生態(tài)選線理念在高速公路路線設計中的應用探討

覃浩 李少軍 李世文 覃捷

摘要：文章提出在高速公路路線設計中應堅持創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享五大發(fā)展理念，根據(jù)沿線不同的生態(tài)區(qū)域調(diào)整路線的布局位置，并依據(jù)生態(tài)選線的理念及原則，節(jié)約農(nóng)田資源，保護環(huán)境，以從根本上緩解高速公路修建對周邊的影響，打造安全、便捷、高效、綠色、經(jīng)濟的現(xiàn)代化綜合交通體系。

關鍵詞：高速公路;生態(tài)選線;路線設計;環(huán)境保護

0 引言

在高速公路建設中，堅持生態(tài)選線的理念是建設綠色公路、打造綠色現(xiàn)代化交通體系的重要內(nèi)容。“六個堅持、六個樹立”的公路勘察設計理念，其中一條就是堅持人與自然和諧，樹立尊重自然、保護環(huán)境的理念。高速公路作為自然界的大型人工構造物，其位置走向不僅受地形、地貌、地質(zhì)、生態(tài)等條件的影響，也會影響當?shù)氐淖匀画h(huán)境，對自然、生態(tài)有著或多或少的破壞。根據(jù)《廣西高速公路網(wǎng)規(guī)劃（2018—2030）》要求，到2030年，全區(qū)高速公路總里程將達到15 200 km，屆時，廣西將形成“1環(huán)12橫13縱25聯(lián)”的總體布局，高速公路面積密度邁入國家第一梯隊。廣西素有“八山一水一分田”之稱，針對山地重丘陵地帶生態(tài)環(huán)境薄弱、可耕地面積少的特點，如何做到“最大限度的保護、最小限度的破壞”，使高速公路建設順應自然、融入自然，實現(xiàn)環(huán)境保護與高速公路建設并舉、高速公路發(fā)展與自然環(huán)境相和諧，路線方案設計是關鍵性的一步。

1 生態(tài)選線的原則

1.1 以人為本、使用者優(yōu)先、安全第一的原則

建設高速公路歸根結底是為人服務的，也需要人后期去運營養(yǎng)護，因此需要采取一切措施保證使用者行車安全、舒適、快速。在自身結構安全、耐久的前提下，同時應做到工程量小、便于標準化施工、造價經(jīng)濟、營運費用省并有利于設施的養(yǎng)護。設計人員不僅要站在工程角度進行設計，更要把用戶需求擺在核心位置，體現(xiàn)公路特有的線性美、工程結構的建筑美、工程質(zhì)量的精細美及與自然的和諧生態(tài)美。

1.2 服務社會、節(jié)約資源、可持續(xù)發(fā)展的原則

設計選線過程中應充分考慮沿線的實際自然資源條件、地方政府的城鄉(xiāng)建設規(guī)劃及需求、環(huán)境敏感點等，結合路線占用基本農(nóng)田、林地、濕地、自然保護區(qū)的情況，不斷優(yōu)化與調(diào)整，盡量節(jié)約耕地資源、避讓環(huán)境敏感點、減少征地拆遷，并根據(jù)當?shù)氐胤桨l(fā)展的需求，合理設置互通式立交、分離式立交和通道的位置、數(shù)量、凈空等，保證設計標準、路線平縱指標與當?shù)厝嗣袢罕娚a(chǎn)生活相適應。

1.3 尊重自然、協(xié)調(diào)環(huán)境、最大保護的原則

路線設計應該本著“不破壞就是最大的保護”的原則，充分認識自然規(guī)律，利用自然界本身具有自動調(diào)節(jié)的功能，在路線設計中以最大限度保護、最小程度破壞、最有利于生態(tài)修復為出發(fā)點，將路線平縱線性、路基、構造物及沿線設施與沿線的自然景觀、人文景觀融為一個有機整體，使公路建設更好地順應自然、融入自然、保護自然。

1.4 合理投入、系統(tǒng)經(jīng)濟、全壽命周期成本的原則

高速公路建設方面，特別是未來廣西將會越來越多地在重丘山嶺地形下修建高速公路，因此在路線生態(tài)設計理念上不僅應優(yōu)化選線、結構物布設，控制規(guī)模，減少工程投資，也需要從全壽命周期去看待成本，兼顧項目初期建設成本和后期的維修養(yǎng)護成本，力求全壽命周期成本最優(yōu)。

