周志強(qiáng)

（山西省交通科學(xué)研究院，山西 太原 030006）

0 引言

我國(guó)政府現(xiàn)階段明確提出了建設(shè)“和諧社會(huì)”和“美麗中國(guó)”的目標(biāo)，交通運(yùn)輸部也提出了“落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀，構(gòu)建和諧交通”的綠色發(fā)展理念。近年來，高速公路建設(shè)迅猛發(fā)展，通車?yán)锍桃殉?萬km，居世界第二位。高速公路的建設(shè)會(huì)對(duì)沿線生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生強(qiáng)烈干擾，如何在公路建設(shè)中做到不破壞或少破壞環(huán)境，使建成后的公路與周圍環(huán)境相和諧是公路建設(shè)急需解決的問題。尤其是北方山區(qū)的生態(tài)環(huán)境已十分脆弱，這就需要公路設(shè)計(jì)規(guī)劃工作者在公路設(shè)計(jì)實(shí)踐中總結(jié)研究北方山區(qū)地質(zhì)、地貌和氣候特點(diǎn)，提出公路總體設(shè)計(jì)的統(tǒng)一性、突出以人為本、以質(zhì)量為命脈、以科技為先導(dǎo)、以生態(tài)環(huán)保為主線，注重可持續(xù)發(fā)展，在充分結(jié)合本合同段所處的地域、地形及項(xiàng)目功能的基礎(chǔ)上，更新設(shè)計(jì)理念、重視環(huán)境保護(hù)，拓寬創(chuàng)新設(shè)計(jì)思路。

1 項(xiàng)目背景

京昆高速公路山西平定至陽曲段第SZ2合同段，是國(guó)家高速公路網(wǎng)北京至昆明高速公路的重要路段，也是繼太舊高速公路之后，山西省京津冀地區(qū)的又一條快速通道，同時(shí)也是山西省高速公路規(guī)劃網(wǎng)“三縱十二橫十二環(huán)”主骨架第五橫的重要組成部分。項(xiàng)目路線全長(zhǎng)約43.5km（含斷鏈），是山西省第一條標(biāo)準(zhǔn)的雙向六車道高速公路，路基寬度為33.5m，設(shè)計(jì)荷載等級(jí)為公路—Ⅰ級(jí)。路線終點(diǎn)與太原環(huán)城高速公路西北段相接，太原西北環(huán)高速公路設(shè)計(jì)速度為80km/h。為了實(shí)現(xiàn)本項(xiàng)目與太原西北環(huán)高速公路的順暢連接及降低工程規(guī)模，太原樞紐路段主線（K118+000～K122+980）采用80km/h設(shè)計(jì)速度進(jìn)行設(shè)計(jì)，其余路段設(shè)計(jì)速度采用100km/h。本項(xiàng)目為加快中部崛起創(chuàng)造良好的基礎(chǔ)設(shè)施環(huán)境，對(duì)加速晉、陜、蒙經(jīng)濟(jì)發(fā)展和晉煤外運(yùn)都具有重大作用。因此，設(shè)計(jì)階段在充分考慮發(fā)揮出口通道功能的同時(shí)，合理確定路線控制點(diǎn)，布設(shè)沿線大型構(gòu)造物、互通式立交，并與沿線城鎮(zhèn)路網(wǎng)規(guī)劃相協(xié)調(diào)，使本項(xiàng)目既能滿足沿線區(qū)域交通功能，又能帶動(dòng)沿線經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

2 “和諧公路”和“美麗公路”設(shè)計(jì)理念的應(yīng)用

本項(xiàng)目設(shè)計(jì)過程中突出“以人為本、以生態(tài)環(huán)?！睘橹骶€，注重可持續(xù)發(fā)展，在充分結(jié)合本合同段所處的地域、地形及項(xiàng)目功能的基礎(chǔ)上，更新設(shè)計(jì)理念、拓寬設(shè)計(jì)思路、解放設(shè)計(jì)思想。貫徹地形選線、地質(zhì)選線、生態(tài)環(huán)保選線的設(shè)計(jì)理念，樹立工程全壽命、高質(zhì)量使用的思想，利用先進(jìn)的勘察、勘測(cè)、設(shè)計(jì)手段，在國(guó)家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)下充分吸取國(guó)內(nèi)外高速公路的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，按照安全性原則、服務(wù)社會(huì)原則、尊重地區(qū)特性原則、整體協(xié)調(diào)性原則、自然性原則，合理采用技術(shù)指標(biāo)，科學(xué)比選，優(yōu)化設(shè)計(jì)，突出重點(diǎn)，帶動(dòng)整體。“和諧公路”和“美麗公路”的高速公路理念應(yīng)貫穿公路景觀設(shè)計(jì)的各個(gè)階段，主要包括公路前期選線及線形設(shè)計(jì)、公路總體規(guī)劃設(shè)計(jì)、公路細(xì)部設(shè)計(jì)三個(gè)部分。

