基于土地集约利用的山区高速公路设计研究

2022-06-09 03:00石亚杰张丰丰
交通科技与管理 2022年11期
关键词:山区高速公路设计

石亚杰 张丰丰

摘要 高速公路建设具有一定的复杂性,在设计环节中与工程环境充分融合,能够将土地开发、资源整合等工作融合到工程建设中,减少占用农田。基于此,文章从山区高速公路与土地间的关系着手,从土地集约利用的角度详细阐述了山区高速公路设计要点,结合工程实例,研究了山区高速公路路线设计、路基设计对土地的集约利用,实施结果表明:通过采用土地集约利用的有效方法,可以实现高速公路建设与土地集约利用和谐共生的局面,对山区高速公路的建设具有一定的指导作用。

关键词 山区高速公路;设计;土地集约利用

中图分类号 U412 文献标识码 A 文章编号 2096-8949(2022)11-0028-03

引言

山區具有地形复杂、地势多变的特点,因此在具体公路工程挖填土方时往往会产生较大工程量。在这样的背景下,为减少占用农田,提升资源利用率,就需要合理配置土地资源,充分重视对土地资源的集约利用。基于工程实际条件,优先选用可靠的技术手段,对路线设计环节做出适当的优化,同时充分重视路基、路堑等细节工作的设计,全方位改进资源配置,为后续土地保护、生态建设提供良好的基础[1]。

1 山区高速公路与土地间的关系

高速公路项目应当协调好工程建设与土地保护之间的关系,减少土地占用。在工程基本要求得到满足的前提下,秉承“宜填则填,宜挖则挖”的基本原则,避免耕地资源浪费的发生,同时扩大农田面积。对于部分性质较差的耕地,可采取移除的方式进行处理,还可将土丘旱地转变为水浇地,将弃土荒地变为农田,基于土地既有条件与属性选择适当的优化方案,使其得到最大化利用。为了优化土地资源利用,设计人员应当对公路沿线的水文地质、地形地势展开严密的论证,并尽可能开发土地资源。土地开发应当重点集中于路线沿线的荒草地、滩涂等。此外,设计工作还应当表现出一定的前瞻性,将未来土地规划纳入设计所考虑的因素中去,预测未来可能发生的土地利用,结合其规模、时间及地点展开论证,并考虑到对沿线城镇经济发展可能产生的影响,确定农林牧渔为核心的开发原则[2]。

2 基于土地集约利用的山区高速公路设计

2.1 路线设计

对于山区高速公路建设而言,地质条件是既有客观因素,在设计线路时公路需要跨越自然环境,并对原有的环境做出一定的改造。而在目前许多设计工作中,降低不良地质可能产生的影响、减少环境治理费用,需要对耕地进行保护,在无形中提升了工程对耕地的占用。此外,山区往往伴随产生较为丰沛的地表水系,耕地往往表现出块状、条状等多种分布相组合的不规则性。当高速公路建设需要跨越这些区域时,就不可避免地会对耕地造成分隔,并使得耕地质量下降。为规避上述问题,在设计时就需要尽可能结合既有的地形地势及水文地质,将山体维持在平衡稳定的状态下,减少大挖大填的发生,使工程路线与自然环境形成和谐统一。重视桥隧的设计与施工,能够提升弃土的利用率,可借助复垦、整理等方式来提升耕地面积,达到耕地保护的目的[3]。

2.2 路基路面设计

高速公路建设应当秉承低路堤的基本原则,通过设计环节将填土高度限制在合理范围内,使自然景观、既有构筑物及工程建设之间能够形成良好的搭接,避免由于公路建设带来突兀感,追求与自然的和谐统一,实现可持续发展的战略目标。在设计环节中,低路堤的方案往往会与原有构筑物产生相互作用,采取上跨、下穿的方式来完成优化,其中下穿的方式能够借助下挖来减小路基高度,会导致积水问题的发生,优先采取上穿的方式。实践表明,低路基设计能够控制不必要的资源浪费,但这一设计理念目前仅在我国局部地区展开应用。对于人口密度小、耕地分布集中的地区,横向穿行的车流相对较小,低路基往往能够发挥良好的作用,且节省不可再生的土地资源[4]。

2.3 桥梁设计

桥位是桥梁设计时需要重点考虑的因素之一,也是设计质量的关键控制点,不仅影响设计方案的可行性,也主导着工程建设规模及成本。图1为某公路桥梁根据路线走向选择合适的桥位,从而减少占用土地。在实际设计中,常会暴露出路线布置与结构设计脱离的问题,甚至将桥位选择看作路线布置的一项附属工作,未能对多种方案形成横向比选,仅对备选方案可行性展开论证,导致土地资源的浪费,还使项目工程量过大。因此,需要技术人员将路线、桥位的设计结合起来,同时通过多维度比对提升方案选择的可行性[5]。

2.4 立体交叉匝道设计

匝道的设置应当基于项目等级、规划通行能力、设计速度等来确定,且保证匝道能够与周围地质条件、地形地势之间形成良好搭接,需要确保匝道具备足够的通行能力和安全保障,使匝道的线形与设计交通量相适应。

基于立交所处位置的交通、地质条件,广泛采集当地交通流量、路网布置等基本情况,以此来确定立交布置的规模及位置。立交还应顺应当地人文、地形、自然等的需求,将节约土地资源作为主要原则来完善匝道设计。

2.5 隧道设计

在山区高速公路建设中,涉及难以直接跨越的路段,可采取隧道来完成设计,以此减少土地占用。隧道建设对于地质条件的要求较高,应对当地水文地质展开深入研判,避免跨越不良地质区域。在设计时还需要根据实际情况选择最佳的隧道形式,充分重视隧道通风、排水等环节设计,降低地质灾害发生的风险,最优化土地利用[6]。

