栗關(guān)裔

(上海市政工程設(shè)計研究總院(集團(tuán))有限公司,上海市 200092)

論南方丘陵地區(qū)生態(tài)型道路設(shè)計的一般原則

栗關(guān)裔

(上海市政工程設(shè)計研究總院(集團(tuán))有限公司,上海市 200092)

結(jié)合相關(guān)工程實例，對南方丘陵地區(qū)進(jìn)行生態(tài)型市政道路設(shè)計的一般原則進(jìn)行分析總結(jié),尤其在現(xiàn)狀生態(tài)優(yōu)美、自然資源豐富且尚未開發(fā)的丘陵地區(qū)進(jìn)行新建道路設(shè)計時,若規(guī)劃建設(shè)條件允許,應(yīng)重點考慮現(xiàn)狀地形地勢、減少填挖,貫徹綠色生態(tài)理念,并結(jié)合山水河湖等現(xiàn)狀自然元素,綜合道路線形、路基、邊坡、綠化、橋梁等多種設(shè)計手段,力求形成融入自然、生態(tài)親和的景觀道路。

依山就勢；綠色生態(tài)；線形優(yōu)化；分幅路基；錯層設(shè)計

0 引言

我國地域廣闊,存在多種地形地貌,其中不乏丘陵地帶,尤以南方分布廣泛。與山嶺重丘相比,丘陵地區(qū)相對高差較小,坡度相對較緩,但地形存在一定的起伏變化,局部地區(qū)常見溝壑和山嶺。由于雨量充沛,低洼位置多分布河湖水塘。

隨著中國城市化進(jìn)程的加快,眾多城市在遠(yuǎn)郊成立新區(qū),基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)隨之啟動。南方城市的新區(qū)大多位于尚未開發(fā)的城市郊區(qū)丘陵地帶。該類地區(qū)降雨充沛,植被發(fā)育,生態(tài)自然環(huán)境優(yōu)美。在此類丘陵地帶進(jìn)行新建道路設(shè)計過程中,若規(guī)劃建設(shè)條件允許,應(yīng)貫徹生態(tài)自然、尊重環(huán)境的設(shè)計理念,通過多種設(shè)計手段,綜合打造交通功能和生態(tài)景觀和諧統(tǒng)一的生態(tài)型道路。

在新區(qū)開發(fā)建設(shè)過程中,市政道路常需先行實施,此時路網(wǎng)中地塊尚未開發(fā)建設(shè),地形地貌和現(xiàn)狀場地處于原生態(tài)環(huán)境,而前階段的道路規(guī)劃往往未能全面考慮現(xiàn)狀地形地貌等現(xiàn)場條件,若一味簡單地按照前期規(guī)劃進(jìn)行道路設(shè)計,有可能形成較大的填挖方,對區(qū)域自然環(huán)境造成不利的影響。這就要求在具體道路設(shè)計過程中,結(jié)合現(xiàn)狀地勢、河湖山嶺,綜合考慮道路線形、橫斷面、邊坡設(shè)計、綠化景觀等多種因素,盡可能使道路融入自然,達(dá)到交通與景觀的協(xié)調(diào)一致。

1 一般設(shè)計原則

在丘陵地帶進(jìn)行市政道路設(shè)計時,不可避免的將存在較大填挖路段,對自然環(huán)境存在一定的影響。但在自然資源豐富、生態(tài)環(huán)境優(yōu)美的丘陵地區(qū)進(jìn)行道路設(shè)計時,只要規(guī)劃建設(shè)條件允許,應(yīng)盡可能地貫徹生態(tài)自然、尊重環(huán)境的設(shè)計理念。

我國南方城市的新開發(fā)區(qū)多處于城市外圍的丘陵地帶,總體呈現(xiàn)出自然環(huán)境優(yōu)美的丘陵地貌,區(qū)內(nèi)河湖密布,植被發(fā)育良好。前期相關(guān)區(qū)域規(guī)劃中,往往無法全面充分考慮沿線建設(shè)條件,以至于形成較大填挖,對現(xiàn)狀環(huán)境破壞較大。在兩側(cè)地塊尚未出讓開發(fā)、規(guī)劃建設(shè)條件允許的前提下,道路設(shè)計時應(yīng)結(jié)合河湖山嶺等現(xiàn)狀元素,充分利用現(xiàn)狀地形變化,靈活調(diào)整道路平面、豎向和橫斷面設(shè)計,并結(jié)合邊坡、景觀、橋梁等元素打造交通功能和生態(tài)景觀和諧一致的生態(tài)型道路。在具體道路設(shè)計時,一般需滿足如下設(shè)計原則：

