綠色公路建設(shè)理念在長益高速公路擴(kuò)容工程中的應(yīng)用

王武生

(廣東省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院股份有限公司， 廣東 廣州 510507)

1 項(xiàng)目背景

1.1 時代背景

2015年10月，十八屆五中全會強(qiáng)調(diào)，實(shí)現(xiàn)“十三五”時期發(fā)展目標(biāo)，破解發(fā)展難題，厚植發(fā)展優(yōu)勢，必須牢固樹立并切實(shí)貫徹“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享”的發(fā)展理念。這是關(guān)系中國發(fā)展全局的一場深刻變革。

為貫徹執(zhí)行綠色發(fā)展理念，2016年7月20日，交通運(yùn)輸部印發(fā)了《關(guān)于實(shí)施綠色公路建設(shè)的指導(dǎo)意見》(以下簡稱“指導(dǎo)意見”)，明確了綠色公路的發(fā)展思路和建設(shè)目標(biāo)，提出了“五大建設(shè)任務(wù)”，決定開展“五個專項(xiàng)行動”，推動公路建設(shè)發(fā)展轉(zhuǎn)型升級。該指導(dǎo)意見必將是“十三五”及今后較長一段時期內(nèi)中國公路建設(shè)的綱領(lǐng)性文件，對于全面推動公路規(guī)劃、勘察、設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)營等全過程向綠色公路轉(zhuǎn)型升級具有十分重要的引領(lǐng)意義。

1.2 項(xiàng)目背景

G5513長沙至益陽段高速公路擴(kuò)容工程(以下簡稱“該項(xiàng)目”)， 為分流長益高速公路及G319車流而新辟的另一快捷、通暢的交通要道。項(xiàng)目路線起于長沙繞城高速西北段，途徑長沙望城區(qū)、寧鄉(xiāng)市、益陽赫山區(qū)，過泉交河鎮(zhèn)后于筆架山鄉(xiāng)布置互通預(yù)留平江至益陽高速公路(以下簡稱“平益高速”)接口及該項(xiàng)目西延接口，后沿平益高速公路規(guī)劃往南接長益高速公路，對接益陽繞城高速。

該項(xiàng)目主線采用雙向六車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，設(shè)計(jì)速度120 km/h，路基寬度33.5 m，橋涵設(shè)計(jì)汽車荷載等級采用公路-Ⅰ級。其余技術(shù)指標(biāo)按JTG B01-2014《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》執(zhí)行。

2 《關(guān)于實(shí)施綠色公路建設(shè)的指導(dǎo)意見》的政策解讀

2.1 實(shí)施綠色公路建設(shè)是時代的呼喚

實(shí)施綠色公路建設(shè)是2004年提出的“六個堅(jiān)持、六個樹立”公路勘察設(shè)計(jì)理念在新時期的深化拓展，是綠色發(fā)展理念在公路行業(yè)中的具體體現(xiàn)，也是完成2020年基本建成綠色循環(huán)低碳交通運(yùn)輸體系戰(zhàn)略目標(biāo)的重要一環(huán)。

2.2 綠色公路建設(shè)的基本內(nèi)涵

綠色公路建設(shè)的提出是按照系統(tǒng)論和周期成本思想，以工程質(zhì)量、安全、耐久、服務(wù)為根本，堅(jiān)持“兩個統(tǒng)籌”，把握“四大要素”，以理念提升、創(chuàng)新引領(lǐng)、示范帶動、制度完善為途徑，推動公路建設(shè)發(fā)展的轉(zhuǎn)型升級。

2.3 綠色公路建設(shè)的五大任務(wù)、五個專項(xiàng)行動

指導(dǎo)意見要求組織開展五個方面的具體任務(wù)、組織開展五個專項(xiàng)行動(表1)，以行動促轉(zhuǎn)型，以行動促落實(shí)。

表1 五大任務(wù)及五個專項(xiàng)行動

3 基于綠色公路建設(shè)理念的長益高速公路擴(kuò)容工程施工圖設(shè)計(jì)

3.1 前期策劃

該項(xiàng)目位于湖南省經(jīng)濟(jì)最發(fā)達(dá)的長沙市西邊，受到了各級領(lǐng)導(dǎo)及沿線百姓的高度關(guān)注。初步設(shè)計(jì)階段，在總結(jié)平原微丘區(qū)特別是洞庭湖區(qū)高速公路勘察設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，提出了該項(xiàng)目勘察設(shè)計(jì)的創(chuàng)新工作計(jì)劃，并在設(shè)計(jì)過程和設(shè)計(jì)成果文件中得到了執(zhí)行落實(shí)，其中土建主體工程主要包括以下幾個方面。

