綠色公路建設(shè)理念在路線設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究

江勇、晏一靈、劉正陶

（四川省林業(yè)和草原調(diào)查規(guī)劃院，四川 成都 610081）

0 引言

建設(shè)以質(zhì)量?jī)?yōu)良為前提，以資源節(jié)約、生態(tài)環(huán)保、節(jié)能高效、服務(wù)提升為主要特征的綠色公路，是我國(guó)全面貫徹落實(shí)新時(shí)代生態(tài)文明思想，并實(shí)現(xiàn)公路建設(shè)綠色低碳可持續(xù)發(fā)展的需要。綠色公路建設(shè)的實(shí)施必須充分考慮項(xiàng)目全壽命周期，路線設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)階段的龍頭，本文以省道460 線巴塘縣波密鄉(xiāng)經(jīng)鄉(xiāng)城縣定波鄉(xiāng)至正斗鄉(xiāng)公路工程（簡(jiǎn)稱“項(xiàng)目”）為例，將綠色公路建設(shè)理念具體融入路線設(shè)計(jì)中，從而確保項(xiàng)目整體目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

1 項(xiàng)目特點(diǎn)及功能定位

項(xiàng)目區(qū)地處四川省甘孜州西南部，橫斷山脈中北段，金沙江東岸縱谷地區(qū)，屬大香格里拉旅游圈腹心地帶。路線全長(zhǎng)75.567km，起于巴塘縣波密鄉(xiāng)，經(jīng)過(guò)鄉(xiāng)城縣定波鄉(xiāng)，止于鄉(xiāng)城縣正斗鄉(xiāng)，路線起點(diǎn)接S459線K100+400，海拔3590m，止點(diǎn)接G549 線K45+300，海拔2894m。三級(jí)公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)：設(shè)計(jì)速度30km/h，路基寬度7.5m（起點(diǎn)經(jīng)波密鄉(xiāng)路段6.3km采用設(shè)計(jì)速度40km/h、路寬度8.5m），瀝青混凝土路面，橋梁寬度9.0m，橋梁設(shè)計(jì)荷載公路Ⅰ級(jí)。

1.1 項(xiàng)目特點(diǎn)

高原、高寒、高海拔、高烈度、地形差、地質(zhì)差、施工條件差。

為新改建公路，新建33km，改建42.567km；新建路段岸坡橫坡在45～75，覆蓋層厚度達(dá)5～25m；項(xiàng)目區(qū)耕地、Ⅰ級(jí)林地、生態(tài)紅線分布較多，路線布線空間狹小；沿線3 個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)和11 個(gè)行政村，對(duì)路線干擾較大。

1.2 項(xiàng)目功能定位

以服務(wù)沿線地方經(jīng)濟(jì)為主，主要承擔(dān)以下功能：縱向連接國(guó)道318 線、國(guó)道549 線、省道459 線，完善區(qū)域路網(wǎng)；承擔(dān)沿線主要鄉(xiāng)村與縣城，鄉(xiāng)村之間的交通；項(xiàng)目位于“香巴拉”附近，地處川、滇、藏三省結(jié)合部，該項(xiàng)目的建設(shè)有利于三省旅游資源互補(bǔ)，形成新的旅游通道或旅游線路。

2 項(xiàng)目綠色公路設(shè)計(jì)理念

2.1 貫徹可持續(xù)發(fā)展觀，充分考慮項(xiàng)目全壽命周期成本

在建設(shè)規(guī)模、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)以及路線布設(shè)和線位確定時(shí)，充分考慮整個(gè)社會(huì)、國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展，最大程度地節(jié)約土地和其他資源。在項(xiàng)目方案的擇定和工程措施的采納上，堅(jiān)持以統(tǒng)籌規(guī)劃、遠(yuǎn)近結(jié)合的方針，路基、橋涵、生態(tài)保護(hù)措施等基礎(chǔ)性工程力爭(zhēng)一步到位，減少項(xiàng)目全壽命同期成本。

