠化覆蓋。對個別重要的隧道洞口，在洞口兩側(cè)點綴三角梅、朱槿等花灌木，增強景觀效果。

6.4 橋梁區(qū)域綠化設(shè)計

橋梁區(qū)域綠化主要包括橋下陸域范圍的荒地及橋錐體邊坡綠化。橋錐體邊坡采用藤本進行綠化覆蓋，利用綠色植物遮蔽圬工砌體，弱化橋梁生硬線型與環(huán)境的沖突。橋下荒地通過植草綠化進行生態(tài)恢復(fù)，使人工植被與原生態(tài)植被相融合，減弱工程對動物遷移與傳播的影響，為鐵路兩側(cè)動物正常的繁衍生息提供必要的遷徙通道。

6.5 取棄土場植被修復(fù)

針對取棄土場的位置和周邊生態(tài)環(huán)境狀況，因地制宜地采取不同的植被修復(fù)措施。在平原地區(qū)，注意對基本農(nóng)田耕地的保護，盡量將棄土場復(fù)墾為耕地。對臨近自然保護區(qū)和風(fēng)景名勝區(qū)等生態(tài)敏感地段的取棄土場，結(jié)合造林綠化進行生態(tài)修復(fù)。選用速生桉、苦楝、大葉相思等耐貧瘠、生長快的林木和紫穗槐、木豆、銀合歡等具有菌根的綠肥植物進行植被修復(fù)，起到保持水土、改良土壤及生態(tài)修復(fù)的作用。

7 結(jié)論與探討

南廣高速鐵路綠色通道工程是國內(nèi)率先進行鐵路綠色通道專項系統(tǒng)設(shè)計，單獨招標并進行專業(yè)綠化施工的項目。為我國鐵路綠色通道工程的專業(yè)化、標準化建設(shè)作出了良好的探索和示范。從2009年開始綠色通道方案設(shè)計，至2014年12月26日南廣高速鐵路正式開通運營，經(jīng)過近5年的設(shè)計和建設(shè)，全線綠色通道植被覆蓋率達到100%，起到了良好的固土護坡和美化環(huán)境的效果。結(jié)合南廣高速鐵路綠色通道的設(shè)計過程和建成效果，可總結(jié)出以下幾點經(jīng)驗。

7.1 系統(tǒng)規(guī)劃

南廣高速鐵路地域跨度大，涉及工程類型多，沿線小氣候環(huán)境多樣。結(jié)合沿線不同區(qū)段的自然及社會環(huán)境特征，將全線路基邊坡綠化、站區(qū)綠化、隧道洞口綠化、取棄土場植被修復(fù)等綠化工程進行統(tǒng)一規(guī)劃，系統(tǒng)設(shè)計。使全線植物種類、建植方法、綠化措施、施工養(yǎng)護要求等協(xié)調(diào)一致。不但保證了全線景觀的整體性、連續(xù)性與協(xié)調(diào)性。也統(tǒng)一綠化技術(shù)標準，有利于進行單獨招標和專業(yè)化施工。同時，還便于進行專項管理與驗收，從而提高工程質(zhì)量。

7.2 協(xié)同設(shè)計

鐵路綠色通道工程涉及生態(tài)、道路工程、水土保持等多個專業(yè)鄰域，屬于一項系統(tǒng)性的工程。通過景觀專業(yè)牽頭，線路、路基、站場、隧道、環(huán)境評價等多個專業(yè)協(xié)同配合的設(shè)計模式，結(jié)合工程、生態(tài)、景觀學(xué)等原理，針對路基、站場、隧道等不同的工程特點進行綠色通道設(shè)計，因地制宜、統(tǒng)籌兼顧，實現(xiàn)了綠化景觀與鐵路主體工程的完美結(jié)合，充分發(fā)揮了鐵路綠色通道固土護坡、水土保持、生態(tài)修復(fù)和景觀美化等綜合功能，如圖3所示。