(1) 勘察設(shè)計(jì)手段

① 基于高分辨率遙感影像數(shù)據(jù)的地形、地質(zhì)選線技術(shù)；② 無人機(jī)航拍測繪技術(shù)運(yùn)用；③ 建筑信息模型(BIM技術(shù))在公路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。

(2) 總體設(shè)計(jì)

① 在基本農(nóng)田路段，采用橋梁方式穿越；② 服務(wù)區(qū)選址方案，要求“近水親水”；③ 港灣式緊急停車帶，要求設(shè)置在填挖交界處。

(3) 路基路面

① 邊坡防護(hù)力求生態(tài)自然，盡可能避免采用工程防護(hù)；② 邊溝采用淺碟形邊溝；③ 土路肩采用空心磚綠化，防止雨水對路面結(jié)構(gòu)的破壞；④ 基本農(nóng)田保護(hù)方案，設(shè)置1 m矮腳墻；⑤ 透水路面。

(4) 橋梁

① 橋梁結(jié)構(gòu)與自然環(huán)境和景觀相協(xié)調(diào)；② 望城規(guī)劃區(qū)內(nèi)的橋梁設(shè)計(jì)，考慮選用與城市環(huán)境更融洽的斜腹板現(xiàn)澆箱梁，并加強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)處理；下部結(jié)構(gòu)采用線形優(yōu)美的花瓶墩或蘿卜墩；③ 橋梁布設(shè)結(jié)合農(nóng)田基本建設(shè)考慮排灌的要求；④ 進(jìn)行耐久性及全壽命設(shè)計(jì)。

3.2 基于綠色公路建設(shè)理念的長益高速公路擴(kuò)容工程施工圖設(shè)計(jì)

2016年8月至2017年1月，根據(jù)指導(dǎo)意見精神，對該項(xiàng)目施工圖設(shè)計(jì)文件進(jìn)行了專項(xiàng)修編；經(jīng)核對，在以下幾個方面執(zhí)行落實(shí)了指導(dǎo)意見精神。

3.2.1 統(tǒng)籌資源利用，實(shí)現(xiàn)集約節(jié)約

(1) 該項(xiàng)目起點(diǎn)(觀音巖互通)至黃橋大道(黃橋互通)段與望城區(qū)規(guī)劃的銀星路共用線位(圖1)，銀星路以輔道的形式布設(shè)于該項(xiàng)目南北兩側(cè)，集約利用走廊帶資源。

圖1 該項(xiàng)目與銀星路共線方案示意圖

根據(jù)望城區(qū)規(guī)劃，銀星路為城市主干路，設(shè)計(jì)速度50 km/h，單向三車道，單側(cè)路基寬19.5 m。另外，該項(xiàng)目由東往西先后與多條城市道路(含規(guī)劃)交叉，均是該項(xiàng)目上跨城市道路。

從集約利用走廊帶資源的角度出發(fā)，建議銀星路與該項(xiàng)目同步實(shí)施。但是考慮到銀星路設(shè)計(jì)工作的滯后、兩項(xiàng)目承擔(dān)的功能不同、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)也不同，在該項(xiàng)目施工圖設(shè)計(jì)過程中，為做好兩項(xiàng)目之間各個專業(yè)的有效銜接、避免工程浪費(fèi)、保證兩項(xiàng)目總體最優(yōu)，落實(shí)綠色公路建設(shè)理念，對該項(xiàng)目起點(diǎn)至黃橋大道段的總體設(shè)計(jì)做了如下處理：① 按城市道路(規(guī)劃)路基寬度及斷面形式布置橋梁跨徑，為規(guī)劃道路的實(shí)施預(yù)留條件；② 為防止以后城市道路施工過程中對該項(xiàng)目的橋梁墩柱產(chǎn)生側(cè)向沖擊等不利影響，在該項(xiàng)目的跨線橋橋面寬度外左右各2 m的下方，按規(guī)劃道路的標(biāo)高進(jìn)行土石方填筑；③ 為防止銀星路施工過程中該項(xiàng)目的邊坡出現(xiàn)塌方危及行車安全，在該項(xiàng)目的路基填方路段，按規(guī)劃銀星路相鄰路口的內(nèi)插標(biāo)高位置設(shè)置2 m寬的平臺；在該項(xiàng)目的路基切方路段，在邊溝外側(cè)設(shè)置5 m寬的平臺。