(1)順應(yīng)地形,依山就勢,融入環(huán)境

南方山嶺微丘地區(qū)局部地形起伏較大,植被較為發(fā)育,路線若一味遵循規(guī)劃線位可能造成較大填挖,對現(xiàn)狀環(huán)境影響較大。在具體道路設(shè)計中,若周邊地塊尚未出讓開發(fā),應(yīng)盡可能結(jié)合現(xiàn)狀地形地貌,對道路線位和豎向標(biāo)高進(jìn)行優(yōu)化,依山就勢,并盡量避讓、山嶺、沖溝等地形起伏較大的地帶,減少對現(xiàn)狀山體的開挖,降低對自然環(huán)境的影響。

在經(jīng)過山嶺溝壑等高差較大路段時,為減少填挖,適應(yīng)現(xiàn)狀陡坡地勢,在道路設(shè)計時,可靈活采用上下行平面分幅、豎向分離、人非慢行系統(tǒng)繞行等設(shè)計手段,盡可能結(jié)合現(xiàn)狀山體走勢靈活調(diào)整道路斷面,依山就勢,順應(yīng)現(xiàn)狀地形,減少填挖方,提升環(huán)境融合度。

(2)尊重自然,還原綠化,確保生態(tài)

南方微丘地帶一般植被較為發(fā)育,自然環(huán)境優(yōu)美,具備良好的生態(tài)景觀。一般而言,道路工程的建設(shè)會對現(xiàn)狀自然環(huán)境造成一定破壞,尤其在丘陵地帶,若存在較高的填挖方,高邊坡對現(xiàn)狀環(huán)境影響更大。

在山嶺地區(qū)進(jìn)行道路設(shè)計時,應(yīng)遵循“尊重自然,還原綠化,確保生態(tài)”的設(shè)計原則,對于現(xiàn)狀山體、植被盡量給予保護(hù),填方和削坡位置必須考慮給予生態(tài)恢復(fù)。具體設(shè)計中,一方面應(yīng)通過平縱設(shè)計、靈活選用橫斷面等設(shè)計手段,降低路基填挖方；另一方面,對局部不可避免出現(xiàn)的較高邊坡,必須采用綠色生態(tài)設(shè)計,選用綠色植被、TBS技術(shù)等技術(shù)手段還原綠色環(huán)境,避免單獨設(shè)置硬質(zhì)擋墻結(jié)構(gòu),以免結(jié)構(gòu)物過于突兀生硬,影響環(huán)境景觀。

(3)綜合自然現(xiàn)狀和設(shè)計元素打造道路景觀

道路工程發(fā)展到今天,不僅僅作為人車貨物移動的通道,更重要的是作為城市或地域的有機(jī)組成,一些景觀道路甚至形成了區(qū)域地標(biāo)。丘陵地帶河湖密布、山嶺眾多,自然資源豐富,對于現(xiàn)狀河湖、山嶺、林木等自然元素,完全能夠結(jié)合道路線形、豎向和斷面的變化,通過提升道路植被、點綴景觀橋、增加游步道等設(shè)計元素,綜合形成景觀節(jié)點,達(dá)到交通功能和景觀功能的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

以下結(jié)合湖南省具體工程實例,簡要說明上述原則在實體工程中的應(yīng)用。

2 湘潭昭山示范區(qū):昭華大道

昭華大道位于湖南省湘潭市昭山示范區(qū)內(nèi),是東西向貫穿昭山示范區(qū)南部的一條重要干道。從地理區(qū)位上看,昭山示范區(qū)位于湘潭市東北角,長沙、株洲、湘潭三市結(jié)合部“Y”字形之中心點。

昭華大道西起芙蓉大道,東至紅易大道,全長約5.2 km。根據(jù)昭華大道沿線現(xiàn)狀建設(shè)條件,西段為約1 km的城區(qū)段,地形起伏較小,現(xiàn)狀為農(nóng)田；東段4 km為郊野段,地形起伏較大,多山地、丘陵等。道路兩側(cè)地塊均未開發(fā),沿線自然風(fēng)景優(yōu)美,植被發(fā)育,除起終點芙蓉大道、紅易大道和京珠高速外無現(xiàn)狀路。

在具體設(shè)計過程中,受現(xiàn)狀地形的限制,并考慮到節(jié)點景觀,在設(shè)計中多處采用平面分幅、豎向分離、慢行系統(tǒng)繞行等手段,依山就勢地進(jìn)行道路設(shè)計。以下僅通過典型節(jié)點設(shè)計,闡述該類道路的一般設(shè)計原則。

