高速公路設計節約用地措施

□文/趙聚成 楊政文

高速公路設計節約用地措施

□文/趙聚成 楊政文

文章以天津市某高速公路為例，在設計過程中采用設計單位采取的優化線路縱橫斷面設計、降低填土高度、加大通道間距、降低凈空標準、調整填筑材料等綜合方法，少占耕地，達到節約集約用地的目的。

用地指標；節約措施；最小填土高度

目前土地保有形勢非常嚴峻，有效的節約土地資源，尤其是節約占用耕地良田的數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，如何在滿足相關規范要求，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地區為華北平原及微丘區，項目沿線主要為耕地，公路的修建將永久占用土地，路線所經區域村莊較密。項目主線采用全封閉、全立交、全部控制出入的高速公路標準，設計速度為120 km/h，雙向6車道，路基寬度為34.5m。工程路線全長24.8km，終點設置聯絡線，聯絡線全長3.12km。全線設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；全線設置主線收費站1處，匝道收費站4處，服務區1處，養護工區1處。全線共設置大橋7座，中橋5座，通道涵20道。

2　節約用地措施

2.1優化路線設計

在路線布設時將占用耕地數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、服務區、養護工區位置時，亦充分考慮占地種類和數量等因素，以求盡量減少占用耕地及良田。

2.1.1方案比選確定最優路線

項目地處平原區，沿線多為耕地。路線走向和布局主要依據天津市高速公路網規劃，結合地形、地物等特點，沿線產業布局，互通立交及橋梁等大型構筑物設置及土地、環保等因素確定。在設計過程中本著節約耕地和基本農田的原則，注意盡量少占農田，不占良田，減少拆遷量，充分考慮少擾亂沿線水利排灌工程，設法創建沿線綠化美化環境，注意保護生態環境。

2.1.2合理選擇填土高度

項目地處平原區，路基填土高度主要受橋涵構筑物及地下水位影響。填土高度的控制既要滿足路面結構強度的需要又要保證路基的穩定和沉降要求。

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

1）中濕狀態路基臨界高度確定。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區路基處于干燥、中濕狀態的路基臨界高度為控制標準，進行沿線各區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、路基處理經濟合理為原則。

根據相關規范，干燥、中濕狀態路基臨界高度分別為2.5、2.0m（均采用中值）。

2）路基工作區深度確定。未考慮路面影響的路基工作區深度按式（1）確定。

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

考慮路面厚度和材料剛度的影響，則路基工作區深度按式（2）確定。

式中：hwd為考慮路面材料影響的路基工作區深度，m；hp為路面結構層總厚度，m；hpi為路面各結構層厚度，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深度為2.5m。

3）路基最小填土高度確定。根據地質資料，枯水期地下水埋深一般在2.0～3.0m，根據季節變化豐水期地下水位埋深多在1.0～2.0m。按最不利季節考慮，干燥、中濕狀態時路基最小填土高度應為1.0、0.5m。

由于路基工作區深度為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。

為節約土方、減少占地，允許局部路基處于中濕狀態，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、生活出行要求的情況下，盡量加大通道間距，降低凈空標準。考慮到一般機耕道路標高比農田高0.5～1m左右，在不積水的前提下，盡量降低現狀機耕路的路面標高，一般降低0.3～0.5m。

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

2.1.4降低縱斷面設計高程

1）河道。盡量結合現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，節約用地。如跨越薊運河橋，防洪通道改在大堤后，橋梁設計高度降低了4.5m左右，橋頭引路填土高度大大降低，節省用地面積0.24 hm2。

2）鐵路。林南倉鐵路為地方貨運線，與產權單位結合后達成凈空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，與指標要求相接近。

2.2優化互通立交用地

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。立交區主線采用縱坡2%，匝道縱坡采用4%，豎曲線半徑均為規范極限值；立交匝道設計車速按規范中、低值為主，已最大程度降低填土高度，節省土地。

2.2.2盡可能減小占地規模

以京秦樞紐互通立交為例。方案優化后，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€及匝道設置在現狀溝渠上，采用橋梁形式跨越現狀溝渠，大大減少了征地，節約了土地面積3.912 hm2，見表2。

表2　立交占用溝渠數量

2.3改變取土方式和來源

塘承高速公路二期工程為填方路基，全線填方達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。為保護耕地，經與沿線地方政府結合達成協議，充分利用臨近山區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，節約了大量土地。

2.4優化沿線服務設施

2.4.1合理設置服務設施

1）在滿足功能的前提下，盡量減小占地，如服務區、停車區合建，節省土地指標3.4759 hm2。

2）養護工區、收費站管理設施均取指標低值，節省1.7266 hm2。

2.4.2降低服務設施填土高度

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

2）養護工區及收費站管理用房。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及1個養護工區共節約占地0.42 hm2。

2.5實際用地指標

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8.522 8 hm2/km；聯絡線長3.128 km，占地面積8.5637 hm2，總體指標2.7378 hm2/km。

該項目主線段總體用地指標調整后為10.322 2 hm2/km；聯絡線段總體用地指標為3.116 1 hm2/km。因此，實際指標遠低于規定指標，確保了節約集約用地。

3　結論

經過設計優化，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，體現了節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，天津市市政工程設計研究院道橋分院，從事道橋設計工作。