劉 斌

(陜西省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司,陜西 西安 710075)

1 引 言

加大生態(tài)環(huán)境保護(hù)力度,建設(shè)人與自然和諧共生的現(xiàn)代化,是在新發(fā)展階段推動(dòng)高質(zhì)量發(fā)展的必要舉措。特別是在習(xí)近平總書記提出“綠水青山就是金山銀山”的正確科學(xué)論斷后,交通運(yùn)輸部于2016年8月提出《關(guān)于實(shí)施綠色公路建設(shè)的指導(dǎo)意見》,生態(tài)文明建設(shè)已深入人心,不論在公路的設(shè)計(jì)及施工中,還是在公路的運(yùn)營(yíng)及管理中,綠色公路理念應(yīng)該始終貫穿其中。所以,在高速公路設(shè)計(jì)中要牢固樹立創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享發(fā)展理念,這也是為了實(shí)現(xiàn)公路交通建設(shè)的可持續(xù)健康發(fā)展。

目前,已經(jīng)有很多學(xué)者對(duì)綠色公路理念的進(jìn)行了探討,夏晨野[1]以S503(聯(lián)十五線)東山生態(tài)環(huán)島公路為例對(duì)國(guó)省干線綠色公路方案進(jìn)行了相關(guān)研究;余凡凡等[2]從綠色施工、資源再利用、服務(wù)與運(yùn)營(yíng)等方面列舉了目前綠色公路實(shí)施的一些方案;柴麗[3]分析了目前我國(guó)交通環(huán)境現(xiàn)狀及阻礙綠色交通發(fā)展的原因,并從交通質(zhì)量檢測(cè)和交通環(huán)境監(jiān)測(cè)的角度探討了如何更好地在內(nèi)蒙古地區(qū)實(shí)現(xiàn)綠色交通發(fā)展;田川[4]結(jié)合青銀改擴(kuò)建工程建設(shè)經(jīng)驗(yàn),探討了綠色公路設(shè)計(jì)理念在已竣工項(xiàng)目中的應(yīng)用實(shí)踐。

雖然綠色公路理念的研究已經(jīng)很多,但是針對(duì)高速公路設(shè)計(jì)中對(duì)綠色公路理念的實(shí)踐應(yīng)用卻較少,主要通過結(jié)合陜西平利至鎮(zhèn)坪高速公路在設(shè)計(jì)中對(duì)綠色公路理念的踐行,從堅(jiān)持生態(tài)選線、貫徹全壽命周期理念、樹立節(jié)約資源理念、積極推廣節(jié)能技術(shù)等多個(gè)方面全面分析了綠色公路理念在設(shè)計(jì)中的實(shí)際應(yīng)用,為廣大設(shè)計(jì)工作者理解和認(rèn)識(shí)綠色公路理念提供了很好的借鑒實(shí)例。

2 項(xiàng)目概況

安康至來鳳高速公路(G6911)是國(guó)家高速銀百高速公路(G69)的一條聯(lián)絡(luò)線。陜西省平利至鎮(zhèn)坪高速公路是安來高速公路的重要組成部分,項(xiàng)目位于陜西省安康市的平利縣和鎮(zhèn)坪縣。對(duì)完善國(guó)家高速公路網(wǎng),改善區(qū)域交通條件,貫徹落實(shí)西部大開發(fā)戰(zhàn)略,推動(dòng)秦巴山區(qū)連片特困地區(qū)脫貧攻堅(jiān),促進(jìn)沿線地區(qū)資源開發(fā)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展具有十分重要的作用。

本項(xiàng)目路線起于安康市平利縣,向南經(jīng)鎮(zhèn)坪至陜渝兩省交界,與重慶市在建的陜渝界至巫溪高速公路相連。路線起點(diǎn)位于安康市平利縣龍古村,終點(diǎn)至筒車壩省界雞心嶺隧道北口,路線全長(zhǎng)81.445 km。項(xiàng)目位于秦巴山區(qū),生態(tài)環(huán)境保護(hù)顯得尤為重要,在施工建設(shè)階段及后期運(yùn)營(yíng)階段都將綠色公路理念執(zhí)行到底。

3 綠色公路理念在高速公路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

3.1 堅(jiān)持綠色生態(tài)選線,合理避讓各類敏感點(diǎn)

