高速公路设计节约用地措施

□文/赵聚成 杨政文

高速公路设计节约用地措施

□文/赵聚成 杨政文

文章以天津市某高速公路为例，在设计过程中采用设计单位采取的优化线路纵横断面设计、降低填土高度、加大通道间距、降低净空标准、调整填筑材料等综合方法，少占耕地，达到节约集约用地的目的。

用地指标；节约措施；最小填土高度

目前土地保有形势非常严峻，有效的节约土地资源，尤其是节约占用耕地良田的数量具有非常重要的意义，而高速公路的修建不可避免的要占用土地，如何在满足相关规范要求，在保证高速公路安全运营的条件下，减少占用土地的数量是前期研究阶段重点考虑的问题之一。

1　工程概况

天津市某高速公路项目所经地区为华北平原及微丘区，项目沿线主要为耕地，公路的修建将永久占用土地，路线所经区域村庄较密。项目主线采用全封闭、全立交、全部控制出入的高速公路标准，设计速度为120 km/h，双向6车道，路基宽度为34.5m。工程路线全长24.8km，终点设置联络线，联络线全长3.12km。全线设4座互通式立交，其中1座枢纽互通式立交，3座一般互通式立交；全线设置主线收费站1处，匝道收费站4处，服务区1处，养护工区1处。全线共设置大桥7座，中桥5座，通道涵20道。

2　节约用地措施

2.1优化路线设计

在路线布设时将占用耕地数量和种类作为路线方案比选的重要因素予以考虑，推荐采用占用耕地较少的路线方案，在选择确定互通、服务区、养护工区位置时，亦充分考虑占地种类和数量等因素，以求尽量减少占用耕地及良田。

2.1.1方案比选确定最优路线

项目地处平原区，沿线多为耕地。路线走向和布局主要依据天津市高速公路网规划，结合地形、地物等特点，沿线产业布局，互通立交及桥梁等大型构筑物设置及土地、环保等因素确定。在设计过程中本着节约耕地和基本农田的原则，注意尽量少占农田，不占良田，减少拆迁量，充分考虑少扰乱沿线水利排灌工程，设法创建沿线绿化美化环境，注意保护生态环境。

2.1.2合理选择填土高度

项目地处平原区，路基填土高度主要受桥涵构筑物及地下水位影响。填土高度的控制既要满足路面结构强度的需要又要保证路基的稳定和沉降要求。

确定路基最小填土高度时考虑中湿状态路基临界高度、路基工作区深度、地下水位等因素。

1）中湿状态路基临界高度确定。通过对沿线各钻孔处地下水位及沿线地表水位的综合分析，采用II4区路基处于干燥、中湿状态的路基临界高度为控制标准，进行沿线各区段路基最小填土高度计算。路基填土高度控制以不增加过多工程量、路基处理经济合理为原则。

根据相关规范，干燥、中湿状态路基临界高度分别为2.5、2.0m（均采用中值）。

2）路基工作区深度确定。未考虑路面影响的路基工作区深度按式（1）确定。

式中：hwd，a为未考虑路面材料影响的路基工作区深度，m；P为作用在路基上的车轮荷载，kN；n为系数，n =5～10；γ为路基土的重度，kN/m3；K为应力系数，K

考虑路面厚度和材料刚度的影响，则路基工作区深度按式（2）确定。

式中：hwd为考虑路面材料影响的路基工作区深度，m；hp为路面结构层总厚度，m；hpi为路面各结构层厚度，m；Epi为路基土的重度，kN/m3；E0为路基填土的抗压回弹模量，MPa。

在满足高速公路使用要求的前提下，考虑部分货车超载影响，计算得出路基工作区深度为2.5m。

3）路基最小填土高度确定。根据地质资料，枯水期地下水埋深一般在2.0～3.0m，根据季节变化丰水期地下水位埋深多在1.0～2.0m。按最不利季节考虑，干燥、中湿状态时路基最小填土高度应为1.0、0.5m。

由于路基工作区深度为2.5m，如果填土高度过小，原地表下路基处理深度会加大，处理深度宜≯1m为宜。

为节约土方、减少占地，允许局部路基处于中湿状态，即高速主线路基填土高度≮1.5m，立交匝道填土高度≮1.0m。

2.1.3减小通道间距

在满足沿线居民生产、生活出行要求的情况下，尽量加大通道间距，降低净空标准。考虑到一般机耕道路标高比农田高0.5～1m左右，在不积水的前提下，尽量降低现状机耕路的路面标高，一般降低0.3～0.5m。

