基于绿色设计新理念的山区高速公路设计实践

摘 要：随着我国经济不断发展，社会持续进步，公路迅速发展，出现了许多山区高速公路。因山区地貌、地形存在特殊性，使得公路设计难度加大。尤其是在设计相关参数时，重点关注行车安全及舒适性等。故山区高速公路在设计初期需科学运用安全理念，减少事故发生可能。鉴于此，本文基于分析绿色公路的设计理念，明确山区绿色公路有关选线原则及评价指标，实现了比选山区高速公路的路线方案以及优化局部平纵设计，综合对比选择最佳方案。

关键词：山区高速公路；绿色设计理念；选线

为推动建设绿色公路，国家有关部门提出各项绿色发展意见，不过由于受到山区特殊的地理环境限制，致使高速公路施工难度有所提升。鉴于此，施工单位在进行项目作业之前，需针对工程现场展开实地勘察，接着通过把控各项数据，构建科学且合理的施工方案，结合绿色设计理念及现代化技术，规避各种问题。

1 綠色公路的设计理念

公路设计是建设山区公路工程的准备阶段最重要的内容，为确保绿色公路理念的落实，在设计环节需遵循这一理念［1］。而绿色公路设计指的是公路设计与可持续发展理念相结合，涵盖了环境影响分析和技术经济论证，在满足公路使用不同功能需求的基础上，对公路施工及运养给环境带来的影响进行综合考量，科学、灵活且合理地设计公路，推动公路朝着舒适、安全、环保及节能方向发展［2］。

2 山区绿色公路有关选线原则

在设计山区绿色公路的过程中，需与工程项目建设条件相结合，如交通需求、自然风景、区域经济发展状况及环境等［3］。将保护生态平衡、周边生态环境维护、降低水土流失以及环境污染等看作选线宗旨，绿色公路建设对选线来说提出了全新要求，在现存山区高速公路相关选线原则的基础上融入全新理念，进一步明确山区高速公路相关选线原则。

2.1 继承现存成熟选线原则

针对总体展开设计。首先，始终坚持可持续发展原则，对社会、环境以及公路等多个方面、要素间存在的关系予以高度重视。实现在保护过程中发展、在发展过程中保护。其次，秉承统筹协调这一原则，对设计公路、规划用地及公路建造、使用、管理等流程进行统筹规划，进而减少全生命周期的成本投入［4］。接着，秉承创新驱动这一原则，不断创新理念、制度、管理和技术等，将科技创新存有的驱动作用和支撑作用充分发挥出来。最后，秉承因地制宜这一原则，对区域环境和工程特点进行精准掌握，明确项目定位和突破口。

对路线进行设计，具体如下：第一，线形走向需与地势、山岭和河流等相适配，不得强行取直线，强行切山梁，横向跨过山谷。注意顺势而为、自然流畅、平滑不间断、线形连续。第二，诸多因素影响路线方案的选择。一方面需考量工程因素，另一方面需从全面协调及可持续发展的角度，关注环保因素、安全因素、社会因素等［5］。第三，将选线安全视为基础，采用最小的平曲线半径、最大纵坡数值等平纵极限值。

2.2 重视不破坏土地资源

不破坏土地资源即为保护，选线过程中应全面调查沿线土地资源的实际状况，同时实施分类研究，将土地资源实际占用情况视为选择路线走廊方案的关键指标，尽量减少农耕用地的占用量，规避经济作物主要区域、农田基本保护区域，不得超占耕地，减少土地的分割。设计浅路堑、低路堤的过程中需落实因地制宜，对土地资源进行保护。支挡防护、桥梁和高路堤、隧道和深路堑需进行多方案比选，将节约土地资源看作舍取方案核心指标，当路堤高度超过20m时，能够选用桥梁方案。当挖方路深度超过30m时或者挖方边坡的高度超过1.6倍路基宽度时，能够选用隧道方案。另外，还需确定公路防护种类、结构及尺寸大小［6］。

2.3 科学规避生态保护红线

生态保护红线指的是生态环境重要功能区域和敏感脆弱区域的叠加部分，其涵盖了省级、国家级开发禁止区域，与此同时包括必要保护区、保护地等。我国发改委和生态环境部门要求各个地区应科学规避生态保护红线，因此，需不断调整高速公路建设，省级政府有关部门展开相关论证，进一步提出生态红线的调整方案，接着由相关部门提出相应审核意见，由国务院展开审批［7］。综合考量项目沿线多种制约因素及实际状况，设计中需合理调整选线，积极规避。明确无法规避的，需尽可能实施无害化跨越形式，与此同时进行补偿，并落实减缓措施。