2.2 貫徹以人為本、安全至上的方針

項(xiàng)目設(shè)計(jì)過(guò)程中，以滿足人們的出行需求作為根本，把行車安全性作為控制目標(biāo)貫穿于路線方案和各類工程設(shè)計(jì)整個(gè)過(guò)程中，既保證滿足區(qū)域主要集散運(yùn)輸功能，又充分考慮到區(qū)域內(nèi)車輛上、下本公路和沿區(qū)人民生產(chǎn)、生活對(duì)項(xiàng)目的依賴性。

2.3 充分尊重自然，著力加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)

項(xiàng)目設(shè)計(jì)貫徹“綠水青山就是金山銀山”的理念，高度重視環(huán)境的承載能力，堅(jiān)持尊重自然、恢復(fù)生態(tài)的原則。在路線設(shè)計(jì)時(shí)遵循“隨彎就勢(shì)、標(biāo)準(zhǔn)靈活、指標(biāo)合理”的原則，盡量避免高填深挖，采用以邊坡綠化和路基防護(hù)工程相結(jié)合的措施對(duì)沿線環(huán)境進(jìn)行恢復(fù)和積極治理，最大程度地使建成后的公路與沿區(qū)地形、地貌協(xié)調(diào)融合，鑲嵌于自然、回歸于自然。

3 路線方案設(shè)置

項(xiàng)目區(qū)地處定曲河河谷地帶，其地形隨定曲河流向自北向南傾斜，地勢(shì)整體呈北高南低，東高西低之狀。沿線屬于河谷侵蝕地貌，河谷下切強(qiáng)烈，侵蝕堆積地貌廣泛發(fā)育，尤以I、Ⅱ級(jí)階地及河漫灘為主，沿岸谷坡高陡，植被茂密。路線廊帶較為狹窄，加之受耕地、Ⅰ級(jí)林地、生態(tài)紅線的制約，項(xiàng)目可供布線的空間十分有限。充分發(fā)揮原路通道資源作用，結(jié)合項(xiàng)目環(huán)境、資金條件、因地制宜，按照綠色公路設(shè)計(jì)理念進(jìn)行路線方案設(shè)置，路線主要布設(shè)在河漫灘、沖積扇和Ⅰ級(jí)階地上（見(jiàn)圖1），盡力減少占用耕地、林地，盡量減少拆遷，路線布設(shè)與周圍環(huán)境和地形相協(xié)調(diào)，最大限度地減少對(duì)自然景觀的破壞，從而保護(hù)生態(tài)環(huán)境。

圖1 路線總體方案

3.1 利用原路改建為基本原則，節(jié)約土地等資源

K0+000～K23+300 段，路線兩側(cè)為村莊、耕地、生態(tài)紅線和Ⅰ級(jí)林地，制約路線方案布設(shè)。統(tǒng)籌考慮建設(shè)項(xiàng)目的合理用地，以盡量利用原路改建為基本原則，以保護(hù)當(dāng)?shù)赜邢薜耐恋刭Y源及農(nóng)田、水利設(shè)施，減少對(duì)房屋拆遷的影響。路線布線時(shí)盡量少征占農(nóng)地，保護(hù)耕地、林地，在內(nèi)挖外擋間做好平衡。過(guò)村莊路段，拆遷工作協(xié)調(diào)困難，結(jié)合原拆遷量、村民的拆遷意愿、改線條件等對(duì)四處村莊采用“進(jìn)而不進(jìn)”的方案。原路基利用率達(dá)60%。該方案與工可方案比較減少：公路 用 地29.01 畝（19340m），拆遷2240m，投 資2633萬(wàn)元。

3.2 生態(tài)選線、地質(zhì)選線，保護(hù)生態(tài)環(huán)境

K23+300～K46+300 段為新建路段，本路段樹(shù)種及自然生態(tài)系統(tǒng)、自然景觀稀有珍貴，山體橫坡陡，地形條件差，地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)大，建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)大。在詳細(xì)調(diào)查該路段定曲河設(shè)計(jì)洪水位以及河道沖刷深度的基礎(chǔ)上，結(jié)合地形、地質(zhì)、生態(tài)環(huán)境保護(hù)等實(shí)際情況，路線方案布設(shè)優(yōu)先考慮對(duì)沿線自然生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，充分利用河岸岸坡和灘地布線，較大段落采用了沿河線方案。

