胡一琦, 金曉斌, 鮑桂葉, 楊興典, 周寅康
(1. 南京大學(xué)地理與海洋科學(xué)學(xué)院, 江蘇 南京 210093;2. 江蘇省土地勘測規(guī)劃院, 江蘇 南京 2 10008)
改革開放以來,中國高速公路建設(shè)事業(yè)發(fā)展迅猛,到2010年底,全國高速公路總里程達(dá)7.4×104km,居世界第2位,但現(xiàn)有公路網(wǎng)的規(guī)模、密度和運輸能力仍無法滿足國民經(jīng)濟(jì)與社會快速發(fā)展的需要。根據(jù)《國家高速公路網(wǎng)規(guī)劃》,到2020年中國高速公路建設(shè)里程將達(dá)到8.5×104km[1]。從目前實際建設(shè)的情況看,高速公路占地量約為8.06 hm2/km,按這一趨勢,新一輪規(guī)劃建設(shè)的高速公路還將占用土地8.87×104hm2。在現(xiàn)階段強(qiáng)調(diào)內(nèi)涵式發(fā)展、日益重視土地節(jié)約集約利用的宏觀背景下,建設(shè)項目節(jié)約集約用地評價正日漸成為相關(guān)管理工作和學(xué)術(shù)研究的熱點。孟志勇等[2]將土地的廣義價值結(jié)合鐵路用地的實際,提出鐵路建設(shè)用地綜合評價指標(biāo)體系;王業(yè)僑等[3]針對新一輪土地利用總體規(guī)劃修編工作,提出節(jié)約集約用地評價指標(biāo)體系;韓曉宇等[4]從中觀層次提出公路建設(shè)集約用地評價指標(biāo)體系框架等。相關(guān)研究主要從中宏觀層面對建設(shè)用地進(jìn)行綜合分析,而針對特定建設(shè)用地類型開展專項節(jié)約集約用地的研究仍較鮮見。高速公路項目用地受交通量、線路選擇、工程參數(shù)優(yōu)化、橋隧比率設(shè)定、工程造價約束等多方面影響,在滿足工程設(shè)計要求的基礎(chǔ)上,以土地節(jié)約利用為優(yōu)化條件進(jìn)行用地分析和用地控制是公路建設(shè)和土地管理部門都面臨的理論和現(xiàn)實問題。本文從高速公路工程解構(gòu)角度出發(fā),構(gòu)建高速公路節(jié)約用地評價體系,并選取江蘇省7條高速公路進(jìn)行案例分析。
高速公路的基本構(gòu)成包括其線形、路基、路面、橋梁、涵洞、隧道、立體交叉、附屬設(shè)施以及總體綠化與生態(tài)保護(hù)等。本文以綜合用地數(shù)量控制為出發(fā)點①僅考慮永久用地。,從工程角度對高速公路進(jìn)行分解,將高速公路分成路基、橋梁、隧道、立體交叉和沿線設(shè)施5個主要用地部分,其中立體交叉包括互通式立體交叉、分離式立體交叉、天橋和通道,沿線設(shè)施包括收費設(shè)施、服務(wù)設(shè)施、監(jiān)控管理及養(yǎng)護(hù)設(shè)施等。
路基是高速公路的基礎(chǔ),貫穿全線,是按照路線位置和一定技術(shù)要求修筑的帶狀構(gòu)造物;橋梁是跨越河流、道路的結(jié)構(gòu)物,通常橋位應(yīng)服從路線走向,橋梁線形及其與高速公路的銜接應(yīng)符合路線布設(shè)的規(guī)定;隧道為高速公路穿越山體服務(wù),在保證高速公路路線平順和行車安全的同時提高其防護(hù)能力;立體交叉通常由跨線構(gòu)造物、正線、匝道、出入口以及變速車道等部分組成,它利用路線構(gòu)造物使不同等級道路在不同標(biāo)高處相互交叉,提高道路通行能力;沿線設(shè)施是為適應(yīng)高速公路快速、安全、經(jīng)濟(jì)和舒適的通行特點與管理需要而設(shè)置的,是發(fā)揮高速公路經(jīng)濟(jì)效益、保障行駛安全、提升管理手段必不可少的配套設(shè)施[5]。
路基用地主要受其寬度和高度的影響,以寬度為用地測算的基礎(chǔ),28 m寬的4車道高速公路,平原區(qū)用地強(qiáng)度一般為5.3—5.53 hm2/km,丘陵區(qū)為6—6.53 hm2/km。歐美國家公路路基平均高度在0.5—1.0 m,在中國則普遍偏高,平原區(qū)公路的路基平均高度在3.0—3.8 m[6]。以寬度為28 m的4車道高速公路為例,路基高度每抬升1 m,占地一般增加0.33 hm2/km。除了路基的寬度和高度,路邊溝布置的形式、邊坡的坡度也一定程度地影響著路基占地。梯形邊溝開口寬度由1.8 m壓縮到1.0 m,可節(jié)約土地約0.16 hm2/km;挖方路塹上邊坡臺階寬度通常為2.0 m,根據(jù)實際地質(zhì)和防護(hù)需要,若改為1.0 m,即可節(jié)約土地約0.067 hm2/km[7]。
