復(fù)雜山區(qū)鐵路綠色通道設(shè)計(jì)淺析

柯 堯

(中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司， 成都 610031)

近年來，隨著我國中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃的實(shí)施以及區(qū)域鐵路網(wǎng)的布局完善，復(fù)雜山區(qū)鐵路的比重越來越大。相對平原地區(qū)，復(fù)雜山區(qū)鐵路建設(shè)，面臨著地形變化大，地質(zhì)條件復(fù)雜，生態(tài)敏感度高等一系列問題。黨的十九大把生態(tài)文明建設(shè)和生態(tài)環(huán)境保護(hù)提升到前所未有的戰(zhàn)略高度，提出了建設(shè)美麗中國的宏偉目標(biāo)。同時(shí)也對鐵路綠化景觀設(shè)計(jì)提出了更高的要求。因此，開展復(fù)雜艱險(xiǎn)山區(qū)鐵路綠色通道設(shè)計(jì)研究，對促進(jìn)鐵路工程與自然環(huán)境的有機(jī)協(xié)調(diào)具有重要意義。

1 復(fù)雜山區(qū)鐵路工程的特點(diǎn)

復(fù)雜山區(qū)，一般也稱“困難艱險(xiǎn)山區(qū)”，主要從自然環(huán)境、社會經(jīng)濟(jì)及交通狀況等方面來加以理解。復(fù)雜山區(qū)一般具有地形險(xiǎn)峻，地質(zhì)條件復(fù)雜，經(jīng)濟(jì)發(fā)展滯后，生態(tài)環(huán)境脆弱等環(huán)境特征，這也決定了復(fù)雜山區(qū)鐵路工程的主要特點(diǎn)。

1.1 地形變化大，地質(zhì)條件復(fù)雜

復(fù)雜山區(qū)主要分布在我國地勢為第一階梯和第二階梯的甘肅、寧夏、四川、西藏、云南、貴州等西部地區(qū)[1]。該區(qū)域地形險(xiǎn)峻，地質(zhì)條件極其復(fù)雜，不良地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)，給鐵路的設(shè)計(jì)和建設(shè)提出巨大的挑戰(zhàn)。如川藏鐵路沿線具有大高差的地貌、復(fù)雜活躍的地質(zhì)構(gòu)造、混雜多變的地層巖性、高地應(yīng)力場及高地溫等典型的工程地質(zhì)特征，堪稱地質(zhì)博物館[2]。

1.2 氣候條件惡劣，生態(tài)環(huán)境脆弱

受地形和海拔等因素的影響，復(fù)雜山區(qū)鐵路沿線氣候條件多變，一條鐵路往往跨越多個(gè)地理區(qū)或氣候帶，高寒冰凍、干熱少雨等極端氣候條件突出。同時(shí)惡劣的氣候環(huán)境，也造成沿線生態(tài)環(huán)境較為脆弱，植被恢復(fù)困難。如成蘭鐵路線路由高程500～700 m的四川盆地成都平原向高程 3 000～5 600 m的青藏高原東部邊緣構(gòu)造強(qiáng)烈復(fù)合之高山峽谷帶過渡區(qū)行進(jìn)，相繼經(jīng)過川西平原區(qū)、盆周山地區(qū)、岷江干旱河谷區(qū)、岷江源高原丘陵區(qū)、白龍江高山峽谷區(qū)、白龍江干旱半干旱區(qū)等6個(gè)自然地理單元[3]。尤其是在岷江干旱河谷和亞高山草甸及針葉林區(qū)等生態(tài)敏感區(qū)，氣候環(huán)境復(fù)雜，植物生長緩慢，植被再生更新能力弱。再加上干旱少雨、低溫冰凍等環(huán)境因素的影響，給鐵路工程邊坡綠化帶來極大的挑戰(zhàn)。

