高速公路設(shè)計節(jié)約用地措施

□文/趙聚成 楊政文

高速公路設(shè)計節(jié)約用地措施

□文/趙聚成 楊政文

文章以天津市某高速公路為例，在設(shè)計過程中采用設(shè)計單位采取的優(yōu)化線路縱橫斷面設(shè)計、降低填土高度、加大通道間距、降低凈空標(biāo)準(zhǔn)、調(diào)整填筑材料等綜合方法，少占耕地，達(dá)到節(jié)約集約用地的目的。

用地指標(biāo)；節(jié)約措施；最小填土高度

目前土地保有形勢非常嚴(yán)峻，有效的節(jié)約土地資源，尤其是節(jié)約占用耕地良田的數(shù)量具有非常重要的意義，而高速公路的修建不可避免的要占用土地，如何在滿足相關(guān)規(guī)范要求，在保證高速公路安全運營的條件下，減少占用土地的數(shù)量是前期研究階段重點考慮的問題之一。

1　工程概況

天津市某高速公路項目所經(jīng)地區(qū)為華北平原及微丘區(qū)，項目沿線主要為耕地，公路的修建將永久占用土地，路線所經(jīng)區(qū)域村莊較密。項目主線采用全封閉、全立交、全部控制出入的高速公路標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計速度為120 km/h，雙向6車道，路基寬度為34.5m。工程路線全長24.8km，終點設(shè)置聯(lián)絡(luò)線，聯(lián)絡(luò)線全長3.12km。全線設(shè)4座互通式立交，其中1座樞紐互通式立交，3座一般互通式立交；全線設(shè)置主線收費站1處，匝道收費站4處，服務(wù)區(qū)1處，養(yǎng)護(hù)工區(qū)1處。全線共設(shè)置大橋7座，中橋5座，通道涵20道。

2　節(jié)約用地措施

2.1優(yōu)化路線設(shè)計

在路線布設(shè)時將占用耕地數(shù)量和種類作為路線方案比選的重要因素予以考慮，推薦采用占用耕地較少的路線方案，在選擇確定互通、服務(wù)區(qū)、養(yǎng)護(hù)工區(qū)位置時，亦充分考慮占地種類和數(shù)量等因素，以求盡量減少占用耕地及良田。

2.1.1方案比選確定最優(yōu)路線

項目地處平原區(qū)，沿線多為耕地。路線走向和布局主要依據(jù)天津市高速公路網(wǎng)規(guī)劃，結(jié)合地形、地物等特點，沿線產(chǎn)業(yè)布局，互通立交及橋梁等大型構(gòu)筑物設(shè)置及土地、環(huán)保等因素確定。在設(shè)計過程中本著節(jié)約耕地和基本農(nóng)田的原則，注意盡量少占農(nóng)田，不占良田，減少拆遷量，充分考慮少擾亂沿線水利排灌工程，設(shè)法創(chuàng)建沿線綠化美化環(huán)境，注意保護(hù)生態(tài)環(huán)境。

2.1.2合理選擇填土高度

項目地處平原區(qū)，路基填土高度主要受橋涵構(gòu)筑物及地下水位影響。填土高度的控制既要滿足路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的需要又要保證路基的穩(wěn)定和沉降要求。

確定路基最小填土高度時考慮中濕狀態(tài)路基臨界高度、路基工作區(qū)深度、地下水位等因素。

1）中濕狀態(tài)路基臨界高度確定。通過對沿線各鉆孔處地下水位及沿線地表水位的綜合分析，采用II4區(qū)路基處于干燥、中濕狀態(tài)的路基臨界高度為控制標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行沿線各區(qū)段路基最小填土高度計算。路基填土高度控制以不增加過多工程量、路基處理經(jīng)濟(jì)合理為原則。