橋梁占地主要受線路走向、地形地貌條件、地質(zhì)水文特征和高速公路工程實際需要的影響,并需確定合理的路橋分界高度。按一般填土路堤1 : 1.5邊坡坡率計算,當(dāng)路堤高度大于5 m時,高速公路路堤占地面積將是橋梁占地面積的2倍以上。所以,當(dāng)路堤較高時可結(jié)合實際情況確定是否采用以橋代路的形式。
隧道工程用地主要受圍巖級別影響,圍巖級別越高用地量越大,以中長隧道洞口仰坡用地為例,4車道高速公路隧道部分用地范圍在0.4343—1.1012 hm2/座之間,6車道則在0.4760—1.1573 hm2/座之間[8]。
立體交叉用地僅次于路基部分,通常高速公路線路越長、沿線經(jīng)過的城鎮(zhèn)越多,所需設(shè)置的立體交叉數(shù)也就越多。一個互通式立體交叉的用地面積通常在10—60 hm2不等,一般平原區(qū)互通式立交用地約占公路全線用地總面積的20%以上,且其型式繁多,目前在設(shè)計時可供選擇的就超過100種。另外,立體交叉容易造成土地的條塊分割,被分割的土地由于面積小、分布零散等原因難以有效利用,從而造成土地資源的浪費。通道工程用地包括通道進(jìn)出口兩端被交叉道路相接所需的用地面積,通常按照0.0960 hm2/座來取值。
沿線設(shè)施用地主要包括收費設(shè)施、服務(wù)設(shè)施和監(jiān)控通信設(shè)施用地,其中服務(wù)設(shè)施由于需容納一定數(shù)量的停車位,以及為過往車輛和行人提供休息、購物、汽車維修等服務(wù),要占用較多的土地。從目前高速公路服務(wù)區(qū)建設(shè)情況看,4車道服務(wù)區(qū)面積一般為0.45—0.55 hm2,6車道一般為0.55—0.65 hm2。
高速公路節(jié)約用地是指在實現(xiàn)高速公路基本功能的基礎(chǔ)上,盡量減少工程建設(shè)用地量,避免或少占耕地。研究表明,高速公路規(guī)劃設(shè)計的合理性直接決定高速公路整體的用地規(guī)模和建設(shè)難度[9]。在選線階段需要詳細(xì)調(diào)查沿線地區(qū)的土地情況,收集有關(guān)資料進(jìn)行分類研究,將土地占用情況作為設(shè)計階段路線比選的重要參考。此外,還要根據(jù)高速公路所經(jīng)過地區(qū)的經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需要、現(xiàn)有路網(wǎng)狀況和未來的交通需求,綜合項目所在區(qū)域的地質(zhì)、水文、生態(tài)、環(huán)保、各種運輸方式要求等,進(jìn)行綜合分析論證,因地制宜選擇路線,實現(xiàn)控制占用農(nóng)用地、少占耕地、避免占用基本農(nóng)田;在工程設(shè)計階段應(yīng)合理確定路基橫斷面,優(yōu)化標(biāo)高,適當(dāng)以橋代路、以隧代路等;在建設(shè)施工階段,應(yīng)合理安排工期,在節(jié)約永久性用地的同時,對臨時用地的選址、用地規(guī)模、工程施工措施和工程間接破壞進(jìn)行有效防控,注意臨時用地與永久用地的協(xié)調(diào)配合[10]。
要實現(xiàn)高速公路節(jié)約用地,關(guān)鍵是保證各類工程用地數(shù)量的合理化。高速公路線路的布局走向、建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)、有關(guān)工程技術(shù)指標(biāo)等均是影響用地量的重要因素,例如平縱面、路基橫斷面、橋隧及沿線設(shè)施選址、立體交叉設(shè)計、臨時用地布局等每一項設(shè)施的技術(shù)指標(biāo)選擇都關(guān)系用地數(shù)量;沿線地區(qū)的地質(zhì)和地貌條件直接影響路基的設(shè)計,決定路基寬度、高度以及取棄土方式等,直接關(guān)系土地占有量的多少;采用整體式或分離式路基、高路堤或高架橋、深路塹或隧道等不同線路通過方式,均會影響高速公路用地量[11]。另外,由于高速公路多在城鎮(zhèn)郊區(qū)布設(shè),難免會占用耕地甚至是基本農(nóng)田,因此,在保證工程設(shè)計要求和合理用地數(shù)量的同時,應(yīng)將節(jié)約用地作為重要的優(yōu)化指標(biāo),盡量減少土地占有量,利用各種技術(shù)創(chuàng)新少占或不占耕地,嚴(yán)格保護(hù)基本農(nóng)田。