1.3 自然風(fēng)光優(yōu)美，民族風(fēng)情濃郁

復(fù)雜山區(qū)往往交通條件薄弱，城鎮(zhèn)聚落分散，社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展比較滯后。因此，鐵路沿線一般人煙稀少，高山、峽谷、湖泊等自然景觀保存良好，風(fēng)景優(yōu)美。同時(shí)，沿線還分布著很多少數(shù)民族聚居群落，具有獨(dú)特的人文景觀以及多姿多彩的民族風(fēng)情。如貴南高速鐵路沿線旅游資源豐富，風(fēng)光秀麗，擁有神奇的喀斯特地貌和千姿百態(tài)的山水景觀。同時(shí)，鐵路沿線世代居住著布依族、苗族、水族、瑤族、壯族等多個(gè)少數(shù)民族，民族文化多姿多彩，極具魅力。

1.4 橋隧比重大，高陡邊坡較多

為了應(yīng)對復(fù)雜地形和特殊的地質(zhì)條件，復(fù)雜山區(qū)鐵路需設(shè)計(jì)大量的橋梁和隧道，在峽谷地貌區(qū)多是橋隧相連。據(jù)統(tǒng)計(jì)，西南山區(qū)的成蘭鐵路、貴南高速鐵路橋隧比均達(dá)到85%以上。同時(shí)，山區(qū)鐵路為了滿足線路平順性的要求，必然出現(xiàn)許多深路塹和高路堤，形成大量的高陡邊坡。部分路塹邊坡高達(dá)幾十米甚至上百米，不但與自然環(huán)境形成極大的反差，也給邊坡植被防護(hù)和生態(tài)修復(fù)造成很大的困難。

2 復(fù)雜山區(qū)鐵路綠色通道設(shè)計(jì)原則

針對復(fù)雜山區(qū)艱險(xiǎn)的地形條件，敏感的生態(tài)環(huán)境以及獨(dú)特的民族風(fēng)情，常規(guī)的綠化措施很難滿足鐵路工程對水土保持、生態(tài)修復(fù)及景觀美化的綜合要求，容易出現(xiàn)水土流失、生態(tài)惡化、景觀破壞等環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。因此，在復(fù)雜山區(qū)鐵路綠色通道設(shè)計(jì)中，宜遵循以下設(shè)計(jì)原則。

2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)，統(tǒng)籌兼顧

作為一項(xiàng)系統(tǒng)性的生態(tài)工程，鐵路綠色通道與路基、站場、橋梁、隧道等主體工程融為一體，共同構(gòu)成了鐵路景觀廊道。因此，綠色通道對于柔化工程邊界，降低環(huán)境影響，減小生態(tài)破壞具有重要作用。尤其在復(fù)雜山區(qū)的鐵路綠色通道設(shè)計(jì)中，必須站在區(qū)域的角度和總體的高度進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，統(tǒng)籌考慮，確定合理的景觀等級和綠化策略，突出重點(diǎn)，突破難點(diǎn)，呈現(xiàn)亮點(diǎn)。確保全線綠化標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一及景觀風(fēng)貌的協(xié)調(diào)，打造美麗和諧的路域形象。

2.2 順應(yīng)自然，因地制宜

復(fù)雜山區(qū)地形復(fù)雜，氣候多變，應(yīng)根據(jù)鐵路沿線不同自然環(huán)境特征，進(jìn)行分段設(shè)計(jì)，因地制宜，順勢而為。綠色通道設(shè)計(jì)要注意保持自然景觀的完整性，使工程建設(shè)順應(yīng)自然，融入自然[4]。在設(shè)計(jì)之初，需對場地的自然和生態(tài)環(huán)境進(jìn)行充分調(diào)研分析，把握其變化特征和發(fā)展規(guī)律。設(shè)計(jì)中應(yīng)善于借助風(fēng)、光、雨、熱等自然因子促進(jìn)植物生長發(fā)育，使自然力量得以延續(xù)。在植物配置時(shí)，應(yīng)借鑒鐵路沿線地帶性植被群落結(jié)構(gòu)特征，并結(jié)合路基、站場、橋梁、隧道等不同工程的特點(diǎn)確定合理的植被策略及綠化措施。同時(shí)，順應(yīng)植被自然演替規(guī)律，促進(jìn)邊坡人工植被逐漸向自然植被群落過渡。