(2) 科學(xué)合理選線、布線，避讓基本農(nóng)田，對于無法繞避的基本農(nóng)田，采用橋梁方式穿越；禁止耕地超占，減少土地分割。

(3) 合理選定取棄土場位置，選址為荒山劣田，減少占用良田，并對取棄土場進(jìn)行了綠化防護(hù)，提高了土地的高效利用。

(4) 該項(xiàng)目平縱面設(shè)計(jì)時，首先改善平面指標(biāo)、保障行車安全，并降低路線縱坡、減少能源消耗。

(5) 統(tǒng)籌確定了該項(xiàng)目沿線的施工臨時便道、駐地、預(yù)制場、拌和站等，充分利用，減少重復(fù)建設(shè)。

(6) 科學(xué)選擇互通方案，主匝道向主要服務(wù)對象進(jìn)行布線，縮短主流交通的行程，減少車輛排放，低碳環(huán)保。

(7) 統(tǒng)籌布設(shè)收費(fèi)站、交警大隊(duì)、路政中隊(duì)等，充分高效利用沿線土地，嚴(yán)格保護(hù)土地資源。

3.2.2 加強(qiáng)生態(tài)保護(hù)，注重自然和諧

(1) 加強(qiáng)生態(tài)選線，依法繞避烏山森林公園、連片居民區(qū)等生態(tài)環(huán)境敏感區(qū)。

(2) 路基邊坡采用生態(tài)防護(hù)技術(shù)，該項(xiàng)目切方邊坡高度平均為4～8 m，邊坡坡率設(shè)計(jì)采用1∶1.5，全線上邊坡采用生態(tài)植被防護(hù)，合理選擇適宜的本土植物，力求達(dá)到與自然景觀渾然一致的效果。下邊坡防護(hù)根據(jù)填方邊坡高度適當(dāng)采取預(yù)制構(gòu)件的骨架防護(hù)，重點(diǎn)加強(qiáng)了對自然地貌、原生植被、地表資源、濕地生態(tài)等方面的保護(hù)。

(3) 全線流出路基的排水溝，均設(shè)置油水分離池，增強(qiáng)公路排水系統(tǒng)對路面徑流的凈化功能。

(4) 加強(qiáng)施工過程中植被與土地資源保護(hù)和利用，設(shè)計(jì)要求充分利用淤泥、表土進(jìn)行植樹綠化，并且對取棄土場臨時用地均進(jìn)行綠化。

(5) 增強(qiáng)公路橋面徑流的消納與凈化功能；強(qiáng)化穿越敏感水體路段的徑流收集處理。根據(jù)路線縱坡、橫坡及超高，該項(xiàng)目橋梁均采用集中排水系統(tǒng)，橋面徑流通過橋上泄水孔、橋面盲溝、橋梁縱向排水管、豎向排水管收集至具有沉淀和隔油功能的沉淀池。

(6) 互通范圍內(nèi)邊坡防護(hù)以生態(tài)防護(hù)為主，互通三角區(qū)內(nèi)進(jìn)行坡面修飾，自然美觀，盡量打造成綠色生態(tài)走廊的一環(huán)。

(7) 互通排水系統(tǒng)采取集中排放到沉淀池的方式，以凈化路上和橋上的污水，減少對環(huán)境的破壞。

3.2.3 著眼周期成本、建養(yǎng)并重

(1) 該項(xiàng)目路堤骨架護(hù)坡采用小型預(yù)制塊構(gòu)件，實(shí)現(xiàn)了骨架護(hù)坡構(gòu)件生產(chǎn)工廠化，提高了工程質(zhì)量的耐久性，實(shí)現(xiàn)品質(zhì)的全面提升。

(2) 突出全壽命，強(qiáng)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與養(yǎng)護(hù)設(shè)施統(tǒng)一。根據(jù)最新規(guī)范，結(jié)合以往項(xiàng)目小箱梁應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，優(yōu)化小箱梁通用圖，提高結(jié)構(gòu)的耐久性，降低運(yùn)營養(yǎng)護(hù)成本。例如：適當(dāng)增加小箱梁梁高，解決其抗彎剛度不夠的通病；適當(dāng)增加腹板厚度，解決其因腹板兩側(cè)鋼筋與預(yù)應(yīng)力鋼束凈距過小、混凝土澆筑時振搗棒無法插入而引起的腹板混凝土沿預(yù)應(yīng)力管道的離析和水波紋現(xiàn)象；墩頂負(fù)彎矩鋼束由扁錨修改為圓錨，解決扁錨尺寸高度過小、不利于飽滿灌漿、同時在施工過程中扁波紋管的變形可能性遠(yuǎn)大于圓波紋管、很難保證孔道灌漿的飽滿度和鋼筋與水泥漿之間的可靠握裹等問題；箱梁頂面預(yù)埋抗剪鋼筋，增強(qiáng)主梁和調(diào)平層的黏結(jié)，抗剪鋼筋采用槽形鋼筋，可同時作為調(diào)平層鋼筋網(wǎng)的定位鋼筋；單片預(yù)制小箱梁橫向采用單支座，能有效解決以往項(xiàng)目小箱梁支座(橫向雙支座)出現(xiàn)脫空的現(xiàn)象。