2.2.1 高速公路用地指標(biāo) 為貫徹科學(xué)發(fā)展觀和節(jié)約集約用地的基本國策,提高土地利用率和嚴(yán)格保護(hù)耕地,加強(qiáng)對公路工程項目建設(shè)用地的科學(xué)管理,國家相關(guān)部門多次出臺公路用地控制標(biāo)準(zhǔn),1999年建設(shè)部和國土資源部聯(lián)合下發(fā)《公路建設(shè)項目用地指標(biāo)》,而后為了適應(yīng)公路建設(shè)和發(fā)展的需要,交通運輸部聯(lián)合住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、國土資源部于2011年12月發(fā)布了新的《公路工程項目建設(shè)用地指標(biāo)》。在國家標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,部分省份也結(jié)合自身實際,制定了省級公路用地定額標(biāo)準(zhǔn)。本文以《公路工程項目建設(shè)用地指標(biāo)》和《江蘇省公路建設(shè)項目用地指標(biāo)》為基礎(chǔ),結(jié)合高速公路工程解構(gòu)與用地特點,從中提煉與用地面積直接相關(guān)的指標(biāo)(表1)。
以路基部分用地面積為例,計算選定的高速公路路基用地時,通過路基寬度與線路里程的乘積確定相應(yīng)的路基用地指標(biāo),其余各部分的計算方法與此相同。需要特別注意的是互通立交部分的面積計算,由于其型式復(fù)雜多樣、不同立交類型用地差異較大,需要針對不同型式分別選擇相應(yīng)的用地指標(biāo)進(jìn)行計算。最后將各部分用地面積匯總即可得到高速公路的總用地量①為了更好地體現(xiàn)節(jié)約用地的目的,本文選取國家標(biāo)準(zhǔn)和江蘇省標(biāo)準(zhǔn)中較小者作為計算標(biāo)準(zhǔn)。。
表1 高速公路用地關(guān)鍵控制指標(biāo)Tab.1 The key control index of highway land use
2.2.2 單項工程節(jié)地率 將高速公路各組成部分的實際用地面積與對照公路工程項目建設(shè)用地指標(biāo)所得的計算值進(jìn)行比較,得到高速公路單項工程節(jié)地率。
式1中,最小用地數(shù)量核定值以線路工程數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),對照比較有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)得到單位用地面積最小值,再通過該值與實際用地數(shù)量間的比例關(guān)系確定單項工程節(jié)地率。該指標(biāo)可作為判斷各組成部分節(jié)約用地程度的依據(jù)。
2.2.3 各用地部分對總面積的影響度 由于高速公路各組成部分的占地比例不同,因此分別計算具體評價案例中各組成部分的占地比例,采用平均值法得到各用地部分對總用地面積的影響值,即影響度指數(shù)。該指標(biāo)可作為判斷各用地組成部分對總用地面積影響程度的依據(jù)。
2.2.4 高速公路綜合節(jié)地率 根據(jù)單項工程節(jié)約度和各單項工程的用地影響度,采用線性加權(quán)和公式計算特定高速公路的綜合節(jié)地率,計算公式為:
江蘇是中國東部沿海發(fā)達(dá)省份,省內(nèi)高速公路建設(shè)起步較早,截至2010年,已基本形成以“五縱九橫五聯(lián)”為框架的高速公路網(wǎng)體系,總通車?yán)锍踢_(dá)15×104km,蘇中、蘇北的高速公路網(wǎng)密度分別為2.23 km/100 km2、2.86 km/100 km2,蘇南經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)的高速公路密度已經(jīng)接近發(fā)達(dá)國家水平。根據(jù)《江蘇交通運輸十二五發(fā)展規(guī)劃(2009—2015年)》,“十二五”期間,江蘇規(guī)劃新增高速公路里程1200 km,年占地約增加1200 hm2。
本文選取江蘇省境內(nèi)的寧宿徐公路盱眙南段(線路1)、G25馬壩至武墩段(線路2)、G15濱海至鹽城段(線路3)、濟(jì)寧至徐州高速公路 江蘇段(線路4)、G42南京至常州段(線路5)、常州至江陰高速公路(線路6)及G15灌云至響水段(線路7)等7條高速公路進(jìn)行分析①依據(jù)相關(guān)線路建設(shè)的《可行性研究報告》和工程設(shè)計資料。(表2)。
表2 研究案例基本情況Tab.2 The basic information about the cases
