基于土地集約利用的山區(qū)高速公路設(shè)計研究

石亞杰　張豐豐

摘要 高速公路建設(shè)具有一定的復(fù)雜性，在設(shè)計環(huán)節(jié)中與工程環(huán)境充分融合，能夠?qū)⑼恋亻_發(fā)、資源整合等工作融合到工程建設(shè)中，減少占用農(nóng)田?；诖耍恼聫纳絽^(qū)高速公路與土地間的關(guān)系著手，從土地集約利用的角度詳細(xì)闡述了山區(qū)高速公路設(shè)計要點，結(jié)合工程實例，研究了山區(qū)高速公路路線設(shè)計、路基設(shè)計對土地的集約利用，實施結(jié)果表明：通過采用土地集約利用的有效方法，可以實現(xiàn)高速公路建設(shè)與土地集約利用和諧共生的局面，對山區(qū)高速公路的建設(shè)具有一定的指導(dǎo)作用。

關(guān)鍵詞 山區(qū)高速公路;設(shè)計;土地集約利用

中圖分類號 U412 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 2096-8949（2022）11-0028-03

引言

山區(qū)具有地形復(fù)雜、地勢多變的特點，因此在具體公路工程挖填土方時往往會產(chǎn)生較大工程量。在這樣的背景下，為減少占用農(nóng)田，提升資源利用率，就需要合理配置土地資源，充分重視對土地資源的集約利用。基于工程實際條件，優(yōu)先選用可靠的技術(shù)手段，對路線設(shè)計環(huán)節(jié)做出適當(dāng)?shù)膬?yōu)化，同時充分重視路基、路塹等細(xì)節(jié)工作的設(shè)計，全方位改進資源配置，為后續(xù)土地保護、生態(tài)建設(shè)提供良好的基礎(chǔ)[1]。

1 山區(qū)高速公路與土地間的關(guān)系

高速公路項目應(yīng)當(dāng)協(xié)調(diào)好工程建設(shè)與土地保護之間的關(guān)系，減少土地占用。在工程基本要求得到滿足的前提下，秉承“宜填則填，宜挖則挖”的基本原則，避免耕地資源浪費的發(fā)生，同時擴大農(nóng)田面積。對于部分性質(zhì)較差的耕地，可采取移除的方式進行處理，還可將土丘旱地轉(zhuǎn)變?yōu)樗疂驳?，將棄土荒地變?yōu)檗r(nóng)田，基于土地既有條件與屬性選擇適當(dāng)?shù)膬?yōu)化方案，使其得到最大化利用。為了優(yōu)化土地資源利用，設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)對公路沿線的水文地質(zhì)、地形地勢展開嚴(yán)密的論證，并盡可能開發(fā)土地資源。土地開發(fā)應(yīng)當(dāng)重點集中于路線沿線的荒草地、灘涂等。此外，設(shè)計工作還應(yīng)當(dāng)表現(xiàn)出一定的前瞻性，將未來土地規(guī)劃納入設(shè)計所考慮的因素中去，預(yù)測未來可能發(fā)生的土地利用，結(jié)合其規(guī)模、時間及地點展開論證，并考慮到對沿線城鎮(zhèn)經(jīng)濟發(fā)展可能產(chǎn)生的影響，確定農(nóng)林牧漁為核心的開發(fā)原則[2]。

2 基于土地集約利用的山區(qū)高速公路設(shè)計

2.1 路線設(shè)計

對于山區(qū)高速公路建設(shè)而言，地質(zhì)條件是既有客觀因素，在設(shè)計線路時公路需要跨越自然環(huán)境，并對原有的環(huán)境做出一定的改造。而在目前許多設(shè)計工作中，降低不良地質(zhì)可能產(chǎn)生的影響、減少環(huán)境治理費用，需要對耕地進行保護，在無形中提升了工程對耕地的占用。此外，山區(qū)往往伴隨產(chǎn)生較為豐沛的地表水系，耕地往往表現(xiàn)出塊狀、條狀等多種分布相組合的不規(guī)則性。當(dāng)高速公路建設(shè)需要跨越這些區(qū)域時，就不可避免地會對耕地造成分隔，并使得耕地質(zhì)量下降。為規(guī)避上述問題，在設(shè)計時就需要盡可能結(jié)合既有的地形地勢及水文地質(zhì)，將山體維持在平衡穩(wěn)定的狀態(tài)下，減少大挖大填的發(fā)生，使工程路線與自然環(huán)境形成和諧統(tǒng)一。重視橋隧的設(shè)計與施工，能夠提升棄土的利用率，可借助復(fù)墾、整理等方式來提升耕地面積，達(dá)到耕地保護的目的[3]。

