綠色公路建設理念在路線設計中的應用研究

江勇、晏一靈、劉正陶

（四川省林業和草原調查規劃院，四川 成都 610081）

0 引言

建設以質量優良為前提，以資源節約、生態環保、節能高效、服務提升為主要特征的綠色公路，是我國全面貫徹落實新時代生態文明思想，并實現公路建設綠色低碳可持續發展的需要。綠色公路建設的實施必須充分考慮項目全壽命周期，路線設計是設計階段的龍頭，本文以省道460 線巴塘縣波密鄉經鄉城縣定波鄉至正斗鄉公路工程（簡稱“項目”）為例，將綠色公路建設理念具體融入路線設計中，從而確保項目整體目標的實現。

1 項目特點及功能定位

項目區地處四川省甘孜州西南部，橫斷山脈中北段，金沙江東岸縱谷地區，屬大香格里拉旅游圈腹心地帶。路線全長75.567km，起于巴塘縣波密鄉，經過鄉城縣定波鄉，止于鄉城縣正斗鄉，路線起點接S459線K100+400，海拔3590m，止點接G549 線K45+300，海拔2894m。三級公路技術標準建設：設計速度30km/h，路基寬度7.5m（起點經波密鄉路段6.3km采用設計速度40km/h、路寬度8.5m），瀝青混凝土路面，橋梁寬度9.0m，橋梁設計荷載公路Ⅰ級[1]。

1.1 項目特點

高原、高寒、高海拔、高烈度、地形差、地質差、施工條件差。

為新改建公路，新建33km，改建42.567km；新建路段岸坡橫坡在45o～75o，覆蓋層厚度達5～25m；項目區耕地、Ⅰ級林地、生態紅線分布較多，路線布線空間狹小；沿線3 個鄉鎮和11 個行政村，對路線干擾較大。

1.2 項目功能定位

以服務沿線地方經濟為主，主要承擔以下功能：縱向連接國道318 線、國道549 線、省道459 線，完善區域路網；承擔沿線主要鄉村與縣城，鄉村之間的交通；項目位于“香巴拉”附近，地處川、滇、藏三省結合部，該項目的建設有利于三省旅游資源互補，形成新的旅游通道或旅游線路。

2 項目綠色公路設計理念

2.1 貫徹可持續發展觀，充分考慮項目全壽命周期成本

在建設規模、技術標準以及路線布設和線位確定時，充分考慮整個社會、國民經濟可持續發展，最大程度地節約土地和其他資源。在項目方案的擇定和工程措施的采納上，堅持以統籌規劃、遠近結合的方針，路基、橋涵、生態保護措施等基礎性工程力爭一步到位，減少項目全壽命同期成本。

2.2 貫徹以人為本、安全至上的方針

項目設計過程中，以滿足人們的出行需求作為根本，把行車安全性作為控制目標貫穿于路線方案和各類工程設計整個過程中，既保證滿足區域主要集散運輸功能，又充分考慮到區域內車輛上、下本公路和沿區人民生產、生活對項目的依賴性。

2.3 充分尊重自然，著力加強環境保護

項目設計貫徹“綠水青山就是金山銀山”的理念，高度重視環境的承載能力，堅持尊重自然、恢復生態的原則[2]。在路線設計時遵循“隨彎就勢、標準靈活、指標合理”的原則，盡量避免高填深挖，采用以邊坡綠化和路基防護工程相結合的措施對沿線環境進行恢復和積極治理，最大程度地使建成后的公路與沿區地形、地貌協調融合，鑲嵌于自然、回歸于自然。

3 路線方案設置

項目區地處定曲河河谷地帶，其地形隨定曲河流向自北向南傾斜，地勢整體呈北高南低，東高西低之狀。沿線屬于河谷侵蝕地貌，河谷下切強烈，侵蝕堆積地貌廣泛發育，尤以I、Ⅱ級階地及河漫灘為主，沿岸谷坡高陡，植被茂密。路線廊帶較為狹窄，加之受耕地、Ⅰ級林地、生態紅線的制約，項目可供布線的空間十分有限。充分發揮原路通道資源作用，結合項目環境、資金條件、因地制宜，按照綠色公路設計理念進行路線方案設置，路線主要布設在河漫灘、沖積扇和Ⅰ級階地上（見圖1），盡力減少占用耕地、林地，盡量減少拆遷，路線布設與周圍環境和地形相協調，最大限度地減少對自然景觀的破壞，從而保護生態環境。

圖1 路線總體方案

3.1 利用原路改建為基本原則，節約土地等資源

K0+000～K23+300 段，路線兩側為村莊、耕地、生態紅線和Ⅰ級林地，制約路線方案布設。統籌考慮建設項目的合理用地，以盡量利用原路改建為基本原則，以保護當地有限的土地資源及農田、水利設施，減少對房屋拆遷的影響。路線布線時盡量少征占農地，保護耕地、林地，在內挖外擋間做好平衡。過村莊路段，拆遷工作協調困難，結合原拆遷量、村民的拆遷意愿、改線條件等對四處村莊采用“進而不進”的方案。原路基利用率達60%。該方案與工可方案比較減少：公路 用 地29.01 畝（19340m2），拆遷2240m2，投 資2633萬元。