以《公路工程項目建設(shè)用地指標(biāo)》和《江蘇省公路建設(shè)項目用地指標(biāo)》為基礎(chǔ),利用用地指標(biāo)對照查表的方法,通過工程解構(gòu),按照路基、橋梁、立體交叉①由于立體交叉部分較為復(fù)雜,此處特細(xì)分為互通式立體交叉、分離式立體交叉和通道三部分進(jìn)行分析。和沿線設(shè)施4大部分②隧道部分由于缺乏有關(guān)參考數(shù)據(jù),無法進(jìn)行計算分析。分別計算各案例用地情況,并計算各案例的單項工程節(jié)地率和綜合節(jié)地率(表3)。
表3 江蘇省7條高速公路節(jié)地率分析 單位:%Tab.3 The economical land use level of seven highways in Jiangsu Province unit:%
從表3可知,對高速公路用地量起決定性作用的是路基工程,因此在設(shè)計時應(yīng)特別注意路基高度和斷面形式的選擇,一方面要盡量降低路基高度,另一方面斷面設(shè)計應(yīng)適合當(dāng)?shù)氐牡匦魏偷貏荩吰?、硬路肩、碎落臺要結(jié)合沿線實際合理布設(shè)。立體交叉工程用地僅次于路基用地,其中互通式立體交叉部分占地面積大、工程造價較高,在設(shè)計時應(yīng)對地形、地質(zhì)、水文、水利及地下管線設(shè)施進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查,控制布設(shè)間距,合理選取布設(shè)型式,減少對土地的條塊分割,避免產(chǎn)生利用率不高的零散、劣質(zhì)地。其次是橋梁工程用地,設(shè)計時需合理確定橋位選擇、橋型方案、凈空標(biāo)準(zhǔn)、橋梁長度、孔跨布置,選用能夠降低上部高度的結(jié)構(gòu)類型,降低橋面高程和橋臺填土高度以減少占地,在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)條件允許的情況下還可適度提高橋隧比例。與前三者相比,沿線設(shè)施工程對高速公路用地的影響較小,設(shè)置時可根據(jù)交通需求、路網(wǎng)情況、服務(wù)需要、地形條件等因素統(tǒng)一規(guī)劃,合理確定間距、位置和規(guī)模,多利用荒山、荒坡、廢棄地,有條件時應(yīng)與其他設(shè)施同址合建。
借鑒相關(guān)建設(shè)用地節(jié)約集約評價研究,本文將土地節(jié)約利用水平按照節(jié)地率0—30%、30%—50%、50%—70%、70%—90%和90%—100%分別定義為粗放、不節(jié)約、相對節(jié)約、節(jié)約和過度節(jié)約。從綜合節(jié)地率角度分析,作為研究案例的7條高速公路均處于相對節(jié)約狀態(tài)。從各單項工程節(jié)地率看,研究案例中橋梁工程節(jié)地率較高,基本在70%—90%之間,處于節(jié)約狀態(tài);路基和通道的節(jié)地率適中,分別在60%—70%和40%—60%之間波動,表明路基用地基本處于相對節(jié)約狀態(tài),通道用地處于不節(jié)約或相對節(jié)約狀態(tài);分離式立交由于案例較少,難以反映節(jié)約用地情況,故不作討論;互通式立交節(jié)地率波動比較大,在大多數(shù)案例中處于不節(jié)約甚至是粗放狀態(tài);沿線設(shè)施的節(jié)地率較低,在10%—30%之間擺動,用地處于粗放狀態(tài)。研究結(jié)果表明,在一定程度上,江蘇省高速公路建設(shè)中對于各項工程用地的節(jié)地控制尚未完全到位,還存在一定的節(jié)約用地空間。
本文從高速公路工程解構(gòu)角度出發(fā),通過節(jié)約用地評價,分析江蘇省7條高速公路的用地情況。結(jié)果表明,目前江蘇省高速公路用地總體處于相對節(jié)約狀態(tài),但各組成部分用地的節(jié)約水平差別較大,有待進(jìn)一步完善。
在國家強(qiáng)化建設(shè)用地節(jié)約集約利用和出臺相關(guān)用地指標(biāo)的背景下,土地管理部門應(yīng)加強(qiáng)對高速公路工程節(jié)約用地的管理,在規(guī)劃管控、前期論證、先行用地、預(yù)審批復(fù)、批次報批等方面,從嚴(yán)把好項目用地申請、審批關(guān)口,從設(shè)計階段抓起,鼓勵采用新工藝、新技術(shù),大力推廣先進(jìn)節(jié)地技術(shù),如降低路基填土高度、減小中央分隔帶寬度、控制互通規(guī)模、合理利用老路、服務(wù)區(qū)重新設(shè)置等做法,加強(qiáng)項目建設(shè)用地管理,促進(jìn)高速公路節(jié)約用地。
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