平原區高速公路取土方案研究

孫彥坡

（河南省交通規劃設計研究院股份有限公司，河南鄭州）

引言

隨著國家經濟的快速發展，各種基礎設施也實現了大規模的建設。尤其是平原區高速公路建設難度小，交通需求大，為了擴大內需，大量的平原區高速公路得以實施。但是為了節約投資，平原區高速公路更多采用路基填筑的方案，但是受制于各種因素，路基填筑高速普遍約5 m，這樣就造成平原區高速公路需要大量的填方[1-2]。按照國家環境保護方面的相關要求，嚴禁在基本農田內取土，平原區基本農田廣泛分布，傳統的高速公路就近取土的方案基本是不可行的。破解取土方案已成為解決平原區高速項目建設的關鍵[3-4]。本研究以確（山）阜（陽）高速為例，就平原區項目的取土方案進行詳細的說明。

1 工程概況

確山至阜南（豫皖界）高速公路是《河南省高速公路網規劃（2021-2035 年）》規劃新增的七條大別山革命老區對外通道路線之一，本項目是其重要組成部分，起于新蔡縣東南接同期規劃的上淮高速，向西經正陽縣北、汝南縣南，止于確山縣西接許信高速，路線全長約116.5 km，全線位于平原區，采用雙向四車道高速公路，設計時速120 km/h，路基寬27 m。需要填方1 778.8 萬m3，路基平均填土高速約為5.5 m。

2 工程方案對比

本項目主要位于平原區，路基填土高、填方大、占壓基本農田多，且沿線基本農田廣泛分布，取土極為困難，考慮到基本農田的稀缺性，以及取土的困難性，宜進行多方案比選，確定方案的合理性。多方案主要采用橋梁方案、擋墻方案、樁板橋方案與路基方案進行比較。

（1） 路基與橋梁方案對比

結合路線平均填土高度，選取1 km 純路基方案與橋梁方案進行對比，橋梁方案采用20 m 組合箱梁方案，對比結果如表1 所示。

表1 路基方案與橋梁方案造價對比

從表1 可以看出：橋梁方案相對于路基方案，每km造價高約6 582 萬元，采用橋梁方案，造價較高，會造成項目財務壓力較大，基本上是不可行的，但是對于局部填土較高或者穿城路段仍然可以采用橋梁方案。

（2） 路基與擋墻方案對比

結合路線平均填土高度，選取1 km 純路基方案與擋墻方案進行對比。擋墻方案采用綠色環保、施工便捷、造價較低、適應性較好的加筋土擋土墻方案，對比結果如表2 和圖1 所示。

圖1 方案各分項造價對比情況

表2 路基方案與擋墻方案造價對比

從表2 和圖1 可以看出：加筋土擋墻方案較普通路基方案，土方減少20%，用地節約35%，造價高約29%。雖然可以節約部分土源及占地問題，但是造價高，仍然存在取土難的問題，相對于路基方案在局部填方較大的情況下，可以采用擋墻方案。

（3） 路基與樁板橋方案對比

結合路線平均填土高度，選取1 km 純路基方案與樁板橋方案進行對比。

結合相關項目的建設經驗，樁板橋采用工廠化生產，裝配式施工，且造價相對較低，具有較好的節地、造價低的優勢。但是樁板橋方案缺點也非常明顯，造價高、存在群樁不均勻沉降的問題、大量伸縮縫，行車舒適性低、后續運營有一定的安全影響。由于樁板橋方案造價相對較高，全部采用樁板橋方案對項目的造價影響較大，但是如果所經區域為高標準良田，且地基為軟基，軟基深度較深，路基填土較高的情況下，也可以考慮采用樁板橋方案。

綜合各種方案比選，可以看出橋梁方案、樁板橋方案相對來說可以很好的解決土源的問題，但是工程造價較高，對項目財務可行性影響較大；擋墻方案雖然造價相對增加不多，但是不能完全解決土源的問題。考慮項目造價的問題，平原區高速可以局部采用橋梁、擋墻、樁板橋方案，大部分還是考慮采用路基填筑的方案。