項(xiàng)目區(qū)所在地山勢(shì)陡峻、地形復(fù)雜,滑坡、崩塌、斷裂帶等不良地質(zhì)分布較廣,且橋隧比例較高、工程規(guī)模較大,路線設(shè)計(jì)階段堅(jiān)持“安全選線”、“地形選線”、“地質(zhì)選線”、“生態(tài)選線”。不盲目采用高指標(biāo),在滿足行車安全的情況下,盡量選用中、低值,以期達(dá)到最佳的工程經(jīng)濟(jì)合理性[5]。本項(xiàng)目路線走廊帶相對(duì)狹窄,路線布設(shè)時(shí)盡量減少與地方路的干擾,減少改移,同時(shí)預(yù)留地方公路改擴(kuò)建的空間;在公路選線、布線時(shí),注意避讓基本農(nóng)田、濕地,利用坡地、河灘地和劣質(zhì)地,減少對(duì)耕地資源的占用及對(duì)農(nóng)田的分割,最大限度地節(jié)約土地、保護(hù)耕地;做好路堤與橋梁、路塹與隧道的方案比選,盡可能少占用土地資源。

3.2 貫徹全壽命周期理念,追求綜合效益最大化

本項(xiàng)目設(shè)計(jì)之初就將公路運(yùn)營(yíng)維護(hù)與建設(shè)一并考慮,研究全壽命周期成本,追求綜合效益最大化。按照《交通運(yùn)輸部關(guān)于推進(jìn)公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁建設(shè)的指導(dǎo)意見》(交公路發(fā)[2016]115號(hào)),充分發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)橋梁建造周期短、抗震和耐久性好、結(jié)構(gòu)受力機(jī)理明確等優(yōu)勢(shì)特點(diǎn),針對(duì)本項(xiàng)目所在區(qū)域地震烈度指標(biāo)高及橋梁比例大的特點(diǎn),充分考慮鋼結(jié)構(gòu)橋梁的研究應(yīng)用,推廣應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)橋梁。

本項(xiàng)目在四方石溝大橋、白土嶺大橋、友誼村大橋、七坪村大橋、神州灣大橋及錦雞洞大橋共6座橋梁設(shè)計(jì)中采用鋼板-混凝土組合梁結(jié)構(gòu),并通過大力推進(jìn)鋼結(jié)構(gòu)橋梁建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、工業(yè)化生產(chǎn)、裝配化施工和可維護(hù)性設(shè)計(jì)[6],提升橋梁建設(shè)品質(zhì),提高結(jié)構(gòu)安全耐久性,降低全壽命周期成本[7]。

同時(shí),針對(duì)山區(qū)河流特點(diǎn),對(duì)位于河道內(nèi)的橋梁下部結(jié)構(gòu),增設(shè)滾石防撞保護(hù)結(jié)構(gòu),并進(jìn)行安全性評(píng)價(jià),提升橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性。

3.3 秉承節(jié)約資源的理念,使自然破壞最小化

因地制宜進(jìn)行公路橫斷面與縱斷面的設(shè)計(jì),統(tǒng)籌土石方調(diào)配方案,力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)填挖平衡。路基填筑采用路基挖余方和隧道棄渣,基本達(dá)到“零借方、少棄方”的綠色交通設(shè)計(jì)理念。對(duì)隧道棄渣及路基挖余方進(jìn)行充分的縱向調(diào)配利用,減少棄土場(chǎng)設(shè)置;根據(jù)隧道棄渣的巖性,盡可能選擇合適的棄渣加工成塊片石、碎石及機(jī)制砂等;對(duì)于路基清除表土,采取集中堆放,作為邊坡培土、棄土場(chǎng)復(fù)耕土利用,避免新借土對(duì)生態(tài)破壞。

采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)。構(gòu)件設(shè)計(jì)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)化和通用化原則,統(tǒng)籌考慮施工的可操作性和維護(hù)的便捷性,在設(shè)計(jì)中盡量做到梁板尺寸一致、墩柱蓋梁形式一致,以提高模板的周轉(zhuǎn)利用率。

在滿足使用功能的前提下,互通式立交采用簡(jiǎn)單、緊湊的設(shè)計(jì)方案[8],并在牛頭店立交采用立交區(qū)綠化島設(shè)置停車區(qū)和收費(fèi)站場(chǎng)區(qū)以節(jié)約占地。