2.3 生態(tài)優(yōu)先，持續(xù)發(fā)展

自然生態(tài)系統(tǒng)具有周期性發(fā)展變化的特征，且這種變化具有諸多不確定的發(fā)展方向，將受到多種因素的影響，并最終實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)平衡。當(dāng)然，這并不是意味著讓設(shè)計(jì)師放棄設(shè)計(jì)，任由其自然發(fā)展，而是應(yīng)遵照自然生態(tài)機(jī)制，以自然動(dòng)態(tài)過程作為設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，對場地賦予更加具有創(chuàng)造力的設(shè)計(jì)介入和技術(shù)維持，形成一種混合的“人工自然生態(tài)系統(tǒng)”[5]。即通過人工綠化的手段，在較短的時(shí)間內(nèi)引導(dǎo)植被正向演替，促進(jìn)沿線生態(tài)修復(fù)。因此，在復(fù)雜山區(qū)鐵路綠色通道設(shè)計(jì)中，需科學(xué)認(rèn)識綠化工程的動(dòng)態(tài)特征以及生態(tài)修復(fù)的持續(xù)性，避免把綠化工程當(dāng)成應(yīng)付環(huán)水保檢查“臨時(shí)工程”或者只重外觀形象的“美化工程”。針對復(fù)雜山區(qū)鐵路跨度長、規(guī)模大、運(yùn)營后植被養(yǎng)護(hù)難等特點(diǎn)。應(yīng)優(yōu)先選擇易成活、耐貧瘠、自播繁衍能力強(qiáng)的鄉(xiāng)土植物，充分發(fā)揮植被自我維持、更新和發(fā)展的能力，以保持植被群落結(jié)構(gòu)的長期穩(wěn)定性和生態(tài)功能的可持續(xù)性發(fā)揮。

2.4 景觀協(xié)調(diào)，文化包容

綠色通道設(shè)計(jì)，對內(nèi)應(yīng)與鐵路工程本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)相協(xié)調(diào)，通過適當(dāng)?shù)木坝^設(shè)計(jì)融入一定的文化內(nèi)涵。對外應(yīng)與周邊自然及人文環(huán)境相協(xié)調(diào)，通過借景等手法充分展示沿途美景，形成山、水、路和諧共存的風(fēng)景線。區(qū)間路基及隧道洞口綠化應(yīng)以植被修復(fù)為主，借鑒自然植被群落結(jié)構(gòu)進(jìn)行植物配置，使人工植被與自然植被相融合。在站場段落可利用彩葉植物和花灌木形成色帶或色塊組合，增強(qiáng)景觀效果，提升站區(qū)環(huán)境品質(zhì)。對位于車站、城鎮(zhèn)、風(fēng)景區(qū)等地段的重點(diǎn)隧道、橋梁，可結(jié)合當(dāng)?shù)匚幕厣M(jìn)行裝飾美化，使鐵路工程與周邊人文環(huán)境相協(xié)調(diào)。在經(jīng)過少數(shù)民族地區(qū)時(shí)，應(yīng)尊重當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)俗習(xí)慣、文化傳統(tǒng)和宗教信仰，并根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶徝懒?xí)慣進(jìn)行景觀設(shè)計(jì)，體現(xiàn)當(dāng)?shù)鬲?dú)特的地域文化特征(如圖1所示)。