2.2 路基路面設(shè)計

高速公路建設(shè)應(yīng)當(dāng)秉承低路堤的基本原則，通過設(shè)計環(huán)節(jié)將填土高度限制在合理范圍內(nèi)，使自然景觀、既有構(gòu)筑物及工程建設(shè)之間能夠形成良好的搭接，避免由于公路建設(shè)帶來突兀感，追求與自然的和諧統(tǒng)一，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)。在設(shè)計環(huán)節(jié)中，低路堤的方案往往會與原有構(gòu)筑物產(chǎn)生相互作用，采取上跨、下穿的方式來完成優(yōu)化，其中下穿的方式能夠借助下挖來減小路基高度，會導(dǎo)致積水問題的發(fā)生，優(yōu)先采取上穿的方式。實踐表明，低路基設(shè)計能夠控制不必要的資源浪費，但這一設(shè)計理念目前僅在我國局部地區(qū)展開應(yīng)用。對于人口密度小、耕地分布集中的地區(qū)，橫向穿行的車流相對較小，低路基往往能夠發(fā)揮良好的作用，且節(jié)省不可再生的土地資源[4]。

2.3 橋梁設(shè)計

橋位是橋梁設(shè)計時需要重點考慮的因素之一，也是設(shè)計質(zhì)量的關(guān)鍵控制點，不僅影響設(shè)計方案的可行性，也主導(dǎo)著工程建設(shè)規(guī)模及成本。圖1為某公路橋梁根據(jù)路線走向選擇合適的橋位，從而減少占用土地。在實際設(shè)計中，常會暴露出路線布置與結(jié)構(gòu)設(shè)計脫離的問題，甚至將橋位選擇看作路線布置的一項附屬工作，未能對多種方案形成橫向比選，僅對備選方案可行性展開論證，導(dǎo)致土地資源的浪費，還使項目工程量過大。因此，需要技術(shù)人員將路線、橋位的設(shè)計結(jié)合起來，同時通過多維度比對提升方案選擇的可行性[5]。

2.4 立體交叉匝道設(shè)計

匝道的設(shè)置應(yīng)當(dāng)基于項目等級、規(guī)劃通行能力、設(shè)計速度等來確定，且保證匝道能夠與周圍地質(zhì)條件、地形地勢之間形成良好搭接，需要確保匝道具備足夠的通行能力和安全保障，使匝道的線形與設(shè)計交通量相適應(yīng)。

基于立交所處位置的交通、地質(zhì)條件，廣泛采集當(dāng)?shù)亟煌髁俊⒙肪W(wǎng)布置等基本情況，以此來確定立交布置的規(guī)模及位置。立交還應(yīng)順應(yīng)當(dāng)?shù)厝宋?、地形、自然等的需求，將?jié)約土地資源作為主要原則來完善匝道設(shè)計。

2.5 隧道設(shè)計

在山區(qū)高速公路建設(shè)中，涉及難以直接跨越的路段，可采取隧道來完成設(shè)計，以此減少土地占用。隧道建設(shè)對于地質(zhì)條件的要求較高，應(yīng)對當(dāng)?shù)厮牡刭|(zhì)展開深入研判，避免跨越不良地質(zhì)區(qū)域。在設(shè)計時還需要根據(jù)實際情況選擇最佳的隧道形式，充分重視隧道通風(fēng)、排水等環(huán)節(jié)設(shè)計，降低地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的風(fēng)險，最優(yōu)化土地利用[6]。

2.6 服務(wù)區(qū)設(shè)計

服務(wù)區(qū)是高速公路建設(shè)的重要組成部分，也是設(shè)計環(huán)節(jié)中需要合理布置的內(nèi)容，尤其是需要合理布置服務(wù)區(qū)之間的距離，選擇最佳的空間分布方案。若在公路沿線各類服務(wù)區(qū)中某位置出現(xiàn)功能較為完備的大型服務(wù)區(qū)，可適當(dāng)減小周邊服務(wù)區(qū)的密度，并適當(dāng)調(diào)整其功能性，重點體現(xiàn)其中某項功能，譬如餐飲、加油等，實現(xiàn)各區(qū)段服務(wù)區(qū)的功能優(yōu)化。此外，結(jié)合當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境進行服務(wù)區(qū)點位的合理化布置，充分發(fā)揮自然條件的優(yōu)勢，能夠顯著降低工程中的填挖工程量，提升視覺效果。EEC1C0FC-2911-4B4A-9A1D-5AB7B9B6358F