2.4 提高地方诉求满意程度

高速公路存在涉及面广、地形条件复杂、规模大、线路长等特点，其属于一项系统工程。为确保项目建设顺利开展，听取有关部门所提出的合理意见，并征求沿线地方政府有关建议意见，认真执行有关政策法规，如林业、矿藏矿区、交通、军事设备、电力通信、水源和文物保护、旅游资源、环保、土地使用、城镇规划等，采取更加科学且合理的方案进行规避、处置及保护，为构建和谐社会带来贡献［8］。

3 绿色公路设计有关评价指标

“服务是否温馨”“品质建设”“智慧安全”“节能低碳”“资源节约”“绿色理念”及“保护生态”7类一级指标构成了绿色公路不同生命周期阶段的评估指标。不同指标下存有若干个二级指标和三级指标。其中后3个指标可以为选线提供参考，且与本项目明确的选线原则相适配。与绿色高速公路有关选线原则相结合，进一步提出下列指标用来对选线方案进行评价，具体如下：第一，评价地质、环境、安全性、后续养护、建设条件、技术水平和工程造价。第二，确定好占地的类别和面积。第三，确定好生态保护红线有关占用面积、类别和等级。第四，建议调查有关咨询和审查单位、地方政府在选线方案方面是否满意。

4 绿色设计理念基础上山区高速公路选线实践

按照山区高速公路绿色选线原则，对比和优化某地新建山区高速公路的路线方案。

4.1 概述项目

这一项目按照双向四车道进行建设，时速预计100km/h，沿途风景较为特殊，存有丰富人文景观资源，沿线途经诸多水体，附近存在较多的环境敏感点、生态及水源保护区［9］。此项目地貌特点大致为山地丘陵。结合上述因素，多个单位部门如建设单位等需从不同方面对此项目设计提出严格要求。

4.2 比较选线设计方案

4.2.1 在保护文物及工程规模中选择最佳路线

路段1需关注文物保护、隧道的规模、给桥梁规模带来的影响。以初设方案K线为基础，进一步提出M1和M2这两个对比方案。其中，K线方案规避了保护文物的范围，不过因所处地形较为陡峭，并穿过了3个隧道，陡坡桥梁较多提升了施工复杂程度。M1方案提出从上方跨越文物保护的范围，通过和文物管理有关部门展开交流，此方案会给文物带来较大破坏，对文物保护来说十分不利，明确表示不同意这一方案。故提出M2设计方案，基于K线方案，经平面调整使3个隧道变成1个，与此同时降低隧道出口整体设计高程，与K线方案相比下降了50m左右，适度向右移动大桩号平面，直至坡脚附近，与此同时保证纵断面下压，压低桥梁墩高度，减少桥梁施工整体难度，并使该段纵坡降低，长此以往，利于运营阶段低碳节能及行车安全，于初设时期推荐采用M2方案。

4.2.2 基于多种因素综合对比设计方案

路段2沿着河谷向前进，该路段存在较大的地形起伏，与此同时沿路分布着文物保护、村庄及地区道路共廊带。此路段主要为桥梁方案，多数桥墩处于山坡，

具有较大地表坡度，施工难度较大。针对以上问题，初步设计4个方案，详见下表。

综合考量此段桥梁，存有较大规模，在K5+200位置和K线相偏离，接着沿西侧山坡朝南，通过村庄之后，在K8+300位置和K线相连接，经调整平纵，降低桥长，缩小工程规模

通过选择及对比分析，不同方案都规避了文物保护及村庄，在后期运营养护、线形指标以及工程规模等方面有所差异，在此之中，K线方案需要建设规模较大的桥梁，而N1方案的隧道规模明显较大，这一方案的隧道较长，不利于形成安全和管道养护。N2方案有关线形指标较低且不够顺畅，而N3基于K线方案，经平纵线形调整，基于规避村庄和文物保护，工程规模有所减少，在初设阶段推荐采取N3方案。