2.1 前期選線及線形設(shè)計(jì)階段

在公路設(shè)計(jì)的選線及線形設(shè)計(jì)階段深入貫徹“和諧”和“美麗”理念，對(duì)公路最終效果至關(guān)重要，“和諧公路”和“美麗公路”的設(shè)計(jì)理念應(yīng)在設(shè)計(jì)前期選線和線形設(shè)計(jì)階段，注重內(nèi)部及外部“和諧美麗”兩個(gè)方面（設(shè)計(jì)思路見表1）。

表1 “和諧美麗”公路選線線形設(shè)計(jì)要點(diǎn)表

2.1.1 路線的內(nèi)部“和諧美麗”設(shè)計(jì)（S1）

公路路線的內(nèi)部和諧包括路線與地質(zhì)條件相和諧、公路與地形地貌相和諧兩個(gè)方面。

（1）路線與地質(zhì)條件相和諧，即對(duì)于滑坡、崩塌、巖堆、泥石流、巖溶、軟土、泥沼等嚴(yán)重不良地質(zhì)地段，應(yīng)選擇合適的位置，盡量調(diào)整平、縱線形，恰當(dāng)掌握標(biāo)準(zhǔn)，以盡可能小的擾動(dòng)方式通過，并采取必要的工程防護(hù)措施及排水設(shè)施，確保邊坡及路基穩(wěn)定。

（2）公路路線與地形相和諧，即路線宜隨地形變化布設(shè)，使路線與地形有機(jī)結(jié)合，在保證安全、不降低功能的前提下靈活地掌握技術(shù)指標(biāo)，不追求高指標(biāo)，但求連續(xù)均衡，線形走向與地形、地貌相吻合，不強(qiáng)拉直線，硬切山梁，橫跨山谷，應(yīng)順勢(shì)而為，注重與地形的結(jié)合，盡最大可能地保持原地的風(fēng)貌。注重不同設(shè)計(jì)單元之間連接路段技術(shù)指標(biāo)的均衡與連續(xù)，做到高低指標(biāo)的合理過渡，消除不安全隱患。和諧的公路線形應(yīng)自然流暢，能在視覺上自然誘導(dǎo)駕駛員視線，提高線形質(zhì)量。

2.1.2 路線的外部“和諧美麗”設(shè)計(jì)（S2）

公路路線的外部和諧美麗設(shè)計(jì)包括路線與資源節(jié)約相協(xié)調(diào)、公路與生態(tài)環(huán)境保護(hù)結(jié)合兩個(gè)方面。

（1）公路路線與山區(qū)稀缺的資源相協(xié)調(diào)

①節(jié)約土地資源。根據(jù)沿線情況，合理規(guī)劃公路占地，盡量少占農(nóng)田、耕地；公路設(shè)計(jì)合理采用低路堤、瘦身立交、加大橋隧比例等方法，盡量減少占地；對(duì)取棄土場(chǎng)、施工便道等土地，及時(shí)土地復(fù)墾或進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)，提高土地利用效率。

②節(jié)約生物資源。公路選線要盡量少占自然保護(hù)區(qū)林地、重點(diǎn)公益林地、原始林等生物量、生物多樣性、生態(tài)價(jià)值相對(duì)較高的地區(qū)。

③節(jié)約水資源。公路選線應(yīng)避繞敏感水體，無法避繞的路段應(yīng)設(shè)置橋面徑流收集處理系統(tǒng)，根據(jù)實(shí)際情況采用物理化學(xué)法或人工濕地法，對(duì)敏感水體路段的路面徑流和橋面徑流進(jìn)行了處理。

（2）公路路線與生態(tài)環(huán)境保護(hù)相和諧美麗結(jié)合

公路線形設(shè)計(jì)要適應(yīng)北方山區(qū)地域生態(tài)環(huán)境，盡可能降低路基填挖高度，最大限度地保護(hù)原有植被和山體，對(duì)于穩(wěn)定的弱風(fēng)化巖和硬巖邊坡，在保證安全的前提下，保留陡峭的巖石邊坡，減少邊坡開挖，減少公路占地，保護(hù)山體原生植被與周圍景觀融為一體，一方面要盡量避讓風(fēng)景區(qū)、自然保護(hù)區(qū)等生態(tài)敏感區(qū)域，一方面要充分利用借景、對(duì)景等手法，把自然景觀和公路景觀完美地結(jié)合在一起，達(dá)到近水遠(yuǎn)山雖非路域范圍內(nèi)，但作為周邊生態(tài)環(huán)境也是公路設(shè)計(jì)的有機(jī)組成部分（見圖1）。