3 工程概況

該文以我國某高速公路為例展開分析，該項目設(shè)計全長約89.6 km，其中某路段需要跨越山區(qū)，該地區(qū)存在河流湖泊，對工程建設(shè)產(chǎn)生了一定的影響。在山區(qū)路段中，存在長約110 m、高約45 m的邊坡，這不僅導(dǎo)致施工難度上升，還對附近地質(zhì)帶來不利影響，使其產(chǎn)生工程病害?；趯嵉卣{(diào)研結(jié)果，同時秉承土地集約的基本理念，對該山區(qū)路段展開優(yōu)化設(shè)計，最終決定在其上增設(shè)一條隧道，隧道長度約為280 m，以此來繞避河流湖泊。

3.1 路線方案設(shè)計及比選

初步確定兩種不同的優(yōu)化方案M路線及N路線，其中M路線比N路線長684 m，工程量增加了約30.08 m2。此外，M路線方案施工作業(yè)難度較為突出。研究發(fā)現(xiàn)，M方案的施工較N方案管線布置需求更高，且其所涉及的通信設(shè)施更加復(fù)雜。將M方案及N方案下土地占用及拆遷房屋的要求進行比對可得表1。

以工程量、布線難度來看，N方案較M方案具有較為突出的優(yōu)勢，且其在選址時能夠減少由于拆遷所帶來的土地占用問題。所以在該項目中可優(yōu)先選擇N方案。

在確定路線時，秉承集約用地的基本原則，將占地量控制在合理的范圍內(nèi)，將耕地、農(nóng)田作為選址考慮的重要因素，確保高速公路建設(shè)對土地占用需求限制在合理范圍內(nèi)，并保障耕地、農(nóng)田能夠得到有效保護。

3.2 路基方案比選

在設(shè)計中，低路基及高路基方案下的路基平均高度分別為4.45 m及5.86 m。圖2、圖3分別為兩種方案下指標(biāo)的對比。

對上述兩種方案進行綜合對比，全面考慮工程量、土地占用、挖填方量等因素的影響，認(rèn)為低路基設(shè)計方案具有更加顯著的優(yōu)勢，因此，選定低路基方案。

3.3 公路占用土地情況分析及評價

將項目實際用地通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換及誤差校正反映至圖表上，用于表征土地利用現(xiàn)狀。同時借助GIS軟件自動計算得到公路的占地面積，最終得到高速公路項目擬用地總面積為498.6公頃，其中包括170.2公頃耕地、8.6公頃園地、144.9公頃林地及149.8公頃牧草地。此外，建設(shè)用地面積為16.7公頃，未利用面積為8.4公頃，其具體土地利用情況如圖4所示。

實地調(diào)研發(fā)現(xiàn)，項目建設(shè)沿線的土地資源可利用性強，能夠被充分開發(fā)、復(fù)墾，從而避免耕地資源浪費。通過土地利用方案的優(yōu)化，該項目耕地總占用量約為170.2公頃，對土地開發(fā)處理后，耕地面積凈增加達(dá)到了190.5公頃，相較于項目耕地占用面積還額外補充了20.3公頃耕地。由此可以看出，土地集約理念對于改善山區(qū)高速公路設(shè)計具有重要意義。

4 山區(qū)高速公路設(shè)計集約利用土地的措施

（1）基于項目實際需求對建設(shè)所在地的水文地質(zhì)條件展開調(diào)研，評價原有土地利用情況，并盡可能選擇閑置、廢棄的土地資源進行開發(fā)，提升項目沿線的綜合利用率。

（2）未得到充分利用的土地資源，通過引導(dǎo)、激勵的方式進行開發(fā)，使其建設(shè)成為功能性用地。同時加大復(fù)墾強度，確保廢棄土地能夠得到有效利用。對于廢棄的公路、機場、礦場等，對其進行可行性評估后，可被用于公路建設(shè)。

（3）在不影響其原有使用功能的基礎(chǔ)上，積極提升土地利用率及容積率。在確保工程造價處于可控范圍內(nèi)的同時，適當(dāng)組合使用橋梁、隧道等，縮短公路路線的布設(shè)長度，減少路基開挖量。

5 結(jié)語

綜上，土地資源作為不可再生的稀缺資源，對經(jīng)濟發(fā)展、民生幸福都有重要影響，在充足的土地儲量下，技術(shù)人員能夠在設(shè)計、施工等環(huán)節(jié)中對土地資源浪費問題予以足夠重視，靈活使用多種技術(shù)手段來改善土地資源配置情況，減少土地資源浪費。

參考文獻(xiàn)

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[3]胡帥， 萬之甫. 高速公路設(shè)計中節(jié)地技術(shù)措施[J]. 交通世界， 2017（11）： 11-12.

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收稿日期：2022-02-15

作者簡介：石亞杰（1993—），男，本科，助理工程師，研究方向：路線總體。EEC1C0FC-2911-4B4A-9A1D-5AB7B9B6358F