平原区高速公路取土方案研究

孙彦坡

（河南省交通规划设计研究院股份有限公司，河南郑州）

引言

随着国家经济的快速发展，各种基础设施也实现了大规模的建设。尤其是平原区高速公路建设难度小，交通需求大，为了扩大内需，大量的平原区高速公路得以实施。但是为了节约投资，平原区高速公路更多采用路基填筑的方案，但是受制于各种因素，路基填筑高速普遍约5 m，这样就造成平原区高速公路需要大量的填方[1-2]。按照国家环境保护方面的相关要求，严禁在基本农田内取土，平原区基本农田广泛分布，传统的高速公路就近取土的方案基本是不可行的。破解取土方案已成为解决平原区高速项目建设的关键[3-4]。本研究以确（山）阜（阳）高速为例，就平原区项目的取土方案进行详细的说明。

1 工程概况

确山至阜南（豫皖界）高速公路是《河南省高速公路网规划（2021-2035 年）》规划新增的七条大别山革命老区对外通道路线之一，本项目是其重要组成部分，起于新蔡县东南接同期规划的上淮高速，向西经正阳县北、汝南县南，止于确山县西接许信高速，路线全长约116.5 km，全线位于平原区，采用双向四车道高速公路，设计时速120 km/h，路基宽27 m。需要填方1 778.8 万m3，路基平均填土高速约为5.5 m。

2 工程方案对比

本项目主要位于平原区，路基填土高、填方大、占压基本农田多，且沿线基本农田广泛分布，取土极为困难，考虑到基本农田的稀缺性，以及取土的困难性，宜进行多方案比选，确定方案的合理性。多方案主要采用桥梁方案、挡墙方案、桩板桥方案与路基方案进行比较。

（1） 路基与桥梁方案对比

结合路线平均填土高度，选取1 km 纯路基方案与桥梁方案进行对比，桥梁方案采用20 m 组合箱梁方案，对比结果如表1 所示。

表1 路基方案与桥梁方案造价对比

从表1 可以看出：桥梁方案相对于路基方案，每km造价高约6 582 万元，采用桥梁方案，造价较高，会造成项目财务压力较大，基本上是不可行的，但是对于局部填土较高或者穿城路段仍然可以采用桥梁方案。

（2） 路基与挡墙方案对比

结合路线平均填土高度，选取1 km 纯路基方案与挡墙方案进行对比。挡墙方案采用绿色环保、施工便捷、造价较低、适应性较好的加筋土挡土墙方案，对比结果如表2 和图1 所示。

图1 方案各分项造价对比情况

表2 路基方案与挡墙方案造价对比

从表2 和图1 可以看出：加筋土挡墙方案较普通路基方案，土方减少20%，用地节约35%，造价高约29%。虽然可以节约部分土源及占地问题，但是造价高，仍然存在取土难的问题，相对于路基方案在局部填方较大的情况下，可以采用挡墙方案。

（3） 路基与桩板桥方案对比

结合路线平均填土高度，选取1 km 纯路基方案与桩板桥方案进行对比。

结合相关项目的建设经验，桩板桥采用工厂化生产，装配式施工，且造价相对较低，具有较好的节地、造价低的优势。但是桩板桥方案缺点也非常明显，造价高、存在群桩不均匀沉降的问题、大量伸缩缝，行车舒适性低、后续运营有一定的安全影响。由于桩板桥方案造价相对较高，全部采用桩板桥方案对项目的造价影响较大，但是如果所经区域为高标准良田，且地基为软基，软基深度较深，路基填土较高的情况下，也可以考虑采用桩板桥方案。

综合各种方案比选，可以看出桥梁方案、桩板桥方案相对来说可以很好的解决土源的问题，但是工程造价较高，对项目财务可行性影响较大；挡墙方案虽然造价相对增加不多，但是不能完全解决土源的问题。考虑项目造价的问题，平原区高速可以局部采用桥梁、挡墙、桩板桥方案，大部分还是考虑采用路基填筑的方案。