3 平原區取土方案

3.1 制定取土調查計劃

考慮到本項目大部分路段位于平原區，路基以填方為主，借方量巨大，取土困難，為此專門成立取土調查小組，進行為期兩周的外業調查，調查項目周邊的可用土源。

調查小組首先分別與項目沿線的新蔡縣、正陽縣、汝南縣、確山縣等縣政府有關職能部門進行溝通對接，了解土地政策、河湖和溝渠擴容、城市建設等情況，然后進行實地考察，以路線為中心，在50 km 范圍內進行土源摸排調查，調查的主要方向為：高崗地高標準農田改造取土、坑塘溝渠及水庫擴容、村鎮堆積土、城市建筑基坑土及建筑磚渣等。

3.2 選取土源調查走訪單位

結合項目沿線可能存在的土源，擬定沿線政府各相關單位，保證調查的針對性以及信息的有效性、可靠性，提高土源調查效率。

（1） 新蔡縣交通局、水利局、住建局、城管執法局、農業農村局；（2） 正陽縣交通局、水利局、建設局；（3） 汝南縣交通局、水利局、自然資源局；（4）確山縣交通局、水利局、自然資源局。

3.3 材料準備

為保證取土調查工作能夠順利進行，方便調查人員與各職能部門溝通，保證調查結果的有效性，在調查工作開始之前，對所需材料進行了精心準備，提前一周將材料發給各縣交通局，由交通局代為轉發給其他職能部門。其中主要包括：

（1） 項目概況；（2） 路線方案1:50 000 圖；（3）路線方案1:10 000 圖；（4） 取土調查咨詢問題。

3.4 現場調查

調查組采用問卷調查的方法[5]，走訪沿線縣市相關局委，同時結合調查到的信息采用現場調查的方法，現場核實土源的情況，并進行拍照、記錄、統計。最終經過兩周的外業現場調查工作，調查組對沿線可能的土源進行整理，調查到的土源基本滿足項目用土需求，為項目后期的順利實施打下堅實的基礎。項目土源調查情況如表3、圖2 所示。

圖2 項目土源工程量對比情況

表3 項目土源調查

3.5 取土場設計

在路基工程中，挖方按照天然密實方進行計算，而填方則按照壓實方計算。對于高速公路和一級公路，對壓實度要求較高。根據新定額，針對不同等級的公路，制定了相應的壓實方與天然密實方的換算系數R。當壓實方為1 時，各等級公路各類土石的天然密實方換算系數R 如表4 所示。

表4 天然密實方換算系數

以上述取土場的借方總量所包含的土方量都為壓實方Va，因此必須根據取土場的土質，將壓實方乘以相應的換算系數R，從而將其轉換為天然方V，以確定取土場所需的占地面積及深度，見式（1）。

式中：V 為天然方體積，m3；Va為壓實方體積，m3；R 為換算系數。

按照相關要求，取土場穩定性系數應不低于1.05。對正常工況和非正常工況下的取土場分別進行穩定性評價，結果如圖3 所示。

圖3 取土場穩定性評價

由圖3 可知，在12 處取土場中，取土場符合規范要求，保證了其抗滑穩定性，為整個項目的順利進行提供了可靠保障。

3.6 問題與建議

（1） 建議進一步加強與地方政府、土源所有者溝通，盡早簽訂土源購買協議，保證項目土源供應穩定[6]。

（2） 在高崗地進行取土時，認真考慮國土部門的取土深度建議，同時應做好水土保持設計，對取土后復耕要嚴格要求，確保不損害群眾利益[7]。

（3） 項目建設期間，隨著城市的快速發展，項目沿線縣城會陸續產生大量城市建筑磚渣和基坑土，后期可根據項目具體開工時間，提前與當地城市建設部門協商，將城市建筑磚渣和基坑土用于路基填筑[8]。

結束語

為了解決平原區路堤填料匱乏的瓶頸，保證項目正常實施，研究報告進行了各種方案的比選，提出不同路段的路基填土解決方案。同時根據項目實際情況，制定詳細的取土方案，對項目區域的土源進行走訪、現場調查等方法收集區域的土源情況，從而保證項目取土方案的可行性。為平原區高速項目解決取土方案提供一定的借鑒。