路線利用支溝沖積扇扇體、左岸緩坡帶布線，順定曲河左岸下行，在K27+820～K34+180 提出了比較方案（見(jiàn)4.2.1）；為了繞避滑坡，在K34+109 跨河至右岸，路線沿右側(cè)岸坡布線，待完全繞避地質(zhì)病害后，在K35+309 跨河回到左岸，利用左岸緩坡帶布線，在K46+300 接上C128 村道。

3.3 繞避村莊，提升服務(wù)能力與水平

K46+300～K57+200 段為脫線新建路段，原路分布有6 個(gè)較為集中的村莊，右側(cè)分布有較多房屋。原有道路為等外級(jí)，利用率低，地形較為復(fù)雜。根據(jù)實(shí)際情況，在定曲河右岸開(kāi)辟新線路，繞避村莊、減少拆遷，提升區(qū)域路網(wǎng)服務(wù)能力與水平（見(jiàn)4.2.2）。

3.4 合理利用技術(shù)指標(biāo)，盡量減少拆遷

K57+200～K76+685.23 段，原路為瀝青混凝土道路，平面線形較好，基本達(dá)到四級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)，走廊帶較為明確，定曲河右岸無(wú)較大意義的比較線價(jià)值，基本按照原有道路進(jìn)行路線布設(shè)，原路利用率達(dá)70%。通村路段，路線無(wú)法繞避，為了減少拆遷量，合理利用技術(shù)指標(biāo)對(duì)4 段涉及10 個(gè)交點(diǎn)局部困難路段的緩和曲線長(zhǎng)進(jìn)行了降標(biāo)，但均確保大于20m，降標(biāo)路段總長(zhǎng)1.74km，減少拆遷3142m。

4 路線方案比選論證

4.1 綠色理念的比選原則

一是路線方案的工程量、投資大??；

二是地形、地物、地質(zhì)條件等對(duì)路線方案的影響；

三是路線方案有關(guān)征地、拆遷、施工條件等實(shí)施難易程度；

四是路線方案實(shí)施后對(duì)資源、環(huán)境影響；

五是路線走廊帶內(nèi)生態(tài)保護(hù)、旅游景點(diǎn)的發(fā)展；

六是地方政府意見(jiàn)和可研報(bào)告的符合性。

4.2 比選內(nèi)容

結(jié)合區(qū)域內(nèi)地形、地質(zhì)、氣候、生態(tài)環(huán)境等，擬定了7 處比較路段，按照比選原則進(jìn)行了同精度比選，定量與定性相結(jié)合，經(jīng)過(guò)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、服務(wù)功能、征地拆遷、環(huán)境保護(hù)等綜合比較，結(jié)合當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)部門及村民意見(jiàn)，提出了推薦方案。項(xiàng)目全線貫通推薦樁號(hào)范圍K0+000～K76+685.23，路線全長(zhǎng)75.567km，短鏈1118m，比較線累計(jì)長(zhǎng)度34.005km，占推薦方案的45%。下面重點(diǎn)介紹兩處新建路段方案比選論證。

4.2.1 扎忠段方案比較（K27+820～K34+180）

河流下切厲害，河谷呈“V”形，岸坡橫坡坡度達(dá)55～70，覆蓋層為碎石土，厚度達(dá)5～25m，路線布線十分困難，該路段分別提出了沿左岸坡面布線的K 線和沿右側(cè)河岸岸坡坡腳布線的D 線（見(jiàn)圖2）。

圖2 扎忠段路線方案比較

K 線：路線起點(diǎn)K27+820，路線沿定曲左側(cè)坡地布線。路線行進(jìn)至K34+000km 處，前方定曲河左岸斜坡中下部有一滑坡，高差約80m，滑坡體積約3.5 萬(wàn)m，前方距離300m 連續(xù)兩處較大型垮塌，左側(cè)坡體坡度大，且不穩(wěn)定，在K34+109 設(shè)2～20m 中橋跨定曲至右岸，沿右側(cè)岸坡布線，止于K34+180。