圖3 典型路塹邊坡綠化前后效果對比圖

7.3 灌草結(jié)合

南廣高速鐵路綠色通道設(shè)計率先踐行并全面實現(xiàn)了鐵路邊坡“灌草結(jié)合，以灌為主”的植被目標，如圖4所示，與鐵總建設(shè)〔2013〕94號《鐵路工程綠色通道建設(shè)指南》相關(guān)技術(shù)要求完全一致，具有較強的前瞻性和示范價值。實踐表明，“灌草結(jié)合，以灌為主”[4]的植被群落結(jié)構(gòu)，更有利于減少邊坡水土流失，增強坡體的穩(wěn)定性[5-6]。應(yīng)充分利用先鋒草本植物萌芽快，橫向蔓延能力強，灌木根系發(fā)達，生命周期長的特點，構(gòu)建以灌木為主的復(fù)層植被群落。通過一定的施工工藝和栽培措施，調(diào)節(jié)灌草間的生長平衡機制，避免植物間惡性競爭，促進目標植物生長[7]。

7.4 生態(tài)優(yōu)先

綠色通道工程是一項有生命的工程，不僅要保證工程短期綠化效果，更要發(fā)揮植物的長期生態(tài)效益[8]。因此，應(yīng)遵循因地制宜，適地適樹的原則，構(gòu)建生態(tài)健康、可持續(xù)性強的植物群落，提高植被自我維持、更新和發(fā)展的能力。

7.5 引導(dǎo)自然

在設(shè)計中應(yīng)根據(jù)鐵路沿線自然環(huán)境特征，順應(yīng)自然規(guī)律進行設(shè)計，巧妙利用并引導(dǎo)自然植被演替進程。例如，對環(huán)境條件適宜地段的線路綠化林、橋下荒地等區(qū)域，可借助風(fēng)力及鳥獸傳播，引入自然植被中的先鋒物種，實現(xiàn)工程創(chuàng)面的植被修復(fù)。相對于傳統(tǒng)的人工植草栽灌綠化模式，不僅節(jié)約了工程投資，也維護了區(qū)域生物多樣性。

綜上所述，鐵路綠色通道設(shè)計應(yīng)結(jié)合鐵路工程的特點，在保證安全的前提下，通過系統(tǒng)地規(guī)劃以及適宜的綠化措施，在有限的綠化用地范圍內(nèi)營造出穩(wěn)定的

植被群落。最終達到穩(wěn)固邊坡、保持水土、改善環(huán)境、防御災(zāi)害、美化路容等綜合目的，促進生態(tài)效益、社會效益和經(jīng)濟效益的協(xié)調(diào)發(fā)展。

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Green Corridor Design of Nanning-Guangzhou High-speed Railway

KE Yao BAO Fang MAO Jingyuan SHI Lei

(China Railway Eryuan Engineering Group Co.，Ltd.，Chengdu 610031，Sichuan，China)

Railway green corridor construction plays an important role in strengthening the side slope protection, controlling soil erosion, reducing the ecological disaster and beautifying the road environment. Special design of railway green corridor can promote the standardization and professional development of China railway green corridor construction. Combining with the project features of Nanning-Guangzhou high-speed railway, special design of railway green corridor is discussed. For complex terrain, high temperature and rainy regions, high slope thin soil and other natural environmental features along Nanning-Guangzhou high-speed railway, the corresponding design countermeasures, such as simulating natural vegetation community structure, depending on legume shrub and so on are proposed. Based on systematic, ecology, coordination, sustainability concepts, the landscape planning, plant configuration and major programs of the green corridor are introduced. Some design principles, such as system planning, collaborative design, combination of shrub and grass, ecological priority, nature guidance, etc. are concluded.

high-speed railway； green corridor； landscape design； greening； vegetation protection

2015-08-13

柯堯(1984-)，男，工程師。 基金項目：原鐵道部科技研究開發(fā)計劃(2006G034)

1674—8247(2016)01—0030—04

U238

A