復雜山區鐵路的綠色通道設計實錄

(中鐵第四勘察設計院集團有限公司，湖北武漢　430063)

宜萬鐵路東起湖北省宜昌市，西至重慶市萬州區，途經湖北宜昌、恩施州和重慶市萬州區所轄的十個縣市(區)，線路全長377 km。宜萬鐵路是我國“八縱八橫”鐵路網主骨架之一，是滬漢蓉快速通道重要組成部分，也是貫通中國東、中、西部的重要交通紐帶。宜萬鐵路貫穿武陵山區腹地，穿越之地可以說是筑路禁區，創諸多鐵路史上的中國之最乃至世界之最，是目前世界上施工難度最大的鐵路，被業界稱為橋隧博物館。

1　原設計綠化措施

宜萬線原施工圖設計綠化范圍主要是路基邊坡，隧道洞口及棄碴場、取棄土場等。

1.1　路基

Ⅰ線路基長度98 km，其中路堤46 km，路塹52 km。一次復線路基長度55 km，其中路堤25 km，路塹30 km。綠色防護措施如下：

(1)路堤

土質路堤邊坡高度H<3 m時，坡面采用噴播植草護坡防護；邊坡高度H≥3 m，坡面漿砌石拱型截水骨架內噴播植草護坡防護。

石質路堤采用干砌石護坡或漿砌石拱型截水骨架拱圈內干砌石護坡防護。

(2)路塹

土質及全風化巖層的路塹邊坡采用漿砌石拱型截水骨架內噴播植草護坡；區間強—弱風化軟質巖層路塹邊坡軟質巖采用漿砌石培土植草窗護坡；硬質巖層路塹邊坡采用漿砌石護墻、掛網錨噴護坡以及光面爆破等，無防護措施的硬質巖邊坡28.53萬m2；站場范圍及靠近長江大橋等位置強—弱風化巖層路塹邊坡軟質巖采用噴混植生護坡；同時路塹側溝外留≥2.0 m寬平臺設花壇。

1.2　隧道

(1)隧道洞口及邊仰坡

施工圖設計時，隧道進、出口位置貫徹“早進晚出”的原則，盡可能減少了對地表的破壞；綜合考慮地形、地貌、洞口地質條件及附近建筑物等周邊自然環境因素，在保證結構和運營安全以及排水通暢的前提下，因地制宜地采取各種新型洞門結構，并在洞門周邊加強植被防護，根據地形特點，必要時接長明洞，并恢復地表植被。

(2)隧道棄碴場

長大隧道(>3 km)棄碴場，根據棄碴場地形和水文地質條件，棄碴場設置了永久的碴場防護工程和排水設施，防止水土流失，碴頂面采取植草皮、復耕等恢復植被方式進行綠色防護。長大隧道棄碴場綠色防護共計恢復植被1 801畝，植草皮616畝。

1.3　區間線路及取棄土場

(1)路基兩側邊坡外植樹，全線植樹總長97 864延m，62 857棵。

(2)區間取棄土場防護(區間路基取土場及長度小于3 km隧道取棄土場)，原設計為表層撒播草籽后植樹防護，Ⅰ線總面積為650 236 m2，植樹104 037棵，Ⅱ線總面積為289 729 m2，植樹64 480棵。

(3)區間改移道路綠色防護，原設計改移道路邊坡未采用綠色通道防護。

2　綠色通道變更設計

依據《鐵路工程環境保護設計規范》(TB10501—98)、“鐵鑒函[2007]544號”《關于調整在建及新建鐵路綠色通道設計有關問題的通知》、“鐵建設函[2007]472號”《鐵路綠色通道建設實施指導意見》、“武鐵工函[2007]690號”《武漢鐵路局2007年秋季綠色通道建設實施方案》等文件要求，為貫徹落實鐵路綠色通道建設要求，推進鐵路兩側及邊坡的綠色防護工程建設，改善鐵路沿線生態環境，對宜萬線綠色防護情況進行了復查清理，并根據復查清理結果對原設計綠色防護工程進行了Ⅰ類變更設計。