D 線：路線起點(diǎn)DK27+889.5，順沖積扇降坡，在DK28+699 設(shè)2～20m 中橋跨定曲河至右岸，充分利用右岸灘地，沿定曲河右岸坡腳布線，路線止于DK34+278.02。

兩方案長(zhǎng)度相當(dāng)，滿足三級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)。K 線相對(duì)于D 線：路線線位較高，開(kāi)挖量大，短期內(nèi)坡面開(kāi)挖后，邊坡穩(wěn)定需要2年時(shí)間；開(kāi)挖面大，環(huán)境影響較大；不受河水影響，利于路基長(zhǎng)久穩(wěn)定；新征占林地較D 線多34 畝（約22666.67m），但整體公路用地減少14畝（約9333.3m）：可節(jié)約投資3111.8 萬(wàn)元；當(dāng)?shù)卮迕褚酝荚诙ㄇ拥淖蟀恫赡⒐?、藥材等，為利于村民進(jìn)山，強(qiáng)烈要求建設(shè)K 線。經(jīng)綜合比較，推薦K 線方案（見(jiàn)表1）。

表1 路線方案主要指標(biāo)比較

4.2.2 定波鄉(xiāng)段方案比較（EK47+300～EK57+170.11）

K 線沿著既有路經(jīng)過(guò)白蘭斗村，沿原有道路到達(dá)定波鄉(xiāng)，區(qū)域內(nèi)村道狹窄，兩側(cè)房屋較多，協(xié)調(diào)難度較大；該段平面線形較差，大多原有道路無(wú)法利用。E線方案為脫線新建方案，沿著定曲河右岸繞村而行，對(duì)村鎮(zhèn)影響較?。ㄒ?jiàn)圖3）。

圖3 定波鄉(xiāng)段路線方案比較

E 線路線長(zhǎng)度比K 線短0.63km，滿足三級(jí)公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。E 線相對(duì)K 線：E 線方案平縱面指標(biāo)高；新征占旱地多23 畝（約15333.3m），新征占林地少13 畝（ 約8666.67m），整體公路用地減少46 畝（ 約30666.67m）；拆遷量少566m；對(duì)原有道路保通基本無(wú)影響；工程地質(zhì)條件相當(dāng)，K 線有兩處小型滑坡，E線則在滑坡下緣通過(guò)，進(jìn)行了繞避；投資增加574.15萬(wàn)元，但在投資增加不多的情況下，既保留了原有道路又新增了一條快速通道，也為當(dāng)?shù)卮迩f預(yù)留了一定的發(fā)展空間；E 線提升了區(qū)域路網(wǎng)服務(wù)能力與水平，道路運(yùn)營(yíng)安全性較好。推薦E 線方案（見(jiàn)表2）。

表2 路線方案主要指標(biāo)比較

5 加強(qiáng)路線平、縱面設(shè)計(jì)，做到既安全舒適又經(jīng)濟(jì)美觀

5.1 隨彎就勢(shì)、曲線為主，提高行駛舒適性

項(xiàng)目路線平面線形受地形、地質(zhì)及現(xiàn)有耕地、Ⅰ級(jí)林地的控制，為了盡量減少工程建設(shè)對(duì)線路周邊環(huán)境的不利影響，隨彎就勢(shì)，盡量采用曲線線形，適應(yīng)地形、地質(zhì)、地物條件，提高行駛安全性、舒適性。靈活運(yùn)用了直線、圓曲線、回旋線進(jìn)行線形組合，力求保證路線各項(xiàng)指標(biāo)的均衡性、協(xié)調(diào)性和連續(xù)性。共設(shè)平曲線433 處，平均每公里交點(diǎn)數(shù)5.73 個(gè)，圓曲線最小半徑為35m/3 處，平曲線總長(zhǎng)41.106km，曲線總長(zhǎng)占路線長(zhǎng)度的54.39%，最大直線長(zhǎng)度551.72m。線形連貫，平滑連續(xù)，自然流暢。

