基于土地集約利用的山區高速公路設計研究

石亞杰　張豐豐

摘要 高速公路建設具有一定的復雜性，在設計環節中與工程環境充分融合，能夠將土地開發、資源整合等工作融合到工程建設中，減少占用農田。基于此，文章從山區高速公路與土地間的關系著手，從土地集約利用的角度詳細闡述了山區高速公路設計要點，結合工程實例，研究了山區高速公路路線設計、路基設計對土地的集約利用，實施結果表明：通過采用土地集約利用的有效方法，可以實現高速公路建設與土地集約利用和諧共生的局面，對山區高速公路的建設具有一定的指導作用。

關鍵詞 山區高速公路;設計;土地集約利用

中圖分類號 U412 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2022）11-0028-03

引言

山區具有地形復雜、地勢多變的特點，因此在具體公路工程挖填土方時往往會產生較大工程量。在這樣的背景下，為減少占用農田，提升資源利用率，就需要合理配置土地資源，充分重視對土地資源的集約利用。基于工程實際條件，優先選用可靠的技術手段，對路線設計環節做出適當的優化，同時充分重視路基、路塹等細節工作的設計，全方位改進資源配置，為后續土地保護、生態建設提供良好的基礎[1]。

1 山區高速公路與土地間的關系

高速公路項目應當協調好工程建設與土地保護之間的關系，減少土地占用。在工程基本要求得到滿足的前提下，秉承“宜填則填，宜挖則挖”的基本原則，避免耕地資源浪費的發生，同時擴大農田面積。對于部分性質較差的耕地，可采取移除的方式進行處理，還可將土丘旱地轉變為水澆地，將棄土荒地變為農田，基于土地既有條件與屬性選擇適當的優化方案，使其得到最大化利用。為了優化土地資源利用，設計人員應當對公路沿線的水文地質、地形地勢展開嚴密的論證，并盡可能開發土地資源。土地開發應當重點集中于路線沿線的荒草地、灘涂等。此外，設計工作還應當表現出一定的前瞻性，將未來土地規劃納入設計所考慮的因素中去，預測未來可能發生的土地利用，結合其規模、時間及地點展開論證，并考慮到對沿線城鎮經濟發展可能產生的影響，確定農林牧漁為核心的開發原則[2]。

2 基于土地集約利用的山區高速公路設計

2.1 路線設計

對于山區高速公路建設而言，地質條件是既有客觀因素，在設計線路時公路需要跨越自然環境，并對原有的環境做出一定的改造。而在目前許多設計工作中，降低不良地質可能產生的影響、減少環境治理費用，需要對耕地進行保護，在無形中提升了工程對耕地的占用。此外，山區往往伴隨產生較為豐沛的地表水系，耕地往往表現出塊狀、條狀等多種分布相組合的不規則性。當高速公路建設需要跨越這些區域時，就不可避免地會對耕地造成分隔，并使得耕地質量下降。為規避上述問題，在設計時就需要盡可能結合既有的地形地勢及水文地質，將山體維持在平衡穩定的狀態下，減少大挖大填的發生，使工程路線與自然環境形成和諧統一。重視橋隧的設計與施工，能夠提升棄土的利用率，可借助復墾、整理等方式來提升耕地面積，達到耕地保護的目的[3]。

2.2 路基路面設計

高速公路建設應當秉承低路堤的基本原則，通過設計環節將填土高度限制在合理范圍內，使自然景觀、既有構筑物及工程建設之間能夠形成良好的搭接，避免由于公路建設帶來突兀感，追求與自然的和諧統一，實現可持續發展的戰略目標。在設計環節中，低路堤的方案往往會與原有構筑物產生相互作用，采取上跨、下穿的方式來完成優化，其中下穿的方式能夠借助下挖來減小路基高度，會導致積水問題的發生，優先采取上穿的方式。實踐表明，低路基設計能夠控制不必要的資源浪費，但這一設計理念目前僅在我國局部地區展開應用。對于人口密度小、耕地分布集中的地區，橫向穿行的車流相對較小，低路基往往能夠發揮良好的作用，且節省不可再生的土地資源[4]。

2.3 橋梁設計

橋位是橋梁設計時需要重點考慮的因素之一，也是設計質量的關鍵控制點，不僅影響設計方案的可行性，也主導著工程建設規模及成本。圖1為某公路橋梁根據路線走向選擇合適的橋位，從而減少占用土地。在實際設計中，常會暴露出路線布置與結構設計脫離的問題，甚至將橋位選擇看作路線布置的一項附屬工作，未能對多種方案形成橫向比選，僅對備選方案可行性展開論證，導致土地資源的浪費，還使項目工程量過大。因此，需要技術人員將路線、橋位的設計結合起來，同時通過多維度比對提升方案選擇的可行性[5]。

2.4 立體交叉匝道設計

匝道的設置應當基于項目等級、規劃通行能力、設計速度等來確定，且保證匝道能夠與周圍地質條件、地形地勢之間形成良好搭接，需要確保匝道具備足夠的通行能力和安全保障，使匝道的線形與設計交通量相適應。

基于立交所處位置的交通、地質條件，廣泛采集當地交通流量、路網布置等基本情況，以此來確定立交布置的規模及位置。立交還應順應當地人文、地形、自然等的需求，將節約土地資源作為主要原則來完善匝道設計。

2.5 隧道設計

在山區高速公路建設中，涉及難以直接跨越的路段，可采取隧道來完成設計，以此減少土地占用。隧道建設對于地質條件的要求較高，應對當地水文地質展開深入研判，避免跨越不良地質區域。在設計時還需要根據實際情況選擇最佳的隧道形式，充分重視隧道通風、排水等環節設計，降低地質災害發生的風險，最優化土地利用[6]。