圖1 成蘭鐵路某隧道洞門景觀設(shè)計(jì)體現(xiàn)當(dāng)?shù)夭刈逦幕?/p>

2.5 路地共建，和諧共榮

復(fù)雜山區(qū)鐵路經(jīng)過許多邊遠(yuǎn)貧困地區(qū)，交通閉塞，土地稀少，文化落后是長期制約這些地區(qū)經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的突出問題。雖然鐵路的建設(shè)會顯著縮短邊遠(yuǎn)山區(qū)與城市之間的時(shí)空距離，但只有良好的運(yùn)營效率才能給區(qū)域經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展注入強(qiáng)大的動(dòng)力。因此，在高速鐵路建設(shè)過程中，必需做好與地方規(guī)劃的協(xié)調(diào)，使鐵路的綜合功能得到有效發(fā)揮，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。在鐵路綠色通道設(shè)計(jì)中，可采取“路地共建”的模式，合理保護(hù)和利用山區(qū)的自然資源，將鐵路工程本身的生態(tài)治理與沿線地方的生態(tài)產(chǎn)業(yè)相結(jié)合，重點(diǎn)推動(dòng)特色林業(yè)，生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展。同時(shí)，可借助高速鐵路便捷的交通優(yōu)勢，帶動(dòng)沿線地區(qū)生態(tài)旅游業(yè)發(fā)展，達(dá)到生態(tài)富民，生態(tài)興路，最終實(shí)現(xiàn)鐵路建設(shè)與區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會互利共生，和諧共榮。

3 復(fù)雜山區(qū)鐵路綠色通道設(shè)計(jì)要點(diǎn)

根據(jù)鐵總建設(shè)〔2013〕94號《鐵路工程綠色通道建設(shè)指南》的定義，“鐵路綠色通道”是指“在線路兩側(cè)、站區(qū)及橋下等種植灌木、喬木或草等植物所形成的綠色長廊”[6]。結(jié)合鐵路工程的特點(diǎn)，復(fù)雜山區(qū)鐵路綠色通道設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括路基邊坡綠化、隧道洞口綠化、橋下綠化、站區(qū)綠化、線路綠化林、取棄土場以及臨時(shí)用地植被恢復(fù)等。其中，路基邊坡綠化及棄渣場植被恢復(fù)是設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

3.1 突破傳統(tǒng)審美限制，重視過程與變化之美

綠色通道作為一項(xiàng)富有生命的工程，是在不斷變化和生長的，這個(gè)特征在復(fù)雜山區(qū)尤為顯著。綠化景觀設(shè)計(jì)并非設(shè)定一個(gè)終極的景象，也并非追求一種恒久不變的凝固之美，而是展示一種持續(xù)發(fā)展的動(dòng)態(tài)過程。而這個(gè)變化的過程本身也是一種美，是一種運(yùn)動(dòng)中的豐富之美，一種洋溢著生命的暫時(shí)性和自生轉(zhuǎn)化可能性之美[7]。但受鐵路行業(yè)“堅(jiān)固穩(wěn)定、標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一”等固有思維的影響，行業(yè)內(nèi)還存在對鐵路綠色通道的認(rèn)識不夠全面，過分追求全面覆綠和整齊劃一的現(xiàn)象。部分設(shè)計(jì)師也往往將設(shè)計(jì)作為一種推銷自己創(chuàng)造性勞動(dòng)的手段，從而忽略了人對環(huán)境正常的感知，甚至因過度設(shè)計(jì)而產(chǎn)生各種矯揉造作的“美”[8]。因此，需要從根源上突破傳統(tǒng)審美的限制，提升對生態(tài)文明的理解，重視過程與變化之美。并且逐步完善綠色通道評價(jià)體系，構(gòu)建科學(xué)合理的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，從而推動(dòng)綠色通道建設(shè)健康發(fā)展。