3 平原区取土方案

3.1 制定取土调查计划

考虑到本项目大部分路段位于平原区，路基以填方为主，借方量巨大，取土困难，为此专门成立取土调查小组，进行为期两周的外业调查，调查项目周边的可用土源。

调查小组首先分别与项目沿线的新蔡县、正阳县、汝南县、确山县等县政府有关职能部门进行沟通对接，了解土地政策、河湖和沟渠扩容、城市建设等情况，然后进行实地考察，以路线为中心，在50 km 范围内进行土源摸排调查，调查的主要方向为：高岗地高标准农田改造取土、坑塘沟渠及水库扩容、村镇堆积土、城市建筑基坑土及建筑砖渣等。

3.2 选取土源调查走访单位

结合项目沿线可能存在的土源，拟定沿线政府各相关单位，保证调查的针对性以及信息的有效性、可靠性，提高土源调查效率。

（1） 新蔡县交通局、水利局、住建局、城管执法局、农业农村局；（2） 正阳县交通局、水利局、建设局；（3） 汝南县交通局、水利局、自然资源局；（4）确山县交通局、水利局、自然资源局。

3.3 材料准备

为保证取土调查工作能够顺利进行，方便调查人员与各职能部门沟通，保证调查结果的有效性，在调查工作开始之前，对所需材料进行了精心准备，提前一周将材料发给各县交通局，由交通局代为转发给其他职能部门。其中主要包括：

（1） 项目概况；（2） 路线方案1:50 000 图；（3）路线方案1:10 000 图；（4） 取土调查咨询问题。

3.4 现场调查

调查组采用问卷调查的方法[5]，走访沿线县市相关局委，同时结合调查到的信息采用现场调查的方法，现场核实土源的情况，并进行拍照、记录、统计。最终经过两周的外业现场调查工作，调查组对沿线可能的土源进行整理，调查到的土源基本满足项目用土需求，为项目后期的顺利实施打下坚实的基础。项目土源调查情况如表3、图2 所示。

图2 项目土源工程量对比情况

表3 项目土源调查

3.5 取土场设计

在路基工程中，挖方按照天然密实方进行计算，而填方则按照压实方计算。对于高速公路和一级公路，对压实度要求较高。根据新定额，针对不同等级的公路，制定了相应的压实方与天然密实方的换算系数R。当压实方为1 时，各等级公路各类土石的天然密实方换算系数R 如表4 所示。

表4 天然密实方换算系数

以上述取土场的借方总量所包含的土方量都为压实方Va，因此必须根据取土场的土质，将压实方乘以相应的换算系数R，从而将其转换为天然方V，以确定取土场所需的占地面积及深度，见式（1）。

式中：V 为天然方体积，m3；Va为压实方体积，m3；R 为换算系数。

按照相关要求，取土场稳定性系数应不低于1.05。对正常工况和非正常工况下的取土场分别进行稳定性评价，结果如图3 所示。

图3 取土场稳定性评价

由图3 可知，在12 处取土场中，取土场符合规范要求，保证了其抗滑稳定性，为整个项目的顺利进行提供了可靠保障。

3.6 问题与建议

（1） 建议进一步加强与地方政府、土源所有者沟通，尽早签订土源购买协议，保证项目土源供应稳定[6]。

（2） 在高岗地进行取土时，认真考虑国土部门的取土深度建议，同时应做好水土保持设计，对取土后复耕要严格要求，确保不损害群众利益[7]。

（3） 项目建设期间，随着城市的快速发展，项目沿线县城会陆续产生大量城市建筑砖渣和基坑土，后期可根据项目具体开工时间，提前与当地城市建设部门协商，将城市建筑砖渣和基坑土用于路基填筑[8]。

结束语

为了解决平原区路堤填料匮乏的瓶颈，保证项目正常实施，研究报告进行了各种方案的比选，提出不同路段的路基填土解决方案。同时根据项目实际情况，制定详细的取土方案，对项目区域的土源进行走访、现场调查等方法收集区域的土源情况，从而保证项目取土方案的可行性。为平原区高速项目解决取土方案提供一定的借鉴。