馬成龍

(1.華北水利水電大學(xué),河南 鄭州 450000;2.河南省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院股份有限公司,河南 鄭州 450000)

1 河南省高速公路建設(shè)發(fā)展情況

河南省位于中原腹地,是一個(gè)典型的內(nèi)陸省份,是全國重要的交通樞紐之一。初步形成以高速公路為主骨架,以國道、省道為主,縣、鄉(xiāng)公路溝通城鄉(xiāng)、輻射周邊路網(wǎng)的一條支線。

河南省委省政府在“十四五”規(guī)劃開局之年,為推動(dòng)河南省現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)程,站位全局提出了快速建設(shè)高速公路的“13445工程”重大戰(zhàn)略決策。2021年全面啟動(dòng)高速公路“13445工程”,到2025年年底,全省高速公路通車?yán)锍踢_(dá)到10 000 km以上,新增通車?yán)锍? 000 km以上,完成投資4 000億元以上,力爭(zhēng)通車?yán)锍叹尤珖?位,路網(wǎng)密度居全國第5位。

河南省高速“13445工程”的實(shí)施,對(duì)進(jìn)一步加強(qiáng)聯(lián)通河南高速公路網(wǎng)、打通交界斷頭路、提高通行效率、促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)循環(huán)和優(yōu)化區(qū)域經(jīng)濟(jì)布局等具有重大意義。

2 河南高速“13445工程”平原區(qū)項(xiàng)目建設(shè)特點(diǎn)

平原區(qū)項(xiàng)目大多位于我國第二級(jí)地貌臺(tái)階前緣和第三級(jí)地貌臺(tái)階后部,即山地丘陵與平原之間過渡帶。項(xiàng)目所經(jīng)區(qū)域總體地勢(shì)北高、南低,屬平原微丘區(qū),地形平坦簡(jiǎn)單、地勢(shì)起伏不大。在河南高速公路實(shí)施的“13445工程”中,第一批切塊項(xiàng)目和第二批切塊項(xiàng)目共計(jì)35條高速公路,其中線位全部位于平原區(qū)的高速公路項(xiàng)目有16條,占總投資項(xiàng)目條數(shù)的45.7%,占比大。

河南高速“13445工程”平原區(qū)項(xiàng)目建設(shè)特點(diǎn)如下。

(1)車速高。一般情況下保證安全運(yùn)行時(shí)采用最高車速:平原區(qū)采用120 km/h,在山區(qū)采用80～100 km/h[1]。

(2)交通量大。平原區(qū)人口稠密,城鎮(zhèn)工業(yè)區(qū)密集,人口出行方式的改變和機(jī)動(dòng)車數(shù)量的增加,導(dǎo)致車流量大。

(3)通行能力強(qiáng)。平原區(qū)道路寬度寬,車道數(shù)量多,提高了車輛通過時(shí)間,減少了疏導(dǎo)交通流的通行時(shí)間。

3 河南高速“13445工程”平原區(qū)取土制約因素

河南高速“13445工程”平原區(qū)隸屬黃淮平原。黃淮平原地區(qū)高速公路修建相對(duì)西部山區(qū)而言,技術(shù)難度不大。為了節(jié)省工程造價(jià),高速公路多以填方路堤為主,而黃淮平原地勢(shì)平坦,是河南糧食主產(chǎn)區(qū),項(xiàng)目周邊均為基本農(nóng)田和耕地,可用于填筑高速公路的填料匱乏。直接在基本農(nóng)田范圍內(nèi)取土勢(shì)必影響糧食產(chǎn)量,在國家嚴(yán)格保護(hù)耕地紅線的基本政策下,原來就近在農(nóng)田范圍內(nèi)直接取土填筑路堤的方法已不可行。

3.1 堅(jiān)守土地政策紅線

根據(jù)原自然資源部、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部印發(fā)的《關(guān)于加強(qiáng)和改進(jìn)永久基本農(nóng)田保護(hù)的通知》(自然規(guī)劃〔2019〕1號(hào))中第二章第五節(jié)的規(guī)定:嚴(yán)禁占用永久基本農(nóng)田。永久基本農(nóng)田必須堅(jiān)持農(nóng)地農(nóng)用,禁止任何單位和個(gè)人在永久基本農(nóng)田保護(hù)區(qū)范圍內(nèi)建窯、建房、建墳、挖沙、采石、采礦、取土、堆放固體廢棄物或者從事其他活動(dòng)破壞永久基本農(nóng)田,毀壞種植條件的,按《土地管理法》、《基本農(nóng)田保護(hù)條例》等法律法規(guī)進(jìn)行查處,構(gòu)成犯罪的,依法移送司法機(jī)關(guān)追究刑事責(zé)任。