圖1 “和諧美麗”公路選線線形設(shè)計(jì)構(gòu)思圖

2.2 中期設(shè)計(jì)階段緊密結(jié)合北方山區(qū)環(huán)境

（1）結(jié)合京昆高速公路山西平定至陽曲段第SZ2合同段北方山區(qū)地形起伏較大且沖溝發(fā)育的特點(diǎn)，本項(xiàng)目設(shè)計(jì)中期充分考慮路線平縱橫與周圍環(huán)境的配合，靈活合理選用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)并進(jìn)行創(chuàng)作設(shè)計(jì)，在保證道路整體穩(wěn)定性的同時(shí)使其具有流暢的立體效果，并與自然景觀相協(xié)調(diào)。

（2）設(shè)計(jì)中多次合理比選路線方案，地質(zhì)選線、地形選線、生態(tài)環(huán)保選線與標(biāo)準(zhǔn)選線相結(jié)合，進(jìn)行多層次的方案比較。方案比較時(shí)，要考慮環(huán)保工程的治理和保護(hù)費(fèi)用，并把對(duì)環(huán)境的破壞及可恢復(fù)程度列為主要比較內(nèi)容。

（3）在復(fù)雜路段，要進(jìn)行高路堤與高架橋梁、深路塹與隧道、高邊坡與半邊橋的方案比較。以工程量少、造價(jià)低及有利于環(huán)保的方案作為最終方案。

（4）在可能對(duì)環(huán)境造成較大破壞或可能誘發(fā)不可預(yù)見的不良地質(zhì)災(zāi)害路段，方案選擇時(shí)，要綜合考慮環(huán)境恢復(fù)、治理的費(fèi)用，運(yùn)營(yíng)成本減少、效益提高等因素，適當(dāng)?shù)丶哟蠊こ掏度耄詼p小對(duì)環(huán)境的破壞，避免工程安全隱患。

（5）以《公路項(xiàng)目安全性評(píng)價(jià)指南》作為設(shè)計(jì)的安全性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，始終貫徹安全設(shè)計(jì)的理念，用最新的研究成果對(duì)各階段設(shè)計(jì)文件成果進(jìn)行全面的安全性評(píng)價(jià)，并及時(shí)反饋到設(shè)計(jì)中，從安全角度出發(fā)，重點(diǎn)把握好公路幾何要素的確定，尤其是路線平縱曲線、超高、視距等要素的設(shè)置將直接關(guān)系到行車舒適和安全。因此，在設(shè)計(jì)中不能僅滿足于規(guī)范規(guī)定的最大（?。┲担鴳?yīng)根據(jù)路線經(jīng)過地區(qū)的地形、地貌等特征逐段采用透視圖進(jìn)行檢驗(yàn)，對(duì)于關(guān)鍵路段，還將繪制全景透視圖和制作三維動(dòng)畫進(jìn)行檢驗(yàn)。

2.3 設(shè)計(jì)成果體現(xiàn)“和諧美麗”生態(tài)公路理念

（1）本項(xiàng)目所在區(qū)域歷史悠久，人文薈萃，旅游資源十分豐富。因此，在項(xiàng)目勘察設(shè)計(jì)過程中，無論在路線布設(shè)、橋梁選型、互通立交布局及型式、路基防護(hù)、施工方案等方面，大力強(qiáng)調(diào)環(huán)境保護(hù)及景觀設(shè)計(jì)，最終的設(shè)計(jì)成果體現(xiàn)了“和諧美麗”生態(tài)公路特點(diǎn)（見圖2）。同時(shí)，作為山區(qū)高速公路更著重考慮了高填、深挖對(duì)自然景觀、植被的影響；公路的分割與阻隔對(duì)野生動(dòng)植物資源的影響；對(duì)水土流失的影響；開挖、廢方堆棄、爆破作業(yè)等誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的影響。

圖2 SZ2合同段“和諧美麗”生態(tài)公路照片

（2）路線總體方案設(shè)計(jì)及大型構(gòu)造物的設(shè)計(jì)借助公路透視圖和三維模型檢查與自然景觀和人文景觀的配合與協(xié)調(diào)。橋梁設(shè)計(jì)中選擇結(jié)構(gòu)合理、橋型美觀的方案，上跨橋梁采用多種形式，力爭(zhēng)一橋一景，使其成為高速公路上的一處景觀，增加高速公路與周圍景觀的立體美學(xué)效果。