根據(jù)相關(guān)規(guī)范，干燥、中濕狀態(tài)路基臨界高度分別為2.5、2.0m（均采用中值）。

2）路基工作區(qū)深度確定。未考慮路面影響的路基工作區(qū)深度按式（1）確定。

式中：hwd，a為未考慮路面材料影響的路基工作區(qū)深度，m；P為作用在路基上的車輪荷載，kN；n為系數(shù)，n =5～10；γ為路基土的重度，kN/m3；K為應(yīng)力系數(shù)，K

考慮路面厚度和材料剛度的影響，則路基工作區(qū)深度按式（2）確定。

式中：hwd為考慮路面材料影響的路基工作區(qū)深度，m；hp為路面結(jié)構(gòu)層總厚度，m；hpi為路面各結(jié)構(gòu)層厚度，m；Epi為路基土的重度，kN/m3；E0為路基填土的抗壓回彈模量，MPa。

在滿足高速公路使用要求的前提下，考慮部分貨車超載影響，計算得出路基工作區(qū)深度為2.5m。

3）路基最小填土高度確定。根據(jù)地質(zhì)資料，枯水期地下水埋深一般在2.0～3.0m，根據(jù)季節(jié)變化豐水期地下水位埋深多在1.0～2.0m。按最不利季節(jié)考慮，干燥、中濕狀態(tài)時路基最小填土高度應(yīng)為1.0、0.5m。

由于路基工作區(qū)深度為2.5m，如果填土高度過小，原地表下路基處理深度會加大，處理深度宜≯1m為宜。

為節(jié)約土方、減少占地，允許局部路基處于中濕狀態(tài)，即高速主線路基填土高度≮1.5m，立交匝道填土高度≮1.0m。

2.1.3減小通道間距

在滿足沿線居民生產(chǎn)、生活出行要求的情況下，盡量加大通道間距，降低凈空標(biāo)準(zhǔn)?？紤]到一般機(jī)耕道路標(biāo)高比農(nóng)田高0.5～1m左右，在不積水的前提下，盡量降低現(xiàn)狀機(jī)耕路的路面標(biāo)高，一般降低0.3～0.5m。

機(jī)耕道路密集路段，采取通過設(shè)置線外輔道連通的方式集中過路，優(yōu)化后全線最初28處通道涵降低為20道，大大降低了主線填土高度，極大的節(jié)約了土地。

2.1.4降低縱斷面設(shè)計高程

1）河道。盡量結(jié)合現(xiàn)場實際情況將防洪通道改在大堤后下穿高速公路，降低跨河橋的高度，減少橋頭路基段占地寬度，節(jié)約用地。如跨越薊運河橋，防洪通道改在大堤后，橋梁設(shè)計高度降低了4.5m左右，橋頭引路填土高度大大降低，節(jié)省用地面積0.24 hm2。

2）鐵路。林南倉鐵路為地方貨運線，與產(chǎn)權(quán)單位結(jié)合后達(dá)成凈空7.0m的要求，相比一般鐵路7.98m的凈空，降低跨線橋的高度，減少路基段占地寬度，節(jié)約用地。

本項目高速主線路基平均填土高度降至3.9m，與指標(biāo)要求相接近。

2.2優(yōu)化互通立交用地

本項目在寶新公路、楊玉公路、倉桑公路、京秦高速設(shè)4座互通式立交，其中1座樞紐互通式立交，3座一般互通式立交，立交間距6.2 km（如起點京沈高速互通立交一并計算，立交間距僅4.96km），見表1。

表1　互通式立體交叉

2.2.1減小立交規(guī)模

高速主線在保證安全情況下，凸型豎曲線采用較小半徑，取為一般值。立交區(qū)主線采用縱坡2%，匝道縱坡采用4%，豎曲線半徑均為規(guī)范極限值；立交匝道設(shè)計車速按規(guī)范中、低值為主，已最大程度降低填土高度，節(jié)省土地。