2.6 服務區設計

服務區是高速公路建設的重要組成部分，也是設計環節中需要合理布置的內容，尤其是需要合理布置服務區之間的距離，選擇最佳的空間分布方案。若在公路沿線各類服務區中某位置出現功能較為完備的大型服務區，可適當減小周邊服務區的密度，并適當調整其功能性，重點體現其中某項功能，譬如餐飲、加油等，實現各區段服務區的功能優化。此外，結合當地自然環境進行服務區點位的合理化布置，充分發揮自然條件的優勢，能夠顯著降低工程中的填挖工程量，提升視覺效果。EEC1C0FC-2911-4B4A-9A1D-5AB7B9B6358F

3 工程概況

該文以我國某高速公路為例展開分析，該項目設計全長約89.6 km，其中某路段需要跨越山區，該地區存在河流湖泊，對工程建設產生了一定的影響。在山區路段中，存在長約110 m、高約45 m的邊坡，這不僅導致施工難度上升，還對附近地質帶來不利影響，使其產生工程病害。基于實地調研結果，同時秉承土地集約的基本理念，對該山區路段展開優化設計，最終決定在其上增設一條隧道，隧道長度約為280 m，以此來繞避河流湖泊。

3.1 路線方案設計及比選

初步確定兩種不同的優化方案M路線及N路線，其中M路線比N路線長684 m，工程量增加了約30.08 m2。此外，M路線方案施工作業難度較為突出。研究發現，M方案的施工較N方案管線布置需求更高，且其所涉及的通信設施更加復雜。將M方案及N方案下土地占用及拆遷房屋的要求進行比對可得表1。

以工程量、布線難度來看，N方案較M方案具有較為突出的優勢，且其在選址時能夠減少由于拆遷所帶來的土地占用問題。所以在該項目中可優先選擇N方案。

在確定路線時，秉承集約用地的基本原則，將占地量控制在合理的范圍內，將耕地、農田作為選址考慮的重要因素，確保高速公路建設對土地占用需求限制在合理范圍內，并保障耕地、農田能夠得到有效保護。

3.2 路基方案比選

在設計中，低路基及高路基方案下的路基平均高度分別為4.45 m及5.86 m。圖2、圖3分別為兩種方案下指標的對比。

對上述兩種方案進行綜合對比，全面考慮工程量、土地占用、挖填方量等因素的影響，認為低路基設計方案具有更加顯著的優勢，因此，選定低路基方案。

3.3 公路占用土地情況分析及評價

將項目實際用地通過坐標轉換及誤差校正反映至圖表上，用于表征土地利用現狀。同時借助GIS軟件自動計算得到公路的占地面積，最終得到高速公路項目擬用地總面積為498.6公頃，其中包括170.2公頃耕地、8.6公頃園地、144.9公頃林地及149.8公頃牧草地。此外，建設用地面積為16.7公頃，未利用面積為8.4公頃，其具體土地利用情況如圖4所示。

實地調研發現，項目建設沿線的土地資源可利用性強，能夠被充分開發、復墾，從而避免耕地資源浪費。通過土地利用方案的優化，該項目耕地總占用量約為170.2公頃，對土地開發處理后，耕地面積凈增加達到了190.5公頃，相較于項目耕地占用面積還額外補充了20.3公頃耕地。由此可以看出，土地集約理念對于改善山區高速公路設計具有重要意義。

4 山區高速公路設計集約利用土地的措施

（1）基于項目實際需求對建設所在地的水文地質條件展開調研，評價原有土地利用情況，并盡可能選擇閑置、廢棄的土地資源進行開發，提升項目沿線的綜合利用率。

（2）未得到充分利用的土地資源，通過引導、激勵的方式進行開發，使其建設成為功能性用地。同時加大復墾強度，確保廢棄土地能夠得到有效利用。對于廢棄的公路、機場、礦場等，對其進行可行性評估后，可被用于公路建設。

（3）在不影響其原有使用功能的基礎上，積極提升土地利用率及容積率。在確保工程造價處于可控范圍內的同時，適當組合使用橋梁、隧道等，縮短公路路線的布設長度，減少路基開挖量。

5 結語

綜上，土地資源作為不可再生的稀缺資源，對經濟發展、民生幸福都有重要影響，在充足的土地儲量下，技術人員能夠在設計、施工等環節中對土地資源浪費問題予以足夠重視，靈活使用多種技術手段來改善土地資源配置情況，減少土地資源浪費。

參考文獻

[1]童韜. 安全環保和土地節約理念在云南普宣高速公路路線比選中的應用[J]. 公路交通技術， 2016（1）： 32-36.

[2]李元新. 平原區高速公路低路堤設計研究[J]. 河南科技， 2021（3）： 88-91.

[3]胡帥， 萬之甫. 高速公路設計中節地技術措施[J]. 交通世界， 2017（11）： 11-12.

[4]李霞， 李霖， 劉炤偉， 等. 基于綜合指數的高速公路土地節約利用評價研究[J]. 河北工業大學學報， 2016（4）： 75-79.

[5]李鑫. 基于遙感影像數據的珠三角高速公路對沿線土地利用的影響研究[J]. 科學與信息化， 2020（22）： 145.

[6]張繼軍， 安智敏， 段穎. 土地問題對高速公路建設的影響[J]. 公路， 2021（10）： 263-265.

收稿日期：2022-02-15

作者簡介：石亞杰（1993—），男，本科，助理工程師，研究方向：路線總體。EEC1C0FC-2911-4B4A-9A1D-5AB7B9B6358F