2.1 城鐵-現(xiàn)狀山體節(jié)點

在本工程西段,規(guī)劃線位從兩座現(xiàn)狀山體之間的谷地穿越規(guī)劃城際鐵路后,繼續(xù)向東延伸。若按規(guī)劃線位的順直走向,昭華大道將直接穿越東側(cè)現(xiàn)狀山體,由于受下穿城鐵的標(biāo)高限制,將形成大開挖高路塹路段；若采用隧道方案,隧道經(jīng)過現(xiàn)狀山體向東出洞后,距離相鄰主干路交叉口距離過近,嚴(yán)重影響隧道洞口區(qū)域的交通安全,見圖1。

圖1 原規(guī)劃線位高路塹邊坡示意圖

在本節(jié)點設(shè)計時,綜合考慮現(xiàn)狀山體和規(guī)劃城鐵標(biāo)高兩大限制條件,對規(guī)劃線位進(jìn)行調(diào)整,使本工程呈一定角度下穿規(guī)劃城鐵后,立即向東北展線,盡量避讓現(xiàn)狀山體,利用現(xiàn)狀山谷地帶布置道路。穿越城鐵時,昭華大道加寬中分帶,為規(guī)劃城鐵預(yù)留橋墩,見圖2。

圖2 城鐵節(jié)點線位優(yōu)化走向圖

為減少現(xiàn)狀山體的開挖面,針對下穿城鐵后路線經(jīng)過的丘陵坡腳地帶南高北低的特征,采用上下行錯層、人非慢行系統(tǒng)抬升繞行設(shè)計。首先將南半幅機(jī)動車道標(biāo)高抬升,利用中分帶放坡過渡,減少南半幅道路對現(xiàn)狀山體的開挖；其次穿越城鐵位置人非系統(tǒng)設(shè)置L型擋墻,抬升慢行道,減少慢行道對山體的開挖；最后,在慢行道標(biāo)高抬升的基礎(chǔ)上,人非系統(tǒng)設(shè)置坡道、臺階,繞行至現(xiàn)狀丘陵,結(jié)合山體坡地設(shè)置,進(jìn)一步減少山體的開挖,見圖3。

圖3 城鐵節(jié)點錯層設(shè)計橫斷面圖(單位:m)

經(jīng)過線位優(yōu)化、上下行錯層、人非慢行抬升繞行等技術(shù)手段,大大減少了挖方量,使該節(jié)點對自然環(huán)境的影響降到最低,并同時滿足了交通功能,最終實現(xiàn)了本節(jié)點交通、景觀和環(huán)境的協(xié)調(diào)一致。

2.2 獨立丘陵節(jié)點

在本工程中段新南村附近,存在一處現(xiàn)狀獨立丘陵,原規(guī)劃線位從該土丘位置經(jīng)過,并未細(xì)致考慮丘陵和道路之間的相對關(guān)系。若按照昭華大道按規(guī)劃展線,該土丘將被削平,土方量較大,對自然環(huán)境和北側(cè)已建成別墅影響較大。

該節(jié)點設(shè)計時,注意到該丘陵相對獨立,四周存在可利用的東西向狹長地帶。通過優(yōu)化線位,使道路上下行分離,繞行山體展線,并繞開現(xiàn)狀已建成別墅,見圖4。

圖4 獨立丘陵節(jié)點上下行分離平面圖

分離路基方案不但減少挖方量,避免破壞現(xiàn)狀土丘,而且道路線形舒展優(yōu)美,通過對該節(jié)點進(jìn)行綠化水系設(shè)計,利用現(xiàn)狀元素加以改建,依山就勢營造出一處山水田園景觀,見圖5。

圖5 獨立丘陵節(jié)點道路景觀效果圖

2.3 丘陵-湖泊節(jié)點

在本工程東段,存在一處丘陵-水體共存的節(jié)點,現(xiàn)狀湖浜位于丘陵南側(cè),規(guī)劃線位從現(xiàn)狀丘陵坡腳經(jīng)過。若昭華大道全部從北側(cè)山嶺范圍內(nèi)展線,則將造成較大挖方；若線位遠(yuǎn)離現(xiàn)狀丘陵,從南側(cè)湖面以橋梁形式穿越,則稍顯生硬單調(diào)缺少變化,景觀效果不佳。

在本節(jié)點設(shè)計時,綜合考慮丘陵、湖泊等現(xiàn)狀因素,并結(jié)合豎向高差,在該節(jié)點位置考慮將機(jī)動車上下行分離,北側(cè)機(jī)動車道從丘陵坡腳經(jīng)過,控制挖方量,而南側(cè)半幅路面以橋梁形式,單獨以橋梁形式從水面上跨越,通過線位優(yōu)化、斷面分幅、錯落高差和路橋映襯,形成融入自然環(huán)境的景觀道路,見圖6。