2.1　設計原則

(1)十分珍惜、合理利用土地和切實保護耕地，遵循依法用地、合理規劃、科學設計的用地原則。

(2)充分考慮路基、橋梁、隧道、站區等工程的特點，遵循因地制宜、安全可靠、經濟合理、景觀協調、易于管護和植物防護與工程防護措施綜合應用的原則。

(3)綠色通道栽植的植物，不得對鐵路設施產生不良影響，不得影響鐵路運輸安全。

(4)綠色通道建設主要在鐵路用地范圍內進行。

(5)宜萬鐵路沿線多雨，植被覆蓋率高，屬宜林山區。在不改變工程結構受力情況下，盡最大可能進行綠化設計。

2.2　植物選擇與建植方法

(1)草種：假儉草、結蔞草、狗牙根、高羊茅、地毯草、百苜草、香根草、黑麥草、紫羊茅、三葉草、小糠草、畫眉草、竹節早、狗尾草、早熟禾等。

(2)灌木：采用觀枝干、觀葉、觀花灌木混合種植。主要品種有：紫穗槐、梔子花、南天竹、密脈木、映山紅等。

(3)藤科植物：爬墻虎、金銀花、常春藤、絡石、非洲凌霄、龍吐珠等。

(4)喬木：大葉茶、石楠球、花櫚木、水杉、馬醉木、枇杷、金花茶、粗糠柴、毛葉吊鐘花、山茶花、杜英、桂花、香樟、垂槐、松樹、桉樹等及竹類。

(5)植物建植方法：液壓噴播植草；噴混植生；種植藤科植物、灌木、小喬木；液壓噴播植草、噴混植生采用草灌結合；采用內灌外喬。

2.3　具體要求

(1)草灌結合防護

采用液壓噴播植草，施工時草籽中加以適量灌木籽，草籽、灌木籽選用鄉土適宜生長的品種，應使草籽、灌木籽在坡面上分布均勻，成長后便于修剪，效果美觀。

每100 m2草籽用量1 500～2 000 g；灌木參考其他線綠化經驗每100 m2灌木320窩，每窩2株，即640粒種子。

驗收標準：

噴播植草覆蓋率不少于90%。

灌木規格為生長修剪后苗高0.6 m，冠幅0.25 m，枝葉相觸不相交。

(2)草灌結合、錨噴網結合噴混植生防護

采用噴混植生，施工時草籽中加以適量灌木籽，草籽、灌木籽選用鄉土適宜生長的品種，應使草籽、灌木籽在坡面上分布均勻，成長后便于修剪，效果美觀。

每100 m2草籽用量1 500～2 000 g；灌木參考其他線綠化經驗，每100 m2灌木320窩，每窩2株，即640粒種子。

驗收標準：

噴播植草覆蓋率不少于90%。

灌木規格為生長修剪后苗高0.6 m，冠幅0.25 m，枝葉相觸不相交。

(3)灌木及藤科植物

采用人工培育株苗進行栽種。

路堤護道、路塹塹頂及邊坡平臺靠近邊坡1排灌木，縱向按2株灌木，1株藤科植物布置。

側溝平臺、邊坡平臺等設置種埴土溝槽，溝槽底寬0.3～0.5 m，深0.4～0.5 m；底部鋪設0.1 m砂礫石，底部預留φ0.05 m PVC塑料排水管泄水孔，沿長度方向間距5 m，上覆種植土。溝槽外沿采用0.1 m厚C10混凝土板。

隧道洞口土質邊仰坡坡頂至截水天溝間設置2排灌木，株距2.0 m，灌木規格為生長修剪后苗高0.6 m，冠幅0.25 m，枝葉相觸不相交。

(4)小喬木及亞喬木

采用人工培育株苗挖穴進行栽種，坑穴規格：(長)0.8 m×(寬)0.8 m×(深)0.8 m。

小喬木規格樹干高度6～10 m，亞喬木規格樹干高度<5 m；苗高1.8～2.0 m，胸徑1.5～2.0 cm，株距3.0 m。

2.4　路基綠色通道防護設計

為使綠色通道設計方案經濟技術合理、綠化效果可靠，對原設計未防護且邊坡坡率不陡于1∶0.75硬質巖邊坡進行噴混植生與“噴混凝土+種植溝槽+土工網格+藤科植物”兩方案比較。

(1)噴混凝土+種植溝槽+土工網格+藤科植物防護

噴混植生：

路塹邊坡噴播植草改噴混植生；灰巖地段路塹邊坡未防護地段增加噴混植生。

藤科植物：

路塹未防護坡面：采用噴混凝土+種植溝槽+土工網格+藤科植物進行綠色覆蓋。

(2)噴混植生防護

噴混植生：

原大部分灰巖地段路塹邊坡未防護地段，未施工的路塹邊坡、漿砌片石植草窗護坡、漿砌片石護墻及原設計路塹噴播植草護坡改噴混植生防護。

陡于1∶0.75未防護硬質巖邊坡及已施工的漿砌石護坡、護墻、素噴、網噴及擋土墻、樁板墻正面等，采用噴混凝土+種植溝槽+土工網格+藤科植物防護。

兩方案主要工程數量比較見表1。

表1　不同方案主要工程數量比較

從表1可以看出，方案二較方案一增加噴混植生數量10.36萬m2，減少噴混凝土及土工網格與藤科植物面積10.36萬m2、減少藤科植物種植溝槽長度9.6 km。

方案比較結論：

兩方案比較噴混植生方案施工環節較少，一次到位；噴混凝土+種植溝槽+土工網格+藤科植物方案施工程序較復雜，部分地段溝槽設置困難且存在部分側溝需要拆除重做。從經濟方面比較，兩方案單價基本相當。變更設計推薦采用方案二(噴混植生防護)。