3.2 占用土地性質(zhì)較為有限

項(xiàng)目位于平原區(qū),地形平坦,項(xiàng)目周邊均為基本農(nóng)田和耕地,少數(shù)為建設(shè)用地、林業(yè)用地等,直接在基本農(nóng)田范圍內(nèi)取土勢(shì)必影響糧食產(chǎn)量,在國家嚴(yán)格保護(hù)耕地紅線的基本政策下,臨時(shí)用地審批難。

3.3 征地費(fèi)用高,協(xié)調(diào)難度大

高速公路項(xiàng)目開工后,征地拆遷情況復(fù)雜,如群眾對(duì)補(bǔ)償?shù)馁Y金不滿意,便會(huì)拒絕征地拆遷的政策。其次,征地安置的補(bǔ)償資金在整個(gè)道路建設(shè)投資中占有較大比重,也會(huì)給建設(shè)單位帶來較大的資金壓力。最后補(bǔ)償款發(fā)放不到位,會(huì)造成施工的延誤,如若不采用一些靈活的策略,將會(huì)嚴(yán)重影響整個(gè)項(xiàng)目的進(jìn)度。

3.4 復(fù)墾難

目前,影響土地復(fù)墾工作的因素是多方面的,平原地勢(shì)平坦,取土后容易形成坑、溝等地形,難以復(fù)耕。了解周邊其他已完工項(xiàng)目,項(xiàng)目施工完成后的取土場(chǎng),因耕地有機(jī)土缺失,導(dǎo)致糧食產(chǎn)量下降,很少進(jìn)行復(fù)墾,隨之變成荒地。除了土質(zhì)地形方面的因素外,還存在著土地復(fù)墾資金不足的問題。由于復(fù)墾資金的缺乏,導(dǎo)致每年復(fù)墾的數(shù)量低于被破壞的土地?cái)?shù)量,進(jìn)而導(dǎo)致土地復(fù)墾工作進(jìn)展緩慢。

3.5 取土占地面積廣

結(jié)合周邊其他已完工項(xiàng)目,采取集中取土方式,取土方量按1 000萬m3、取土深度按5 m計(jì),取土場(chǎng)所需臨時(shí)占地達(dá)到1 999.9 hm2。

4 平原區(qū)取土場(chǎng)設(shè)計(jì)思路及原則

4.1 取土場(chǎng)設(shè)計(jì)思路[2]

充分優(yōu)化路線平、縱面線形,合理設(shè)計(jì)縱坡,從源頭上減少填方數(shù)量。取土場(chǎng)選用應(yīng)與改地、造地、復(fù)墾綜合考慮,高效利用土地。土源調(diào)查過程中應(yīng)廣泛收集資料,通過利用河道、坑塘、水庫清理產(chǎn)生的土方、建筑棄渣取土,以及高崗地等劣質(zhì)地或一般耕地進(jìn)行高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田改造取土,應(yīng)將高速公路清表土方用于取土場(chǎng)復(fù)墾工作,提高一般耕地種植效率。

4.2 取土場(chǎng)設(shè)計(jì)原則[2]

取土場(chǎng)不得占用農(nóng)田,應(yīng)盡量選擇在植被稀疏、荒地等地段。取土場(chǎng)位置不應(yīng)設(shè)置在公路行車視線范圍內(nèi);合理考慮取土場(chǎng)與路基之間的距離,避免取土影響路基邊坡穩(wěn)定;橋頭引道兩側(cè)不宜設(shè)置取土場(chǎng)。通過實(shí)驗(yàn)確定符合的土質(zhì),進(jìn)行多次的篩選,對(duì)于不適合取土的地質(zhì),及時(shí)的進(jìn)行調(diào)整。將滿足土質(zhì)的取土地作為高速公路項(xiàng)目的取土地。根據(jù)道路沿線的整體分布,分為幾段并選擇每一段路就近的取土場(chǎng),估算取土場(chǎng)的大致面積,避免運(yùn)距過遠(yuǎn)。

5 河南高速“13445工程”平原區(qū)項(xiàng)目案例分析研究

平原區(qū)路基填筑需要大量的土方,以平均填土高度5 m、寬34.5 m的雙向六車道高速公路為例,平均每公里需要土方約22萬m3。結(jié)合平原區(qū)典型高速公路項(xiàng)目鄭州至南陽高速公路鄭州至許昌段作為參考案例進(jìn)行分析。