5.2 縱面線形合理，縱坡均勻順適

為減少對(duì)環(huán)境的影響，路線縱斷面設(shè)計(jì)結(jié)合地形、地質(zhì)條件拉坡，適當(dāng)增加變坡點(diǎn)，盡量避免大填大挖，減少土石方量，做好土石方調(diào)運(yùn)。全線以低填淺挖為主，沒(méi)有高填路段，深挖路塹共21 段，路塹邊坡多以巖質(zhì)邊坡為主；計(jì)價(jià)土方116.8835 萬(wàn)m，計(jì)價(jià)石方73.6499 萬(wàn)m。為了利于排水，路線最小縱坡按0.3%進(jìn)行控制；最大縱坡7.0%/2 處。縱坡總體上盡量使路線縱坡保持均勻，過(guò)渡平緩順適，不出現(xiàn)頻繁起伏，盡量不出現(xiàn)坡差大的反坡，在反坡變坡點(diǎn)處增大豎曲線半徑，避免出現(xiàn)“大坡差、小曲線”的縱坡；豎曲線半徑盡可能采用視覺(jué)要求的豎曲線半徑并注重平縱組合。凸型豎曲線最小半徑400m，凹形豎曲線最小半徑500m，豎曲線占路線長(zhǎng)度的18.56%。

5.3 加強(qiáng)線形組合設(shè)計(jì)，提高安全性

重視路線平、縱、橫線形組合設(shè)計(jì)，特別是平曲線半徑、坡長(zhǎng)、超高的協(xié)調(diào)，力求公路空間線形與沿線自然環(huán)境協(xié)調(diào)，做到既安全舒適、又經(jīng)濟(jì)美觀。合理確定超高值，提高安全性：K0+000～K6+440 段，路拱≤2%的不設(shè)超高圓曲線半徑為600m，最大超高按6%，超高漸變率按照1/150 進(jìn)行控制；K6+440～K76+685.23 段，路拱≤2%的不設(shè)超高圓曲線半徑為350m，最大超高按6%，超高漸變率按照1/125 進(jìn)行控制。

6 路景融合，突出旅游功能

路線走廊帶內(nèi)分布有高山河谷地貌的自然景觀和鄉(xiāng)城特色的白色藏族民居聚落、藏式寺廟建筑群等歷史人文景觀，路線將其有效串聯(lián)，路景融合，突出公路的旅游功能。景觀綠化提升，強(qiáng)化邊坡生態(tài)修復(fù)，邊坡綠化248820m，撒播植草灌242895m，三維網(wǎng)噴播混植草5925m；設(shè)置了3 處觀景臺(tái)，采用以景為媒、以人為本作為設(shè)計(jì)理念，融入地域歷史文化元素，以營(yíng)造特色、舒適的休憩觀景場(chǎng)所。線形景觀充分展現(xiàn)沿線自然風(fēng)景，節(jié)點(diǎn)景觀充分展現(xiàn)民族風(fēng)情濃郁、歷史文化厚重的歷史人文景觀。

7 結(jié)語(yǔ)

與工可比較除計(jì)價(jià)土石方增加193.145km外，減少路線長(zhǎng)度0.954km，永久占地87.42 畝（58280m），拆遷建筑物26039m，防護(hù)工程62.423km，路面37.613km，排水工程48.902km，大中橋144m/3 座，小橋90m/2 座，涵洞2221m，平面交叉25 處，總投資0.8174 億元。

根據(jù)區(qū)域自然環(huán)境條件并結(jié)合當(dāng)前的投資能力水平，在保證公路使用功能、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、服務(wù)水平的前提下，充分發(fā)揮原路通道資源作用，靈活運(yùn)用技術(shù)指標(biāo)，采用生態(tài)選線、地質(zhì)選線，合理進(jìn)行路線布設(shè)及線形組合設(shè)計(jì)，因地制宜采取環(huán)境保護(hù)措施，力鑄質(zhì)量?jī)?yōu)良、經(jīng)久耐用、節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境、全壽命周期成本最低、與自然環(huán)境和區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求相和諧的綠色公路產(chǎn)品。