(3)綠色防護主要工程措施

草灌結合：已施工噴播植草在坡面上撒播灌木種子，其余在噴播施工中加入灌木種子。

噴混植生：路塹邊坡噴播植草改噴混植生1.21萬m2；原大部分灰巖地段路塹邊坡未防護地段增加噴混植生18.83萬m2。

已施工干砌片石護坡9.96萬m2，以及路堤靠近城鎮、道路(高速公路、國道、省道、縣道)、車站等地段，已施工干砌片石護坡改為漿砌片石拱形截水骨架內草灌結合護坡。

其他陡于1∶0.75未防護硬質巖邊坡及已施工的漿砌石護坡、護墻、素噴、網噴及擋土墻、樁板墻正面等，采用噴混凝土+種植溝槽+土工網格+藤科植物防護。

路堤護道及塹頂以外種植灌木、喬木和藤科植物。

2.5　隧道綠色通道防護設計

(1)土質及全風化巖層邊坡采用方格形骨架內草灌結合防護。

(2)石質邊坡基巖出露，在現場已按施工圖實施噴錨網防護基礎上，增設噴混植生防護。

(3)嚴重風化的巖質邊仰坡，在現場已按施工圖實施下部漿砌片石護坡，上部植草防護的基礎上，在漿砌片石護坡頂種植藤科植物攀緣覆蓋漿砌片石護坡。

(4)在現場已按施工圖實施的擋(翼)墻頂種植藤科植物攀緣覆蓋，對臨近城鎮及公路的洞門端墻進行裝飾性彩繪。

(5)隧道洞口土質邊仰坡坡頂至截水天溝之間，種植2排灌木。

(6)對臨近城鎮及公路的洞門端墻進行裝飾性彩繪，可采用展現少數民族(土家族)風情的背景圖畫等進行裝飾。

2.6　橋梁綠色通道防護變更設計

(1)橋梁地段綠色通道設計范圍主要包括宜昌至萬州段橋梁錐體邊坡，墩臺開挖影響的綠地。

(2)墩臺開挖影響的綠地采用草灌結合防護。

(3)橋臺錐體護坡采用藤科植物進行布置。

2.7　線路及取棄土場綠色通道防護設計

(1)鑒于宜萬線沿線植被十分發育，取消了原設計路基兩側邊坡外植樹。

(2)區間取棄土場納入本次Ⅰ類變更設計中，原設計考慮植草、植樹的取棄土場已滿足綠色通道要求，個別遺漏的取棄土場補充植草、植樹措施。

3　實施效果

3.1　社會效益

鐵路綠色通道工程建成后，環境得以美化，減少了疾病傳播，還可以改變沿線地區生態失調的問題，為沿線地區提供一個良好的生態環境。

3.2　生態效益

(1)保持水土

路基綠色防護和鐵路兩側綠化植樹，可以使地表徑流變緩，減少附近河流、水庫內水的含砂量，保護各種水利設施。據測定，森林可以減少70%的土壤流失(較無植被地域)。

(2)涵養水源

草坪和森林具有蓄積水分、調節地表徑流的能力，具有攔截和保持地表徑流水的功能，促使更多的水下滲，補給地下水源。據測定：1公頃森林每年可蓄水1200m3，茂密的樹冠可以截留14%～24%的降雨量，雨水緩慢滴于林地表面，在植被和枯枝落葉的作用下，把大部分降雨吸收儲存于地下，在干旱季節通過林木釋放到大氣中，參加水分的循環運動。

(3)光合作用

草坪和森林具有光合作用的能力，能夠通過吸收空氣中的CO2并通過光合作用生成碳水化合物，釋放出氧氣，將碳儲存起來。根據光合作用的原理，每公頃森林一年從空氣中吸收CO2總量為16 t。

(4)促進有機污染物的分解凈化空氣

草坪和森林可作為鋼軌與車輪之間摩擦和快速的列車產生的金屬、油、脂、燃料及農業、工業的有害塵埃的過濾器，攔截和過濾徑流水和空氣中的污染物質，1公頃森林每年可吸收有害氣體700 kg左右。森林還能夠吸滯煙灰粉塵，減弱噪聲，分泌殺菌素，殺死有害菌。

(5)促進農業發展

綠色通道工程建成后，將形成一條綠色長龍，為沿線地區的農業生產創造一個十分有利于農作物生長的生態環境。

(6)吸引野生動物的棲息

綠色通道的建設可以吸引某些適合生存的野生動物群落棲息。草坪生態系統中生存有大量的無害無脊椎動物，如昆蟲、螞蟻、線蟲、環節動物、軟體動物、甲蟲、蜘蛛等，極易吸引雀形目鳥類。

[1]TB10001—2005鐵路殊路基設計規范[S]

[2]TB10501—98鐵路工程環境保護設計規范[S]

[3]鐵鑒函[2007]544號關于調整在建及新建鐵路綠色通道設計有關問題的通知[S]

[4]鐵建設函[2007]472號鐵路綠色通道建設實施指導意見[S]