該項(xiàng)目橋梁外側(cè)采用外包式護(hù)欄，形式美觀、線條順暢，既可以保護(hù)橋面頂板橫向束張拉、封錨后的翼緣端部，又可以防止雨水倒流至翼緣板底部及腹板內(nèi)，提高了橋梁的耐久性、美化了橋梁外觀。

橋梁梁底與蓋梁(墩柱)頂面預(yù)留足夠的空間，便于橋梁養(yǎng)護(hù)和支座更換。

(3) 推進(jìn)鋼結(jié)構(gòu)橋的應(yīng)用，發(fā)揮全壽命期成本比較優(yōu)勢；該項(xiàng)目選擇望城大道高架橋、金嶺路高架橋、金朝路高架橋、留佳山大橋、八曲河特大橋進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)橋梁推廣；綜合考慮技術(shù)特點(diǎn)及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，采用多主梁體系鋼板梁組合梁，標(biāo)準(zhǔn)跨徑30 m，組合梁橋總長2 647 m。

(4) 積極應(yīng)用高性能混凝土，該項(xiàng)目橋梁上部結(jié)構(gòu)采用C50混凝土，下部結(jié)構(gòu)蓋梁、墩柱采用C40混凝土，樁基和系梁采用C30混凝土，以保證結(jié)構(gòu)的使用壽命。提高橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性，有效降低公路運(yùn)營養(yǎng)護(hù)成本。

(5) 實(shí)現(xiàn)工地標(biāo)準(zhǔn)化，工藝標(biāo)準(zhǔn)化和管理標(biāo)準(zhǔn)化；鼓勵工程構(gòu)件生產(chǎn)工廠化，現(xiàn)場施工裝配化，注重工程質(zhì)量，提高耐久性，實(shí)現(xiàn)品質(zhì)全面提升。

橋臺錐坡采用標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)制空心磚鋪砌；圓管涵管節(jié)和蓋板涵部分構(gòu)件均采用工廠化生產(chǎn)。該項(xiàng)目橋梁除跨路、跨溝特殊要求外，上部結(jié)構(gòu)均采用25 m標(biāo)準(zhǔn)化裝配式先簡支后連續(xù)小箱梁；橋臺錐坡采用標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)制空心磚鋪砌；圓管涵管節(jié)和蓋板涵部分構(gòu)件均采用工廠化生產(chǎn)。

(6) 合理設(shè)置檢修通道，做到可達(dá)、可檢、可修、可換，以提高日常監(jiān)測維修的便利與安全性。

主線橋梁按雙幅橋設(shè)計(jì)，左右幅橋凈距為0.5 m，以方便梁底和蓋梁、墩柱、支座的常規(guī)維修和檢測，滿足可達(dá)可檢的要求。對于支座、伸縮縫等設(shè)計(jì)使用年限低于橋梁設(shè)計(jì)使用年限的可更換部件，通過保證支座墊石高度、提供支反力、合理伸縮縫選型等滿足可修可換的要求，提高日常監(jiān)測維修的便利與安全性。錐坡處設(shè)置了流水踏步，可兼做檢修通道；設(shè)置錐坡時，對于梁底距離地面線超過3 m的，在梁下1.8 m處設(shè)置了1.5 m寬檢修平臺，便于后期養(yǎng)護(hù)運(yùn)營。

3.2.4 “零棄方、少借方”專題行動

施工圖設(shè)計(jì)嚴(yán)格執(zhí)行了初設(shè)批復(fù)關(guān)于“在優(yōu)化路線設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，強(qiáng)化土石方調(diào)配設(shè)計(jì)，推行‘零棄方’工程”。

堅(jiān)持“零棄方”的設(shè)計(jì)理念：① 對路線平縱面、互通匝道布設(shè)方案等進(jìn)行持續(xù)優(yōu)化；② 改進(jìn)土石方調(diào)配；③ 綜合利用隧道棄渣；④ 合理選擇臨時取、棄土場位置。將棄方總量由初步設(shè)計(jì)的89.5萬m3減少為3.3萬m3，同時將3.3萬m3棄方通過該項(xiàng)目主線兩側(cè)銀星路以及沿線經(jīng)開區(qū)的建設(shè)予以消化，實(shí)現(xiàn)了“零棄方”的目的。

4 結(jié)語

2017年1月3日，交通運(yùn)輸部發(fā)布了包含該項(xiàng)目的第二批綠色公路建設(shè)典型示范工程項(xiàng)目清單。該項(xiàng)目在施工圖設(shè)計(jì)專項(xiàng)修編過程中把綠色公路建設(shè)理念落實(shí)到了設(shè)計(jì)說明、設(shè)計(jì)圖表中，為該項(xiàng)目綠色公路建設(shè)典型示范工程提供了較好的技術(shù)支撐。