（3）沿線地形較復(fù)雜，設(shè)計(jì)方案在考慮工程造價(jià)、社會(huì)效益的同時(shí)，也要重視對(duì)沿線生態(tài)的保護(hù)，實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)和公路建設(shè)并舉，盡量少占農(nóng)田、耕地。結(jié)合環(huán)境保護(hù)靈活采用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，不片面追求高指標(biāo)，環(huán)境影響較大的地段寧肯多做工程，也要減少對(duì)環(huán)境的破壞，樹立建設(shè)“生態(tài)公路”的指導(dǎo)思想，路基防護(hù)貫徹協(xié)調(diào)、自然的原則。立交區(qū)、服務(wù)區(qū)多采用園林景觀設(shè)計(jì)，以使本項(xiàng)目公路環(huán)境恢復(fù)和治理達(dá)到更高的水平。

3 設(shè)計(jì)中大膽創(chuàng)新，廣泛采用先進(jìn)設(shè)計(jì)手段和施工技術(shù)

本項(xiàng)目設(shè)計(jì)中，積極采用當(dāng)代先進(jìn)而又成熟的科技成果，全面推廣運(yùn)用先進(jìn)計(jì)算軟件，提高設(shè)計(jì)精度，加快設(shè)計(jì)速度，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)耐久性，保障工程使用壽命。結(jié)合國(guó)內(nèi)外及山西省高速公路工程的實(shí)踐，對(duì)關(guān)鍵的技術(shù)問題，組織專門技術(shù)攻關(guān)，使難點(diǎn)變成亮點(diǎn)。

（1）地形圖采用航空攝影測(cè)量、數(shù)字化成圖，建立三維地面模型（DTM），快速進(jìn)行多方案比選，采用數(shù)字地形圖和數(shù)字地面模型技術(shù)，配合路線三維CAD系統(tǒng)，通過動(dòng)態(tài)透視圖檢查運(yùn)行速度的協(xié)調(diào)性和可能的視距不良路段，分析可能存在的交通安全隱患、可能的交通事故多發(fā)點(diǎn)和多發(fā)段，對(duì)不合格段落進(jìn)行改進(jìn)，采用運(yùn)行速度檢驗(yàn)路線設(shè)計(jì)，滿足行車安全。

（2）全線平面首級(jí)控制網(wǎng)采用GPS衛(wèi)星定位儀完成。工點(diǎn)測(cè)量采用動(dòng)態(tài)GPS及全站儀完成。內(nèi)業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)用路線、互通立交、橋梁、涵洞、隧道、擋墻、邊坡穩(wěn)定、路面、概預(yù)算等諸多計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算、繪圖軟件，計(jì)算機(jī)出圖率達(dá)到100%，提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量和進(jìn)度。

（3）工程地質(zhì)勘察采用物探、鉆探等先進(jìn)手段，綜合勘測(cè)，準(zhǔn)確查明地層、巖土特性，為橋涵和路基設(shè)計(jì)提供了可靠的依據(jù)。

（4）本設(shè)計(jì)中積極采用改性瀝青來提高路面的使用性能，尤其是提高高溫抗車轍能力、水穩(wěn)定性和抗老化能力。結(jié)合近年來國(guó)內(nèi)高速公路路面的成功經(jīng)驗(yàn)，在特重車方向推薦采用密級(jí)配改性瀝青混凝土及柔性基層（ATB）。橋梁預(yù)應(yīng)力管道采用真空吸漿工藝，保證預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的耐久性。

4 結(jié)語

京昆高速公路山西平定至陽曲段第SZ2合同段是典型的北方山區(qū)高速公路，通過本項(xiàng)目設(shè)計(jì)總結(jié)了許多寶貴的經(jīng)驗(yàn)。當(dāng)前，我國(guó)高速公路建設(shè)正在由平原地區(qū)向山區(qū)發(fā)展，為避免山區(qū)生態(tài)環(huán)境出現(xiàn)“大建設(shè)、大破壞”的局面，更好地實(shí)現(xiàn)高速公路建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展，更好地建造“和諧美麗”的生態(tài)高速公路，必須重視高速公路建設(shè)與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的問題。因此，本文提出了一些基于“和諧美麗”理念的高速公路設(shè)計(jì)的思路，努力創(chuàng)造與周圍環(huán)境相適應(yīng)，與沿線風(fēng)土人情相適應(yīng)的高速公路，營(yíng)造人、路、自然三者相互和諧的美麗公路。

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