2 生態(tài)選線的技術方法及措施

2.1 合理選用路線指標

要合理理解路線設計規(guī)范中的指標，區(qū)別對待主要指標與次要指標。保證公路安全及功能性的主要指標，如最小圓曲線半徑、最大縱坡、視距等，凡涉及安全性指標應嚴格執(zhí)行，盡量采用較高值，實在有困難時也要大于一般最小值，避免采用極限值。次要指標是指在滿足安全的前提條件下，影響路線美學及舒適性的指標，如曲線間直線長度等，當采用較高值對自然環(huán)境、生態(tài)保護、資源節(jié)約及工程投資產(chǎn)生較大影響時，如產(chǎn)生大面積高填深挖及穿越環(huán)境保護區(qū)、水源保護地時，可適當犧牲美學或舒適性指標采用合理值，如合理確定不同路段的設計速度、路基寬度，做到高低指標的合理過渡，從多個方案中選擇對環(huán)境影響最小的，施工運營后便于對環(huán)境進行補償。同時可通過設置合理的標志標線、爬坡車道或避險車道、港灣式景觀臺等方案，有效降低因地形受限帶來的安全隱患。如柳州至南寧高速公路改擴建項目對全線超過3%縱坡優(yōu)化、事故黑點路段優(yōu)化，降低了社會車輛的能源消耗和事故的發(fā)生，有效地提高了行車舒適性、安全性、環(huán)保性?？偟膩碚f，對于安全性的強制指標要無條件執(zhí)行，次要指標要綜合考慮生態(tài)、自然、環(huán)境保護的因素采用合理值。

2.2 注重資源節(jié)約，特別是耕地資源

廣西素有“八山一水一分田”之稱，耕地資源十分寶貴，而且在山區(qū)地形中，有限的高產(chǎn)耕地、基本農(nóng)田一般集中在山間地勢相對平坦的地帶，而這些區(qū)域往往是較優(yōu)越的路線走廊帶，但是大量占用基本農(nóng)田對于土地報批手續(xù)帶來極大的困難，影響項目前期工作的快速推進。因此，在路線設計中應融入生態(tài)保護的理念，致力于解決上述矛盾，嚴格按照交通運輸部《關于在公路建設中實行最嚴格的耕地保護制度的若干意見》的精神，優(yōu)先選擇最大限度節(jié)約土地、保護耕地的方案，充分利用荒山、荒坡、廢棄地、劣質(zhì)地等。

2.2.1 合理設置立交、服務區(qū)等

應結合路網(wǎng)規(guī)劃、城鄉(xiāng)建設規(guī)劃、基本農(nóng)田規(guī)劃，充分調(diào)研征詢地方政府、沿線各方面意見，合理設置互通式立交、分離式立交及服務區(qū)的數(shù)量、規(guī)模、位置，既要適應城鄉(xiāng)發(fā)展與人民群眾生產(chǎn)生活的需求，又要盡量使用荒地、荒坡，最大限度減少耕地占用，避讓環(huán)境敏感區(qū)及居民生活區(qū)，減少大規(guī)模的征地拆遷;合理設置取棄土場，如利用取棄土場作為服務區(qū)、停車區(qū)、管理區(qū)，既降低了建設成本，又減少了占用平坦耕地。

2.2.2 路線設計中綜合協(xié)調(diào)其他專業(yè)設計

在路線設計中綜合衡量工程與自然之間的協(xié)調(diào)性，使路線平縱線形、路基、橋梁、隧道、路線交叉、沿線設施、交通工程相互協(xié)調(diào)、布局合理。在通過基本農(nóng)田、經(jīng)濟作物區(qū)、自然保護區(qū)時，加強高路堤與高架橋、深路塹與隧道方案比選，經(jīng)過技術經(jīng)濟比較，路線設計時優(yōu)先考慮路基采用低路堤、橋隧方案，減少高填深挖，可采用擋墻、抗滑樁等防護措施，利用泡沫輕質(zhì)土等可直立填筑的新材料，合理調(diào)配土石方，以挖作填。取棄土場盡量不占用農(nóng)田，使取棄土場與改田造地結合，采用表土剝離再造農(nóng)田等措施盡最大努力減少用地。如柳州至南寧高速公路改擴建項目耕作土剝離對全線耕作層土壤剝離再利用，實現(xiàn)了土壤再生，直接提升了耕地數(shù)量、質(zhì)量與促進生態(tài)建設，完成剝離量125萬m3，利用約50萬m3，全線邊坡利用表土綠化面積約45萬m2，光合作用每年吸收約0.6萬t CO2碳排放，此外對荒漠化的土地進行復墾，在造福當?shù)匕傩盏耐瑫r，很好地保護了生態(tài)環(huán)境。

2.3 協(xié)調(diào)環(huán)境、尊重自然的生態(tài)選線

路線設計應該本著“不破壞就是最大的保護”的原則，充分認識自然規(guī)律，在路線設計中以最大限度保護，最小程度破壞，將路線平縱線性、路基、構造物、沿線設施與沿線的自然環(huán)境融為一體。

2.3.1 堅持地質(zhì)選線，避讓不良地質(zhì)帶

山區(qū)高速公路地質(zhì)不僅具有短距離內(nèi)高差大、坡陡流急、地形地貌復雜等情況，而且除了平原地區(qū)高液限土、軟土、采空區(qū)、巖溶等常見現(xiàn)象外，還兼有巖堆、碎落、崩塌、滑坡、泥石流等特殊不良地質(zhì)特點，對路線的穩(wěn)定性、經(jīng)濟性、安全環(huán)保性均產(chǎn)生了較大影響。因此在路線選擇時通過地質(zhì)災害專項評估報告，采用地質(zhì)遙感、地質(zhì)調(diào)繪、綜合物探、鉆探等方法，切實掌握巖石的種類、巖層走向及傾斜度、有無軟土夾層及地下水影響、復雜喀斯特溶洞分布情況等，對其進行詳細的地質(zhì)、水文分析，本著“不破壞就是最大的保護”的理念，盡量避開或以最短路線穿越不良地質(zhì)路段，減少對不良地質(zhì)的擾動，避免新的破壞帶來的水土流失及地質(zhì)災害。