4.2.3 选择与其他线形工程相互交叉的位置

由于高速公路是一项线性工程，常常与其他线形工程存在交叉情况，其他线形工程包括河流、管线及铁路等，现阶段不同工程均对高速公路的位置、跨越方式及交叉角度等提出了明确要求，基于满足有关需求，实施绿色设计。这一项目主要牵涉铁路和河流等线形工程。在上跨铁路段，满足铁路管理单位所提交叉角度和跨越方式等要求，考虑某一方向受水库的影响，进一步选择经南侧山坡实施上跨。在上跨河流段，由此本地区河流双侧存有规划公园和植物，故在合适位置进行正交上跨［10］。

4.3 优化局部平纵设计

于施工图纸设计环节结合绿色公路理念，适度调整平纵面的指标，优化路线沿线，降低工程风险，同时节约工程用地。首先，对隧道的进出口条件进行优化。在初设环节优化隧道的进出口条件，由于某隧道左线处在山谷位置，地形条件较差，在隧道进口的左侧可见3级挖方，其存在较严重的偏压情况，经路线平纵面不断调整，同时适度调整隧道的进出口位置，优化进出口的条件，降低路基实际占地面积［11］。其次，明确路基填挖段。在初设阶段于K8+9900位置桥梁的左侧可见3级挖方边坡，通过提高小桩号有关圆曲线半径，引起对线位的适度偏移，降低本段占地面积，同时降低施工难度。最后，选择路基与桥。初设方案于K15＋300位置建设了400m左右的连续路基用以消化前后路线弃方，此处处在山脚农田的范围，综合考虑绿色公路要求，设计施工图的过程中适度提升线位前后指标，降低弃方，最终建设桥梁通过此处，降低农田占用量［12］。山区高速公路设计时，结合绿色设计这一全新理念，与现存成熟选线原则相结合后确定绿色选线方案，为科学、合理构建路线方案带来有效参考。

结语

综上所述，实际设计山区高速公路的过程中，需对绿色公路内涵进行深层次了解，将绿色理念与公路设计相结合，快速实现节能高效、文物保护、节约资源、优化布局等目标。此次研究在设计山区高速公路的过程中融入绿色公路理念，通过理论与实际项目相结合，基于绿色公路理念提出了具体施工方案，进而给有关部门带来一定的参考，推动国家绿色公路稳定、持续发展。

参考文献：

［1］卢志强.浅谈山区高速设计理念创新、新技术应用及施工关键要素控制［J］.四川水泥，2019（6）：74+96.

［2］步永洁.基于绿色公路理念的山区高速公路设计实践［J］.交通节能与环保，2020，16（6）：6870+88.

［3］贺亚军，柳苑新，方正，等.绿色公路理念在德会高速公路设计中的应用实践［J］.工程建设与设计，2020（19）：128130.

［4］张伟玲.基于土地集约利用的山区高速公路设计研究［J］.运输经理世界，2021（13）：3335.

［5］复杂山区穿越热带雨林国道升级改造成绿色高速公路关键技术研究［J］.云南科技管理，2021，34（4）：93.

［6］史先珂.浅谈山区高速公路设计理念及关键性技术问题对策措施［J］.测绘，2021，44（3）：140144.

［7］莫秋金，石忠利，万谦，等.南丹至天峨下老高速公路总体设计分析［J］.西部交通科技，2022（5）：4951+198.

［8］黄宇哲.基于“创建绿色公路、打造品质工程”景观绿化设计研究——以广西融水至河池高速公路为例［J］.绿色科技，2022，24（9）：7076.

［9］吴敏.基于绿色公路建设理念的高速公路路线设计方案评价体系［J］.工程与建设，2022，36（4）：957958+1011.

［10］杨允.基于生态环保理念的绿色公路路线设计应用分析［J］.工程建设与设计，2022（2）：2426.

［11］姚捷，高小虎，齐韵涛.基于绿色公路建设理念的高速公路路线设计方案评价体系研究［J］.交通世界（下旬刊），2021（4）：102103+120.

［12］陈欣，俞世海，曹旭.江苏沿海城市高速公路绿色廊道景观设计——盐城环市区高速公路绿色通道景观提升［J］.林业勘查设计，2020，49（2）：1015.

作者简介：梁飞（1987— ），男，汉族，北京人，本科，中级工程师，研究方向：道路橋梁设计。