圖6 丘陵-湖泊節(jié)點道路景觀效果圖

2.4 生態(tài)邊坡設(shè)計

在具體設(shè)計中,在濱河或山坡上的半填半挖路段,可利用現(xiàn)狀高差,慢行系統(tǒng)上下錯層并與機(jī)動車道分離設(shè)置,同時對邊坡進(jìn)行植被綠化,見圖7。

圖7 一般橫向高差路段斷面方案圖

在山嶺微丘地帶進(jìn)行道路設(shè)計,不可避免地會遇到較高的填挖方路段。當(dāng)綜合考慮各種技術(shù)手段后,仍然無法避免高路堤或高路塹時,需要通過植草、疊石造景或網(wǎng)格護(hù)坡等技術(shù)手段,確保邊坡坡面的生態(tài)性,見圖8。

對于路塹邊坡,除了常規(guī)的邊坡綠化外,可考慮在坡腳設(shè)置矮擋墻,減少挖方,同時擋墻外側(cè)結(jié)合灌木、竹林帶等植被綠化遮擋,減少硬質(zhì)結(jié)構(gòu)物的外露；整體邊坡需結(jié)合綠化設(shè)計,在石質(zhì)邊坡路段可考慮TBS掛網(wǎng)噴播植草等手段,確保邊坡的生態(tài)恢復(fù),見圖9。

圖9 路塹坡腳擋墻結(jié)合植被綠化方案圖

3 湘潭昭山示范區(qū):昭山大道

昭山大道為湖南省湘潭市昭山示范區(qū)內(nèi)南北向的縱向主干路,北起長沙暮云片區(qū)區(qū)界,南至湘潭市荷塘區(qū)區(qū)界,全長約11.6 km。沿線經(jīng)過的地區(qū)可大致分為丘陵區(qū)和平地段。平地段地形起伏較小,多建成區(qū)、農(nóng)田等。丘陵區(qū)地形起伏較大,多山地、丘陵等。

在昭華大道經(jīng)過的丘陵地帶,沿線無現(xiàn)狀路,地塊均未出讓開發(fā),植被發(fā)育,河湖眾多,自然環(huán)境優(yōu)美。在設(shè)計時,本著依山就勢、尊重自然的生態(tài)原則,綜合道路、綠化等因素打造景觀節(jié)點。以下僅選取兩處典型節(jié)點進(jìn)行敘述。

3.1 荷葉塘節(jié)點

昭山大道北側(cè)起點附近,原規(guī)劃線位自北向南先通過兩座山之間的隘口,再經(jīng)過山谷中狹長的荷葉塘向東南展線。按規(guī)劃線位荷葉塘需基本填平修筑路基,環(huán)境影響較大。

設(shè)計時考慮將昭山大道上下行分離,上行線利用荷葉塘北側(cè)狹長山谷地帶,避讓現(xiàn)狀廠房、民房展線；下行線位從荷葉塘南部經(jīng)過。分離路基方案不僅減少了填浜量,避讓開現(xiàn)狀建筑,同時保留了大半現(xiàn)狀荷塘,有利于生態(tài)環(huán)境的維持和節(jié)點景觀的營造,見圖10。

圖10 荷葉塘分離路基平面方案圖

3.2 中央公園節(jié)點

昭山大道丘陵段某處,道路線位沿山嶺中間相對平緩地帶展線,規(guī)劃線位經(jīng)過現(xiàn)狀湖浜水體。原規(guī)劃線位較為順直,兩側(cè)現(xiàn)狀山嶺挖方較大,湖浜基本填平,對環(huán)境影響較大。

在道路設(shè)計中,首先通過平面線位優(yōu)化,確保路線從山嶺中間相對平緩地帶穿越,減少山體挖方；其次根據(jù)地勢的變化,將道路進(jìn)行上下行分離和錯層設(shè)計,錯落布置橫斷面,減少填挖方；并結(jié)合現(xiàn)狀湖浜,設(shè)置橋梁、沿湖人行休閑步道等元素,綜合打造未來中央公園的景觀節(jié)點,見圖11、圖12。

該節(jié)點利用現(xiàn)狀山嶺、湖浜、植被等自然環(huán)境資源,在道路設(shè)計中通過道路線形優(yōu)化、上下行分幅、斷面錯層等技術(shù)手段,并綜合橋梁、綠化、步道等多種景觀因素,打造形成未來一處環(huán)境和諧、自然優(yōu)美的道路景觀節(jié)點,見圖13。

U412.3

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1009-7716(2015)09-0030-05

2015-06-09

栗關(guān)裔(1984-),男,河南駐馬店人,工程師,從事道路設(shè)計工作。

圖11 中央公園節(jié)點方案圖

圖12 道路上下行錯層設(shè)計橫斷面圖