鄭州至南陽高速公路鄭州至許昌段是河南高速“13445工程”第二批切塊項(xiàng)目中其中一條,采用雙向六車道高速公路標(biāo)準(zhǔn),設(shè)計(jì)時(shí)速120 km/h,路基寬34.5 m。

該項(xiàng)目在前期勘察設(shè)計(jì)時(shí)需考慮平原區(qū)路網(wǎng)發(fā)達(dá)的情況,要與現(xiàn)有及規(guī)劃路網(wǎng)合理銜接;城鎮(zhèn)、村落密集;輸油、燃?xì)夤芫€分布多;沿線河溝較多;存在不良地質(zhì)[3];控制性工程——南水北調(diào)、鐵路;部分敏感點(diǎn)環(huán)境保護(hù)要求高等。路線跨越這些地方,需將縱斷抬升或繞避,這樣上跨工程提升縱斷面或平面調(diào)線占?jí)焊嗟幕巨r(nóng)田,導(dǎo)致路基填土高度較高,取土方量隨之增加。據(jù)統(tǒng)計(jì)全線路基填土方1 365.551萬m3,挖土方93.530萬m3。

由于沿線絕大多數(shù)為基本農(nóng)田范圍,取土極為困難,應(yīng)多方案比選,以確定最優(yōu)設(shè)計(jì)方案。

5.1 路基方案對(duì)比

路線所經(jīng)區(qū)域?yàn)槠皆瓍^(qū),屬于豫中糧食高產(chǎn)區(qū)域,沿線均為基本農(nóng)田。高速公路受交叉道路的影響,填土路基對(duì)沿線土地需要永久征用,而路基取土所用的臨時(shí)占地也對(duì)沿線土地資源有較大的影響。為選擇合適工程方案,擇優(yōu)確定工程方案與土地資源的關(guān)系,擬定了常規(guī)路基、擋墻路基、樁板式路基等方案進(jìn)行比選,以此來解決路基填土方量大的問題。

結(jié)合實(shí)際情況,將取1 km常規(guī)填土路基分別與橋梁、泡沫輕質(zhì)土路基、樁板橋和擋土墻結(jié)構(gòu)路基進(jìn)行對(duì)比,見表1。

表1 1 km各種方案造價(jià)對(duì)比表

經(jīng)比選,要求造價(jià)低的情況下,借土方能解決,則優(yōu)先考慮常規(guī)填土路基方案;如不要求造價(jià)的情況下,優(yōu)先選擇擋土墻路基和樁板式路基方案。

5.2 附近土源調(diào)運(yùn)與遠(yuǎn)運(yùn)山區(qū)取土對(duì)比

通過調(diào)查周邊地市,發(fā)現(xiàn)本項(xiàng)目南邊和東邊均為廣闊的平原地區(qū),無合適的取土位置,只有項(xiàng)目西部發(fā)育山地。其中,西部新密市七谷堆山距離項(xiàng)目直線約31 km,可協(xié)商取土;西部長(zhǎng)葛市陘山距離項(xiàng)目中段直線21 km,但是陘山為軍事用地,無法取土;西南部禹州市無梁鎮(zhèn)距離項(xiàng)目直線約23 km,可協(xié)商取土。

如采用遠(yuǎn)運(yùn),西部禹州市鳩山距離本線位直線約65 km,鳩山至本項(xiàng)目填筑平均運(yùn)距為100 km,考慮遠(yuǎn)運(yùn)采用0.8元/(天然方/km),從禹州市鳩山運(yùn)至本項(xiàng)目填筑費(fèi)用為130.56元/m3,比同期可用路基填方55元/m3的封頂價(jià)高出一倍多,見表2。

表2 附近土源調(diào)運(yùn)填筑與遠(yuǎn)運(yùn)填筑造價(jià)對(duì)比表

經(jīng)比選,遠(yuǎn)運(yùn)取土費(fèi)用高,如全線采用遠(yuǎn)運(yùn)取土,從禹州市鳩山取土需增加13.8億元。本項(xiàng)目不考慮沿線國省道路修復(fù)費(fèi),遠(yuǎn)運(yùn)對(duì)沿線國省道路破壞較大,且灰塵等污染嚴(yán)重,可實(shí)施性不高。

6 取土方案措施

本項(xiàng)目選取取土位置受國家土地政策限制,無法直接在基本農(nóng)田范圍內(nèi)取土;同時(shí)又受地下水位限制,一般情況下不能挖太深,否則土方含水量過大,不利于施工碾壓。