3.2 尊重自然規(guī)律，引導(dǎo)自然的力量，讓自然做功

中國風(fēng)景園林設(shè)計(jì)一直遵循“師法自然”的原則，這不僅是尊重自然表象，更是尊重自然發(fā)展和存在的規(guī)律。復(fù)雜山區(qū)鐵路往往跨越多個(gè)自然地理區(qū)，各區(qū)域的自然氣候條件及生態(tài)環(huán)境也具有很大差異。因此，在綠化措施的制定和植物配置模式的選擇上需尊重場所原有的自然過程，發(fā)揚(yáng)和保護(hù)原有自然資源，建立真實(shí)而非矯揉造作的景觀環(huán)境[9]。例如：在貴南高速鐵路綠色通道設(shè)計(jì)中，針對光面爆破等弱風(fēng)化巖質(zhì)邊坡，并未刻意采取噴混植生等客土綠化措施，而是尊重其喀斯特地貌的自然環(huán)境特征，適當(dāng)點(diǎn)綴爬藤植物以便展現(xiàn)巖石的自然肌理和美感。同時(shí)，在設(shè)計(jì)中應(yīng)巧妙的利用并引導(dǎo)自然力量，通過最少的人為介入，讓自然的力量發(fā)揮其應(yīng)有的效力[10]。例如，在南廣高速鐵路綠色通道設(shè)計(jì)中，針對山區(qū)路塹綠化林以及郊野地區(qū)的橋下荒地等區(qū)域，借助自然風(fēng)力及鳥獸等的傳播，引入了自然植被中的先鋒物種，實(shí)現(xiàn)對工程創(chuàng)面的生態(tài)修復(fù)，不僅節(jié)約了工程投資，也使綠化工程與自然環(huán)境更加協(xié)調(diào)(如圖2所示)。

圖2 南廣鐵路某路塹地段采用人工引導(dǎo)先鋒植物綠化效果

3.3 結(jié)合景觀視線分析，巧于因借，展現(xiàn)沿途美景

按觀察者位置的不同，鐵路綠色通道景觀分為內(nèi)部景觀和外部景觀。從列車上觀察，鐵路沿線景觀會以動(dòng)態(tài)序列性方式出現(xiàn)。山區(qū)鐵路往往途經(jīng)城鎮(zhèn)、田野及風(fēng)景名勝區(qū)，可借鑒傳統(tǒng)園林“借景”的手法，佳則收之，俗則屏之，將沿途的自然及人文景觀組織成一幅連續(xù)的視覺畫面，達(dá)到“車在路上走，人在畫中游”的藝術(shù)效果。由于復(fù)雜山區(qū)鐵路隧道比重較高，乘客視線長時(shí)間被壓抑，開敞的景觀視線更有助于緩解旅途疲勞。因此，復(fù)雜山區(qū)鐵路路堤地段的綠化設(shè)計(jì)應(yīng)盡量避免遮擋視線，植物色彩也不宜過于明亮或跳躍，以便與周圍環(huán)境融為一體，形成柔和的近景層次，引導(dǎo)視線至遠(yuǎn)方。例如：在柳南客運(yùn)專線綠化林設(shè)計(jì)中，在視野開闊的郊野地段利用低矮灌木替代喬木，充分展示了沿線秀麗的山水田園風(fēng)光。

3.4 優(yōu)化植物選型與配置，引導(dǎo)植被可持續(xù)性發(fā)展

綠化植被作為綠色通道的主體，是影響綠色通道建成效果的決定性因素。適宜的植物種類和配置模式不但可以確保綠化質(zhì)量，也將節(jié)約后期管理養(yǎng)護(hù)成本。復(fù)雜山區(qū)鐵路綠色通道植物配置應(yīng)遵循因地制宜、適地適樹、施工便捷、苗源易得等原則，并注意草本與灌木，常綠植物與落葉植物，速生植物與慢生植物相搭配，豐富植被群落結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)其抗逆性。針對山區(qū)邊坡土壤貧瘠的特點(diǎn)，應(yīng)著重選用一些具有固氮能力的豆科植物，以改善土壤肥力，并利用其自播繁衍的特性，構(gòu)建自然更新，可持續(xù)性強(qiáng)的植被群落。