2.3.2 堅持地形選線，路線布設與地形相協(xié)調(diào)

路線走向應盡量與山谷、河流走向一致，不應強拉直線，硬性切割地形，應順勢而為，線性流暢，表現(xiàn)出良好的視覺效果。在滿足安全視距的情況下，靈活運用直線、曲線，隨著地形起伏布線，使司乘人員視線跟著視覺景觀變換，有效緩解行車疲勞，使行車舒適性、安全性也得到提高。如國內(nèi)某山區(qū)高速公路為克服高差，在設計上大膽創(chuàng)新，充分利用地形，在國內(nèi)高速公路設計上首次采用螺旋線隧道展線。

2.3.3 堅持環(huán)保選線，保證自然景觀、生物與公路和諧統(tǒng)一

公路設計應盡可能保護原有景觀，少破壞公路周圍的自然景觀。選線時爭取保留現(xiàn)有的植被，景觀綠化應配合自然環(huán)境，通過地形起伏，使喬木、灌木、草本植物與林木組合形成立體層次。在植物種類的選擇上，應結合該地段的地形地貌兼顧景觀多樣性，切忌濫用外來物種，以免危害當?shù)厣锵到y(tǒng)安全。如對邊坡防護采用生態(tài)綠色柔性防護，盡量避免采用全封閉式防護，采用網(wǎng)格式、拱式、門架式結合錨桿、鋼筋網(wǎng)客土噴播等形式進行生態(tài)防護。

對路線穿越地區(qū)的珍稀動物種群分布做深入調(diào)查，掌握動物種群的生活區(qū)域、遷徙路線，充分利用已設置的通道、天橋、涵洞作為動物通道，結合實際情況設置專門的立體生物通道，盡量避免對生物棲息環(huán)境的擾動。

2.3.4 因地制宜，堅持資源循環(huán)利用

高速公路是一項資源消耗巨大的人工工程，因此在路線選擇及方案比選時必須要考慮當?shù)丶把鼐€資源分布情況。不合理的資源配置，將不可避免地造成資源廢棄和浪費，對此，應做到資源利用最大化。如隧道棄渣可主要用于出入洞口處的路基填筑，多余的棄渣可用于洼地、山谷的填平造地。柳州至南寧高速公路改擴建項目對沿線廢舊混凝土進行再利用約20萬m3，對施工產(chǎn)生的圬工等廢舊材料再利用50萬m3，有效減少了建筑垃圾堆放、開山取石等對生態(tài)環(huán)境的破壞。

2.4 有利于標準化，降低建設成本與后期維護成本

路線選擇時應結合外業(yè)勘察的詳細成果，把路基、橋梁、隧道等土建工程與混凝土拌和站、構件預制場、鋼筋加工場等“三集中”場地建設的位置和方案納入統(tǒng)籌考慮，推薦有利于標準化施工和組織管理的設計方案。如在高路堤與橋梁方案比選時，盡量選擇橋型簡單，工藝成熟的橋梁方案;路線選擇應有利于隧道零開挖進洞，路基與橋梁不宜頻繁交替，防止過多的臺背回填等不利于標準化施工的設計。一方面可以保證施工質(zhì)量及安全，另一方面為打造品質(zhì)工程提供了先決基礎和條件，保證結構質(zhì)量和安全，從而大大降低后期運營和養(yǎng)護成本，達到全壽命周期成本最優(yōu)。

3 結語

新時期的路線勘察設計理念已經(jīng)從傳統(tǒng)的僅注重工程設計本身的堅固性，發(fā)展為注重保護生態(tài)環(huán)境、推進科技創(chuàng)新、體現(xiàn)人文成果的新理念。生態(tài)路線的設計更是“以人為本”和“安全、環(huán)保、舒適、和諧”設計理念的具體體現(xiàn)，也是建設資源節(jié)約、生態(tài)環(huán)保、節(jié)能高效、服務提升為主要特征的綠色公路的關鍵一環(huán)。廣大高速公路建設管理人員、設計人員要把生態(tài)選線與各專業(yè)設計有機結合，使工程與自然環(huán)境融合、與社會環(huán)境融合，打造出公眾認可、使用方便、人民滿意、服務優(yōu)質(zhì)的社會產(chǎn)品。

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作者簡介：覃 浩（1987—），工程師，主要從事高速公路路基、路面、橋梁方面的技術管理與研究工作;

李少軍（1962—），高級工程師，主要從事高速公路建設管理工作;

李世文（1973—），高級工程師，主要從事高速公路建設管理工作;

覃 捷（1987—），工程師，主要從事高速公路建設管理與道路橋梁工程技術研究工作。