2.6 服务区设计

服务区是高速公路建设的重要组成部分,也是设计环节中需要合理布置的内容,尤其是需要合理布置服务区之间的距离,选择最佳的空间分布方案。若在公路沿线各类服务区中某位置出现功能较为完备的大型服务区,可适当减小周边服务区的密度,并适当调整其功能性,重点体现其中某项功能,譬如餐饮、加油等,实现各区段服务区的功能优化。此外,结合当地自然环境进行服务区点位的合理化布置,充分发挥自然条件的优势,能够显著降低工程中的填挖工程量,提升视觉效果。EEC1C0FC-2911-4B4A-9A1D-5AB7B9B6358F

3 工程概况

该文以我国某高速公路为例展开分析,该项目设计全长约89.6 km,其中某路段需要跨越山区,该地区存在河流湖泊,对工程建设产生了一定的影响。在山区路段中,存在长约110 m、高约45 m的边坡,这不仅导致施工难度上升,还对附近地质带来不利影响,使其产生工程病害。基于实地调研结果,同时秉承土地集约的基本理念,对该山区路段展开优化设计,最终决定在其上增设一条隧道,隧道长度约为280 m,以此来绕避河流湖泊。

3.1 路线方案设计及比选

初步確定两种不同的优化方案M路线及N路线,其中M路线比N路线长684 m,工程量增加了约30.08 m2。此外,M路线方案施工作业难度较为突出。研究发现,M方案的施工较N方案管线布置需求更高,且其所涉及的通信设施更加复杂。将M方案及N方案下土地占用及拆迁房屋的要求进行比对可得表1。

以工程量、布线难度来看,N方案较M方案具有较为突出的优势,且其在选址时能够减少由于拆迁所带来的土地占用问题。所以在该项目中可优先选择N方案。

在确定路线时,秉承集约用地的基本原则,将占地量控制在合理的范围内,将耕地、农田作为选址考虑的重要因素,确保高速公路建设对土地占用需求限制在合理范围内,并保障耕地、农田能够得到有效保护。

3.2 路基方案比选

在设计中,低路基及高路基方案下的路基平均高度分别为4.45 m及5.86 m。图2、图3分别为两种方案下指标的对比。

对上述两种方案进行综合对比,全面考虑工程量、土地占用、挖填方量等因素的影响,认为低路基设计方案具有更加显著的优势,因此,选定低路基方案。

3.3 公路占用土地情况分析及评价

将项目实际用地通过坐标转换及误差校正反映至图表上,用于表征土地利用现状。同时借助GIS软件自动计算得到公路的占地面积,最终得到高速公路项目拟用地总面积为498.6公顷,其中包括170.2公顷耕地、8.6公顷园地、144.9公顷林地及149.8公顷牧草地。此外,建设用地面积为16.7公顷,未利用面积为8.4公顷,其具体土地利用情况如图4所示。

实地调研发现,项目建设沿线的土地资源可利用性强,能够被充分开发、复垦,从而避免耕地资源浪费。通过土地利用方案的优化,该项目耕地总占用量约为170.2公顷,对土地开发处理后,耕地面积净增加达到了190.5公顷,相较于项目耕地占用面积还额外补充了20.3公顷耕地。由此可以看出,土地集约理念对于改善山区高速公路设计具有重要意义。

4 山区高速公路设计集约利用土地的措施

(1)基于项目实际需求对建设所在地的水文地质条件展开调研,评价原有土地利用情况,并尽可能选择闲置、废弃的土地资源进行开发,提升项目沿线的综合利用率。

(2)未得到充分利用的土地资源,通过引导、激励的方式进行开发,使其建设成为功能性用地。同时加大复垦强度,确保废弃土地能够得到有效利用。对于废弃的公路、机场、矿场等,对其进行可行性评估后,可被用于公路建设。

(3)在不影响其原有使用功能的基础上,积极提升土地利用率及容积率。在确保工程造价处于可控范围内的同时,适当组合使用桥梁、隧道等,缩短公路路线的布设长度,减少路基开挖量。

5 结语

综上,土地资源作为不可再生的稀缺资源,对经济发展、民生幸福都有重要影响,在充足的土地储量下,技术人员能够在设计、施工等环节中对土地资源浪费问题予以足够重视,灵活使用多种技术手段来改善土地资源配置情况,减少土地资源浪费。

参考文献

[1]童韬. 安全环保和土地节约理念在云南普宣高速公路路线比选中的应用[J]. 公路交通技术, 2016(1): 32-36.

[2]李元新. 平原区高速公路低路堤设计研究[J]. 河南科技, 2021(3): 88-91.

[3]胡帅, 万之甫. 高速公路设计中节地技术措施[J]. 交通世界, 2017(11): 11-12.

[4]李霞, 李霖, 刘炤伟, 等. 基于综合指数的高速公路土地节约利用评价研究[J]. 河北工业大学学报, 2016(4): 75-79.

[5]李鑫. 基于遥感影像数据的珠三角高速公路对沿线土地利用的影响研究[J]. 科学与信息化, 2020(22): 145.

[6]张继军, 安智敏, 段颖. 土地问题对高速公路建设的影响[J]. 公路, 2021(10): 263-265.

收稿日期:2022-02-15

作者简介:石亚杰(1993—),男,本科,助理工程师,研究方向:路线总体。EEC1C0FC-2911-4B4A-9A1D-5AB7B9B6358F

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