3.2 生態選線、地質選線，保護生態環境

K23+300～K46+300 段為新建路段，本路段樹種及自然生態系統、自然景觀稀有珍貴，山體橫坡陡，地形條件差，地質災害風險大，建設風險大。在詳細調查該路段定曲河設計洪水位以及河道沖刷深度的基礎上，結合地形、地質、生態環境保護等實際情況，路線方案布設優先考慮對沿線自然生態環境的保護，充分利用河岸岸坡和灘地布線，較大段落采用了沿河線方案。

路線利用支溝沖積扇扇體、左岸緩坡帶布線，順定曲河左岸下行，在K27+820～K34+180 提出了比較方案（見4.2.1）；為了繞避滑坡，在K34+109 跨河至右岸，路線沿右側岸坡布線，待完全繞避地質病害后，在K35+309 跨河回到左岸，利用左岸緩坡帶布線，在K46+300 接上C128 村道。

3.3 繞避村莊，提升服務能力與水平

K46+300～K57+200 段為脫線新建路段，原路分布有6 個較為集中的村莊，右側分布有較多房屋。原有道路為等外級，利用率低，地形較為復雜。根據實際情況，在定曲河右岸開辟新線路，繞避村莊、減少拆遷，提升區域路網服務能力與水平（見4.2.2）。

3.4 合理利用技術指標，盡量減少拆遷

K57+200～K76+685.23 段，原路為瀝青混凝土道路，平面線形較好，基本達到四級公路標準，走廊帶較為明確，定曲河右岸無較大意義的比較線價值，基本按照原有道路進行路線布設，原路利用率達70%。通村路段，路線無法繞避，為了減少拆遷量，合理利用技術指標對4 段涉及10 個交點局部困難路段的緩和曲線長進行了降標，但均確保大于20m，降標路段總長1.74km，減少拆遷3142m2。

4 路線方案比選論證

4.1 綠色理念的比選原則

一是路線方案的工程量、投資大小；

二是地形、地物、地質條件等對路線方案的影響；

三是路線方案有關征地、拆遷、施工條件等實施難易程度；

四是路線方案實施后對資源、環境影響；

五是路線走廊帶內生態保護、旅游景點的發展；

六是地方政府意見和可研報告的符合性。

4.2 比選內容

結合區域內地形、地質、氣候、生態環境等，擬定了7 處比較路段，按照比選原則進行了同精度比選，定量與定性相結合，經過技術、經濟、服務功能、征地拆遷、環境保護等綜合比較，結合當地相關部門及村民意見，提出了推薦方案。項目全線貫通推薦樁號范圍K0+000～K76+685.23，路線全長75.567km，短鏈1118m，比較線累計長度34.005km，占推薦方案的45%[3]。下面重點介紹兩處新建路段方案比選論證。

4.2.1 扎忠段方案比較（K27+820～K34+180）

河流下切厲害，河谷呈“V”形，岸坡橫坡坡度達55o～70o，覆蓋層為碎石土，厚度達5～25m，路線布線十分困難，該路段分別提出了沿左岸坡面布線的K 線和沿右側河岸岸坡坡腳布線的D 線（見圖2）。

圖2 扎忠段路線方案比較

K 線：路線起點K27+820，路線沿定曲左側坡地布線。路線行進至K34+000km 處，前方定曲河左岸斜坡中下部有一滑坡，高差約80m，滑坡體積約3.5 萬m3，前方距離300m 連續兩處較大型垮塌，左側坡體坡度大，且不穩定，在K34+109 設2～20m 中橋跨定曲至右岸，沿右側岸坡布線，止于K34+180。

D 線：路線起點DK27+889.5，順沖積扇降坡，在DK28+699 設2～20m 中橋跨定曲河至右岸，充分利用右岸灘地，沿定曲河右岸坡腳布線，路線止于DK34+278.02。

兩方案長度相當，滿足三級公路標準。K 線相對于D 線：路線線位較高，開挖量大，短期內坡面開挖后，邊坡穩定需要2年時間；開挖面大，環境影響較大；不受河水影響，利于路基長久穩定；新征占林地較D 線多34 畝（約22666.67m2），但整體公路用地減少14畝（約9333.3m2）：可節約投資3111.8 萬元；當地村民以往都在定曲河的左岸采蘑菇、藥材等，為利于村民進山，強烈要求建設K 線。經綜合比較，推薦K 線方案（見表1）。