3.5 加強(qiáng)專業(yè)間協(xié)同配合，完善現(xiàn)場指導(dǎo)及動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)機(jī)制

鐵路綠色通道設(shè)計(jì)的核心目標(biāo)是協(xié)調(diào)工程與環(huán)境的關(guān)系，需在設(shè)計(jì)中與路基、站場、隧道等相關(guān)專業(yè)密切協(xié)作，才能實(shí)現(xiàn)綠化景觀與鐵路主體工程的完美融合。由于綠色通道工程涉及面廣且變化特征明顯，在建設(shè)過程中往往受主體工程變更，極端天氣變化，項(xiàng)目工期安排以及苗源供應(yīng)等諸多因素的影響，單純依靠施工圖設(shè)計(jì)難以達(dá)到理想的工程效果。因此，在施工過程中需要設(shè)計(jì)師加強(qiáng)現(xiàn)場指導(dǎo)或進(jìn)行動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)，才能制定出更適宜現(xiàn)場不同工點(diǎn)具體情況的綠化措施。例如，在鐵路棄碴場綠化時(shí)，單純依靠碴場表面人工覆土，移栽植物進(jìn)行植被恢復(fù)難度大，且恢復(fù)周期很長。若能根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，有針對性的進(jìn)行地表土保存，種子庫收集，原生植被移栽利用等，不僅能提高生態(tài)恢復(fù)效果，也更節(jié)省投資。

3.6 加強(qiáng)與地方政府的溝通協(xié)調(diào)，打造和諧的路域環(huán)境

在鐵路綠色通道設(shè)計(jì)中，應(yīng)樹立促進(jìn)沿線經(jīng)濟(jì)發(fā)展，服務(wù)當(dāng)?shù)孛癖姷乃悸?，盡量與地方的生態(tài)環(huán)境治理及產(chǎn)業(yè)發(fā)展相協(xié)調(diào)，共建互贏。在站區(qū)場坪綠化及站前廣場景觀設(shè)計(jì)中，應(yīng)著重突出當(dāng)?shù)氐牡赜蛭幕厣?，使車站成為展示城市特色的一張名片，提升城市形象和知名度。在鐵路沿線取棄土場的設(shè)計(jì)中，可將“生態(tài)治理、生態(tài)產(chǎn)業(yè)、生態(tài)富民”相結(jié)合，科學(xué)選址，合理規(guī)劃，綜合利用。例如，對采石場進(jìn)行有計(jì)劃的開挖可改造為魚塘、水庫。隧道棄渣場若做好表面平整并增加覆土厚度，可改造為優(yōu)質(zhì)的林地或耕地。制梁場、鋪軌基地、拌和站等臨時(shí)用地可作為地方其他建設(shè)用地使用。

4 結(jié)論

在復(fù)雜山區(qū)鐵路建設(shè)中，綠色通道工程對于加強(qiáng)邊坡防護(hù)，控制水土流失，減輕生態(tài)災(zāi)害和美化路域環(huán)境具有重要作用。針對復(fù)雜山區(qū)艱險(xiǎn)的地形條件，敏感的生態(tài)環(huán)境以及獨(dú)特的民族風(fēng)情，應(yīng)遵循系統(tǒng)設(shè)計(jì)、順應(yīng)自然、生態(tài)優(yōu)先、景觀協(xié)調(diào)、路地共建等設(shè)計(jì)原則，以達(dá)到保持水土、修復(fù)生態(tài)及美化環(huán)境等綜合要求。同時(shí)，只有樹立正確的審美觀念，尊重自然規(guī)律，引導(dǎo)自然力量，展現(xiàn)自然美景，加強(qiáng)專業(yè)協(xié)同，優(yōu)化植物配置，營造和諧的路域環(huán)境，才能促進(jìn)復(fù)雜山區(qū)鐵路工程可持續(xù)發(fā)展。