3.4 推廣應(yīng)用節(jié)能技術(shù),減少對(duì)環(huán)境的破壞

在隧道照明設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范和隧道平縱條件進(jìn)行照明亮度計(jì)算,優(yōu)化光源功率,選取LED光源作為主要光源。同時(shí),在加強(qiáng)段等易有團(tuán)霧產(chǎn)生的地點(diǎn)采用高壓鈉燈輔助照明模式,并采取過渡及基本段單排布設(shè)方式,合理降低建設(shè)投資及后期運(yùn)營(yíng)能源損耗,整體照明系統(tǒng)做到智能控制。

隧道采用節(jié)能型通風(fēng)方式——全射流風(fēng)機(jī)縱向式通風(fēng),充分利用車輛行駛形成的活塞風(fēng)[9]。其次,射流風(fēng)機(jī)選用大直徑、高效率型,并采用遠(yuǎn)程自動(dòng)控制方式,根據(jù)污染物濃度水平自動(dòng)控制射流風(fēng)機(jī)的開啟臺(tái)數(shù)以滿足各種運(yùn)營(yíng)工況下的通風(fēng)需求,合理節(jié)約風(fēng)機(jī)能耗。

各隧道變配電所低壓無(wú)功功率補(bǔ)償采用就地與集中相結(jié)合方式,提高供配電系統(tǒng)的功率因數(shù),降低系統(tǒng)的電能損耗。動(dòng)力及照明配電系統(tǒng)根據(jù)負(fù)荷性質(zhì)及用途分回路供電,輸電纜推廣采用合金電纜,并根據(jù)隧道用電負(fù)荷大小和供電電纜長(zhǎng)度,合理確定電纜截面,減少線路損耗。同時(shí),選用非晶合金節(jié)能型變壓器,合理確定變壓器容量,使變壓器高效運(yùn)行,降低空載損耗[10]。

開展建筑節(jié)能設(shè)計(jì)。單體建筑通過采用節(jié)能墻體材料,如粉煤灰加水泥砌塊作為填充墻,外墻保溫板或節(jié)能措施;門窗采用雙層真空玻璃窗等可以有效降低建筑室內(nèi)能耗的措施;通過采用節(jié)水型器具和設(shè)備,安裝雨水收集處理設(shè)備收集使用雨水,采用節(jié)水型便器、節(jié)水型龍頭等措施節(jié)約用水;通過安裝LED節(jié)能燈,服務(wù)區(qū)中燈桿安裝太陽(yáng)能LED燈,在房建設(shè)計(jì)中考慮自然通風(fēng)及自然采光等措施降低照明電力損耗。

3.5 推行生態(tài)環(huán)保設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)道路與環(huán)境融合

隧道洞口“零開挖”設(shè)計(jì)。隧道洞口生態(tài)設(shè)計(jì),遵循“零開挖”的設(shè)計(jì)理念,按照“安全性、整體協(xié)調(diào)性、自然性”原則,提倡簡(jiǎn)潔、隱蔽,注重與環(huán)境和諧統(tǒng)一的洞門設(shè)計(jì)形式。同時(shí),做好洞門的綠化設(shè)計(jì)。

項(xiàng)目區(qū)域?qū)ξ鬯欧艠?biāo)準(zhǔn)高,沿線河流水系均需達(dá)到二類水體排放,且局部路段通過水源地保護(hù)區(qū)。設(shè)計(jì)階段采取路基水與路面水分離排放進(jìn)行設(shè)計(jì)。路基水可通過排水設(shè)施直接排入河道,路面水則集中收集至蓄水池,通過污水處理設(shè)備對(duì)水體凈化處理后再排入河道。針對(duì)性開展水環(huán)境保護(hù)專項(xiàng)設(shè)計(jì),并按照項(xiàng)目區(qū)特點(diǎn)展開施工及運(yùn)營(yíng)期水環(huán)境保護(hù)專項(xiàng)設(shè)計(jì)。

全線跨河橋梁、伴河橋梁和伴河路基段均設(shè)置雨水徑流處理系統(tǒng)(兼做事故應(yīng)急收集池),全線共設(shè)置雨水徑流處理系統(tǒng)175座。

橋梁設(shè)計(jì)盡量減少對(duì)山體的擾動(dòng),采用高低樁設(shè)計(jì)、提高底系梁高程及全幅雙主墩設(shè)計(jì)等措施減少對(duì)山體的開挖和河道的影響。

邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)貫徹協(xié)調(diào)、自然原則,減少高大圬工混凝土和漿砌工程。對(duì)全線邊坡防護(hù)形式采取清單式管理,不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)方案,確保設(shè)計(jì)方案科學(xué)合理。優(yōu)先采用邊坡自然穩(wěn)定下的植物防護(hù)或不防護(hù),對(duì)于高邊坡,在滿足穩(wěn)定性要求的前提下,盡量采用生態(tài)防護(hù),減少“硬防護(hù)”,采用工程與植物相結(jié)合的綜合防護(hù)形式,達(dá)到加固與防護(hù)兼顧、剛?cè)岵?jì)的效果;在受征地、地形限制邊坡處,采用樁板墻陡邊坡綠色防護(hù)技術(shù),減少對(duì)土地資源的占用。

優(yōu)化全線路塹邊溝設(shè)計(jì)形式及橋隧護(hù)欄過渡段三角區(qū)設(shè)計(jì)。取消路塹邊溝蓋板,采用加高邊溝形成種植槽,增加邊坡綠化效果,減少混凝土3 000多立方米,節(jié)約投資180萬(wàn)元;利用橋隧護(hù)欄過渡段三角區(qū)種植花草,避免造成浪費(fèi),增加了綠化面積,美化了橋隧段綠化景觀。

3.6 完善基礎(chǔ)設(shè)施支撐建設(shè),促進(jìn)智慧高速集約發(fā)展

擴(kuò)大ETC覆蓋范圍,加快車道通行效率。在每個(gè)收費(fèi)站均設(shè)電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)(ETC),減少車輛的啟停次數(shù),減少擁堵,從而降低能耗,減少汽車尾氣排放。在收費(fèi)出口實(shí)施計(jì)重收費(fèi),通過計(jì)重收費(fèi),消除了車輛超限運(yùn)輸?shù)睦骝?qū)動(dòng),進(jìn)一步規(guī)范了貨運(yùn)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)秩序,保護(hù)了公路路面、橋梁免受破壞,同時(shí)降低了能耗,減少了汽車尾氣的排放。

完善高速公路綠色通道車輛檢測(cè)管理系統(tǒng),通過采用先進(jìn)的技術(shù)手段及自動(dòng)化檢測(cè)設(shè)備,提高綠色通道車輛檢測(cè)的準(zhǔn)確性和可靠性,降低檢測(cè)的人力成本與車輛檢測(cè)時(shí)間,提高檢測(cè)效率。

3.7 推進(jìn)綠色服務(wù)設(shè)施建設(shè),強(qiáng)化生態(tài)環(huán)境質(zhì)量保障

采用清潔能源。收費(fèi)站利用天然氣供暖;在服務(wù)區(qū)建設(shè)加氣站、充電樁,保障綠色出行。

開發(fā)利用可再生能源。沿線收費(fèi)站、停車區(qū)、服務(wù)區(qū)冬季供暖和夏季制冷優(yōu)先采用空氣源熱泵,宿舍樓、綜合樓衛(wèi)生間采用太陽(yáng)能供熱水。

沿線房建站點(diǎn)建設(shè)地埋式垃圾壓縮站,做到垃圾集中處理,避免二次污染、減少占地、降低投資,實(shí)現(xiàn)效益與環(huán)境雙贏。

服務(wù)區(qū)中水循環(huán)利用。在服務(wù)區(qū)兩側(cè)建設(shè)以“生物接觸氧化+過濾+消毒”為核心工藝的污水處理及回用系統(tǒng),用于處理生活洗浴用水、沖廁污水、餐廳污水、洗車廢水、汽修間含油廢水等,處理后的中水用作綠化澆灌和沖廁。

4 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述,通過陜西平利至鎮(zhèn)坪高速公路在設(shè)計(jì)中對(duì)綠色公路理念的應(yīng)用,讓我們認(rèn)識(shí)到在公路設(shè)計(jì)階段有許多地方可以應(yīng)用綠色公路理念。同時(shí),設(shè)計(jì)人員應(yīng)提高綠色環(huán)保思想認(rèn)識(shí),將綠色公路設(shè)計(jì)放在首位,秉承精細(xì)化設(shè)計(jì),堅(jiān)持綠色設(shè)計(jì)、生態(tài)選線,節(jié)約資源,認(rèn)真貫徹落實(shí)《關(guān)于實(shí)施綠色公路建設(shè)的指導(dǎo)意見》,通過在公路設(shè)計(jì)中各個(gè)方面的不斷優(yōu)化,力爭(zhēng)將公路建設(shè)對(duì)自然的破壞降到最低,達(dá)到人與自然、公路與自然的和諧統(tǒng)一,讓綠色公路理念在設(shè)計(jì)中更加深入人心。