表1 路線方案主要指標比較

4.2.2 定波鄉段方案比較（EK47+300～EK57+170.11）

K 線沿著既有路經過白蘭斗村，沿原有道路到達定波鄉，區域內村道狹窄，兩側房屋較多，協調難度較大；該段平面線形較差，大多原有道路無法利用。E線方案為脫線新建方案，沿著定曲河右岸繞村而行，對村鎮影響較小（見圖3）。

圖3 定波鄉段路線方案比較

E 線路線長度比K 線短0.63km，滿足三級公路技術標準。E 線相對K 線：E 線方案平縱面指標高；新征占旱地多23 畝（約15333.3m2），新征占林地少13 畝（ 約8666.67m2），整體公路用地減少46 畝（ 約30666.67m2）；拆遷量少566m2；對原有道路保通基本無影響；工程地質條件相當，K 線有兩處小型滑坡，E線則在滑坡下緣通過，進行了繞避；投資增加574.15萬元，但在投資增加不多的情況下，既保留了原有道路又新增了一條快速通道，也為當地村莊預留了一定的發展空間；E 線提升了區域路網服務能力與水平，道路運營安全性較好。推薦E 線方案（見表2）。

表2 路線方案主要指標比較

5 加強路線平、縱面設計，做到既安全舒適又經濟美觀

5.1 隨彎就勢、曲線為主，提高行駛舒適性

項目路線平面線形受地形、地質及現有耕地、Ⅰ級林地的控制，為了盡量減少工程建設對線路周邊環境的不利影響，隨彎就勢，盡量采用曲線線形[4]，適應地形、地質、地物條件，提高行駛安全性、舒適性。靈活運用了直線、圓曲線、回旋線進行線形組合，力求保證路線各項指標的均衡性、協調性和連續性。共設平曲線433 處，平均每公里交點數5.73 個，圓曲線最小半徑為35m/3 處，平曲線總長41.106km，曲線總長占路線長度的54.39%，最大直線長度551.72m。線形連貫，平滑連續，自然流暢。

5.2 縱面線形合理，縱坡均勻順適

為減少對環境的影響，路線縱斷面設計結合地形、地質條件拉坡，適當增加變坡點，盡量避免大填大挖，減少土石方量，做好土石方調運。全線以低填淺挖為主，沒有高填路段，深挖路塹共21 段，路塹邊坡多以巖質邊坡為主；計價土方116.8835 萬m3，計價石方73.6499 萬m3。為了利于排水，路線最小縱坡按0.3%進行控制；最大縱坡7.0%/2 處。縱坡總體上盡量使路線縱坡保持均勻，過渡平緩順適，不出現頻繁起伏，盡量不出現坡差大的反坡，在反坡變坡點處增大豎曲線半徑，避免出現“大坡差、小曲線”的縱坡；豎曲線半徑盡可能采用視覺要求的豎曲線半徑并注重平縱組合。凸型豎曲線最小半徑400m，凹形豎曲線最小半徑500m，豎曲線占路線長度的18.56%。

5.3 加強線形組合設計，提高安全性

重視路線平、縱、橫線形組合設計，特別是平曲線半徑、坡長、超高的協調，力求公路空間線形與沿線自然環境協調，做到既安全舒適、又經濟美觀。合理確定超高值，提高安全性：K0+000～K6+440 段，路拱≤2%的不設超高圓曲線半徑為600m，最大超高按6%，超高漸變率按照1/150 進行控制；K6+440～K76+685.23 段，路拱≤2%的不設超高圓曲線半徑為350m，最大超高按6%，超高漸變率按照1/125 進行控制。

6 路景融合，突出旅游功能

路線走廊帶內分布有高山河谷地貌的自然景觀和鄉城特色的白色藏族民居聚落、藏式寺廟建筑群等歷史人文景觀，路線將其有效串聯，路景融合，突出公路的旅游功能。景觀綠化提升，強化邊坡生態修復[5]，邊坡綠化248820m2，撒播植草灌242895m2，三維網噴播混植草5925m2；設置了3 處觀景臺，采用以景為媒、以人為本作為設計理念，融入地域歷史文化元素，以營造特色、舒適的休憩觀景場所。線形景觀充分展現沿線自然風景，節點景觀充分展現民族風情濃郁、歷史文化厚重的歷史人文景觀。

7 結語

與工可比較除計價土石方增加193.145km3外，減少路線長度0.954km，永久占地87.42 畝（58280m2），拆遷建筑物26039m2，防護工程62.423km3，路面37.613km2，排水工程48.902km3，大中橋144m/3 座，小橋90m/2 座，涵洞2221m，平面交叉25 處，總投資0.8174 億元。

根據區域自然環境條件并結合當前的投資能力水平，在保證公路使用功能、技術標準、服務水平的前提下，充分發揮原路通道資源作用，靈活運用技術指標，采用生態選線、地質選線，合理進行路線布設及線形組合設計，因地制宜采取環境保護措施，力鑄質量優良、經久耐用、節約資源、保護環境、全壽命周期成本最低、與自然環境和區域社會經濟發展需求相和諧的綠色公路產品。