2.2.2盡可能減小占地規(guī)模

以京秦樞紐互通立交為例。方案優(yōu)化后，第二及第四象限用地更省，立交更緊湊，推薦方案分別節(jié)省土地4.28、0.57 hm2，見圖1-圖3。

圖1　推薦方案

圖2　比選方案一

圖3　比選方案二

2.2.3立交用地盡量少占耕地

如寶新互通立交、倉?；ネ⒔灰约熬┣鼗ネ⒔徊糠种骶€及匝道設(shè)置在現(xiàn)狀溝渠上，采用橋梁形式跨越現(xiàn)狀溝渠，大大減少了征地，節(jié)約了土地面積3.912 hm2，見表2。

表2　立交占用溝渠數(shù)量

2.3改變?nèi)⊥练绞胶蛠碓?/p>

塘承高速公路二期工程為填方路基，全線填方達(dá)457萬m3，如以取土3m深計，需占用152.33 hm2土地。由于沿線土地多為耕地、少量林地以及果園，基本無荒地等，如果取土將占用大量耕地。為保護(hù)耕地，經(jīng)與沿線地方政府結(jié)合達(dá)成協(xié)議，充分利用臨近山區(qū)有大量廢石料的條件，將土方路基變更為石方路基，避免取土占用耕地，節(jié)約了大量土地。

2.4優(yōu)化沿線服務(wù)設(shè)施

2.4.1合理設(shè)置服務(wù)設(shè)施

1）在滿足功能的前提下，盡量減小占地，如服務(wù)區(qū)、停車區(qū)合建，節(jié)省土地指標(biāo)3.4759 hm2。

2）養(yǎng)護(hù)工區(qū)、收費站管理設(shè)施均取指標(biāo)低值，節(jié)省1.7266 hm2。

2.4.2降低服務(wù)設(shè)施填土高度

1）服務(wù)區(qū)。由于沿線土地多為耕地，服務(wù)區(qū)填土高度僅為0.6～0.8m，大大降低了填土高度，與一般填土3.6m相比，直接節(jié)約土地面積0.507 hm2；同時，由于服務(wù)區(qū)填土降低，填方大大減少，間接節(jié)約了大量土地資源，減少了占用耕地。

2）養(yǎng)護(hù)工區(qū)及收費站管理用房。盡量降低填土高度，填土高度一般在1.0～1.5m之間，與一般填土3.6m相比，全線5個收費站管理用房區(qū)及1個養(yǎng)護(hù)工區(qū)共節(jié)約占地0.42 hm2。

2.5實際用地指標(biāo)

全線永久性占地219.930 3 hm2，土地類型主要耕地、園地、林地等。其中主線長24.8 km，占地面積211.366 hm2，總體指標(biāo)8.522 8 hm2/km；聯(lián)絡(luò)線長3.128 km，占地面積8.5637 hm2，總體指標(biāo)2.7378 hm2/km。

該項目主線段總體用地指標(biāo)調(diào)整后為10.322 2 hm2/km；聯(lián)絡(luò)線段總體用地指標(biāo)為3.116 1 hm2/km。因此，實際指標(biāo)遠(yuǎn)低于規(guī)定指標(biāo)，確保了節(jié)約集約用地。

3　結(jié)論

經(jīng)過設(shè)計優(yōu)化，本項目實際用地較工可階段總用地減少13.769 8 hm2，其中耕地減少13.739 8 hm2，體現(xiàn)了節(jié)約集約用地和少占耕地的目的，同時也符合國家的用地政策。

[1]程平，吳萬平.公路低路堤設(shè)計指南[M].北京：人民交通出版社，2013.

□DOI編碼：10.3969/j.issn.1008-3197.2015.03.028

□楊政文/北京中路遠(yuǎn)通工程咨詢有限公司。

□U412.3

□C

□1008-3197（2015）03-75-03

□2015-02-16

□趙聚成/男，1981年出生，高級工程師，天津市市政工程設(shè)計研究院道橋分院，從事道橋設(shè)計工作。