綜合考慮沿線自然環(huán)境、水文、氣象和農(nóng)作物生長(zhǎng)情況,以節(jié)約用地、造田還耕、利于農(nóng)作物生長(zhǎng)和節(jié)省工程投資為目標(biāo),本項(xiàng)目從設(shè)計(jì)源頭考慮減少土方總數(shù),節(jié)約工程造價(jià)。具體措施如下。

6.1 科學(xué)合理選線、布線[4]

充分優(yōu)化路線平縱面,合理設(shè)計(jì)縱坡,互通方案在布設(shè)時(shí)盡量按照緊湊型布設(shè),通過不斷優(yōu)化線性設(shè)計(jì),從源頭上減少填方數(shù)量。

6.2 因地制宜采用低路堤

本項(xiàng)目沿線村莊分布較密集,路網(wǎng)較為發(fā)達(dá),在保證居民生產(chǎn)生活的條件下對(duì)部分路網(wǎng)進(jìn)行合并、改移,降低路線縱斷;同時(shí)在村莊分布稀疏路段采用低路堤,設(shè)置天橋上跨,由此可降低路堤高度,減少路基土石方和占地,并保護(hù)土地資源。

6.3 推進(jìn)取土場(chǎng)與改地、造地、復(fù)墾綜合措施

本項(xiàng)目沿線基本農(nóng)田分布廣泛,平原區(qū)取土極為困難,設(shè)計(jì)過程中通過調(diào)查收集資料,充分考慮利用河道、坑塘、水庫清理產(chǎn)生的土方、高崗地高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田改造取土及建筑磚渣等作為路基填料。

6.4 設(shè)置擋土墻

設(shè)計(jì)過程中結(jié)合拆遷等需要,設(shè)置擋土墻收邊坡,以減少土方。

6.5 降低梁高以降低路線標(biāo)高

在部分跨越河流、溝渠路段,在征求相關(guān)河流主管部門的同意后,在河道范圍內(nèi)設(shè)墩,盡量采用30 m及以下跨徑橋梁,降低橋梁建筑高度,從而降低路線標(biāo)高,可達(dá)到降低土方的目的。

6.6 設(shè)置樁板式路基

樁板式路基作為一種創(chuàng)新結(jié)構(gòu),相對(duì)于傳統(tǒng)的填方路基,具有剛度大、工后沉降小等特點(diǎn),另外還能取消邊坡寬度,較大節(jié)省占地面積。

6.7 增加路基挖方段

本項(xiàng)目路線從許昌建安區(qū)南部展線通過,其中在設(shè)計(jì)樁號(hào)K66+300～K68+000段橫穿南北向崗地,崗地寬約2 km,為了降低借方量,設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化思路,將原高速樁號(hào)K94+000～K95+700段長(zhǎng)約1.7 km上跨改為下穿鹽洛高速,設(shè)置分離式橋,該段最大挖方深度為11 m,邊坡按照1級(jí)放坡,邊坡坡率放緩至1∶1.0,盡可能增加挖方量,下穿方案增加挖方46.3萬m3。原上跨方案填土較高(約10 m),需填方49.8萬m3。將該段改為下穿方案后,減少借土約96萬m3,在全線取土困難的大背景下,極大地解決了料源不足問題。

6.8 其他填料的調(diào)查

路線所經(jīng)區(qū)域及附近周邊縣市有礦產(chǎn)資源分布,粉煤灰、礦渣等填料豐富,可購買用于路基填料。

7 結(jié) 語

為了突破路堤填料匱乏的瓶頸,保證項(xiàng)目的實(shí)施,調(diào)查到可取的料源主要有城市建筑基坑土方、建筑磚渣、溝渠改擴(kuò)建土方、湖泊擴(kuò)容堆積土方、高崗高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田改造取土、非基本農(nóng)田范圍內(nèi)取土等。

土地的利用和規(guī)劃是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要基礎(chǔ),經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展離不開土地的開發(fā)和利用。隨著經(jīng)濟(jì)的日益繁榮,特別是城市建設(shè)統(tǒng)籌規(guī)劃,對(duì)土地的需求也越來越大,土地資源在當(dāng)今社會(huì)所扮演的角色不可替代。在土地資源供需問題日益突出的形勢(shì)下,如何進(jìn)一步加強(qiáng)土地管理,科學(xué)有序地開發(fā)利用土地資源,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)又好又快發(fā)展,是土地管理工作面臨的重大挑戰(zhàn)。