机耕道路密集路段，采取通过设置线外辅道连通的方式集中过路，优化后全线最初28处通道涵降低为20道，大大降低了主线填土高度，极大的节约了土地。

2.1.4降低纵断面设计高程

1）河道。尽量结合现场实际情况将防洪通道改在大堤后下穿高速公路，降低跨河桥的高度，减少桥头路基段占地宽度，节约用地。如跨越蓟运河桥，防洪通道改在大堤后，桥梁设计高度降低了4.5m左右，桥头引路填土高度大大降低，节省用地面积0.24 hm2。

2）铁路。林南仓铁路为地方货运线，与产权单位结合后达成净空7.0m的要求，相比一般铁路7.98m的净空，降低跨线桥的高度，减少路基段占地宽度，节约用地。

本项目高速主线路基平均填土高度降至3.9m，与指标要求相接近。

2.2优化互通立交用地

本项目在宝新公路、杨玉公路、仓桑公路、京秦高速设4座互通式立交，其中1座枢纽互通式立交，3座一般互通式立交，立交间距6.2 km（如起点京沈高速互通立交一并计算，立交间距仅4.96km），见表1。

表1　互通式立体交叉

2.2.1减小立交规模

高速主线在保证安全情况下，凸型竖曲线采用较小半径，取为一般值。立交区主线采用纵坡2%，匝道纵坡采用4%，竖曲线半径均为规范极限值；立交匝道设计车速按规范中、低值为主，已最大程度降低填土高度，节省土地。

2.2.2尽可能减小占地规模

以京秦枢纽互通立交为例。方案优化后，第二及第四象限用地更省，立交更紧凑，推荐方案分别节省土地4.28、0.57 hm2，见图1-图3。

图1　推荐方案

图2　比选方案一

图3　比选方案二

2.2.3立交用地尽量少占耕地

如宝新互通立交、仓桑互通立交以及京秦互通立交部分主线及匝道设置在现状沟渠上，采用桥梁形式跨越现状沟渠，大大减少了征地，节约了土地面积3.912 hm2，见表2。

表2　立交占用沟渠数量

2.3改变取土方式和来源

塘承高速公路二期工程为填方路基，全线填方达457万m3，如以取土3m深计，需占用152.33 hm2土地。由于沿线土地多为耕地、少量林地以及果园，基本无荒地等，如果取土将占用大量耕地。为保护耕地，经与沿线地方政府结合达成协议，充分利用临近山区有大量废石料的条件，将土方路基变更为石方路基，避免取土占用耕地，节约了大量土地。

2.4优化沿线服务设施

2.4.1合理设置服务设施

1）在满足功能的前提下，尽量减小占地，如服务区、停车区合建，节省土地指标3.4759 hm2。

2）养护工区、收费站管理设施均取指标低值，节省1.7266 hm2。

2.4.2降低服务设施填土高度

1）服务区。由于沿线土地多为耕地，服务区填土高度仅为0.6～0.8m，大大降低了填土高度，与一般填土3.6m相比，直接节约土地面积0.507 hm2；同时，由于服务区填土降低，填方大大减少，间接节约了大量土地资源，减少了占用耕地。

2）养护工区及收费站管理用房。尽量降低填土高度，填土高度一般在1.0～1.5m之间，与一般填土3.6m相比，全线5个收费站管理用房区及1个养护工区共节约占地0.42 hm2。

2.5实际用地指标

全线永久性占地219.930 3 hm2，土地类型主要耕地、园地、林地等。其中主线长24.8 km，占地面积211.366 hm2，总体指标8.522 8 hm2/km；联络线长3.128 km，占地面积8.5637 hm2，总体指标2.7378 hm2/km。

该项目主线段总体用地指标调整后为10.322 2 hm2/km；联络线段总体用地指标为3.116 1 hm2/km。因此，实际指标远低于规定指标，确保了节约集约用地。

3　结论

经过设计优化，本项目实际用地较工可阶段总用地减少13.769 8 hm2，其中耕地减少13.739 8 hm2，体现了节约集约用地和少占耕地的目的，同时也符合国家的用地政策。

[1]程平，吴万平.公路低路堤设计指南[M].北京：人民交通出版社，2013.

□DOI编码：10.3969/j.issn.1008-3197.2015.03.028

□杨政文/北京中路远通工程咨询有限公司。

□U412.3

□C

□1008-3197（2015）03-75-03

□2015-02-16

□赵聚成/男，1981年出生，高级工程师，天津市市政工程设计研究院道桥分院，从事道桥设计工作。