复杂山区铁路的绿色通道设计实录

(中铁第四勘察设计院集团有限公司，湖北武汉　430063)

宜万铁路东起湖北省宜昌市，西至重庆市万州区，途经湖北宜昌、恩施州和重庆市万州区所辖的十个县市(区)，线路全长377 km。宜万铁路是我国“八纵八横”铁路网主骨架之一，是沪汉蓉快速通道重要组成部分，也是贯通中国东、中、西部的重要交通纽带。宜万铁路贯穿武陵山区腹地，穿越之地可以说是筑路禁区，创诸多铁路史上的中国之最乃至世界之最，是目前世界上施工难度最大的铁路，被业界称为桥隧博物馆。

1　原设计绿化措施

宜万线原施工图设计绿化范围主要是路基边坡，隧道洞口及弃碴场、取弃土场等。

1.1　路基

Ⅰ线路基长度98 km，其中路堤46 km，路堑52 km。一次复线路基长度55 km，其中路堤25 km，路堑30 km。绿色防护措施如下：

(1)路堤

土质路堤边坡高度H<3 m时，坡面采用喷播植草护坡防护；边坡高度H≥3 m，坡面浆砌石拱型截水骨架内喷播植草护坡防护。

石质路堤采用干砌石护坡或浆砌石拱型截水骨架拱圈内干砌石护坡防护。

(2)路堑

土质及全风化岩层的路堑边坡采用浆砌石拱型截水骨架内喷播植草护坡；区间强—弱风化软质岩层路堑边坡软质岩采用浆砌石培土植草窗护坡；硬质岩层路堑边坡采用浆砌石护墙、挂网锚喷护坡以及光面爆破等，无防护措施的硬质岩边坡28.53万m2；站场范围及靠近长江大桥等位置强—弱风化岩层路堑边坡软质岩采用喷混植生护坡；同时路堑侧沟外留≥2.0 m宽平台设花坛。

1.2　隧道

(1)隧道洞口及边仰坡

施工图设计时，隧道进、出口位置贯彻“早进晚出”的原则，尽可能减少了对地表的破坏；综合考虑地形、地貌、洞口地质条件及附近建筑物等周边自然环境因素，在保证结构和运营安全以及排水通畅的前提下，因地制宜地采取各种新型洞门结构，并在洞门周边加强植被防护，根据地形特点，必要时接长明洞，并恢复地表植被。

(2)隧道弃碴场

长大隧道(>3 km)弃碴场，根据弃碴场地形和水文地质条件，弃碴场设置了永久的碴场防护工程和排水设施，防止水土流失，碴顶面采取植草皮、复耕等恢复植被方式进行绿色防护。长大隧道弃碴场绿色防护共计恢复植被1 801亩，植草皮616亩。

1.3　区间线路及取弃土场

(1)路基两侧边坡外植树，全线植树总长97 864延m，62 857棵。

(2)区间取弃土场防护(区间路基取土场及长度小于3 km隧道取弃土场)，原设计为表层撒播草籽后植树防护，Ⅰ线总面积为650 236 m2，植树104 037棵，Ⅱ线总面积为289 729 m2，植树64 480棵。

(3)区间改移道路绿色防护，原设计改移道路边坡未采用绿色通道防护。

2　绿色通道变更设计

依据《铁路工程环境保护设计规范》(TB10501—98)、“铁鉴函[2007]544号”《关于调整在建及新建铁路绿色通道设计有关问题的通知》、“铁建设函[2007]472号”《铁路绿色通道建设实施指导意见》、“武铁工函[2007]690号”《武汉铁路局2007年秋季绿色通道建设实施方案》等文件要求，为贯彻落实铁路绿色通道建设要求，推进铁路两侧及边坡的绿色防护工程建设，改善铁路沿线生态环境，对宜万线绿色防护情况进行了复查清理，并根据复查清理结果对原设计绿色防护工程进行了Ⅰ类变更设计。

2.1　设计原则

(1)十分珍惜、合理利用土地和切实保护耕地，遵循依法用地、合理规划、科学设计的用地原则。

(2)充分考虑路基、桥梁、隧道、站区等工程的特点，遵循因地制宜、安全可靠、经济合理、景观协调、易于管护和植物防护与工程防护措施综合应用的原则。

(3)绿色通道栽植的植物，不得对铁路设施产生不良影响，不得影响铁路运输安全。

(4)绿色通道建设主要在铁路用地范围内进行。

(5)宜万铁路沿线多雨，植被覆盖率高，属宜林山区。在不改变工程结构受力情况下，尽最大可能进行绿化设计。

2.2　植物选择与建植方法

(1)草种：假俭草、结蒌草、狗牙根、高羊茅、地毯草、百苜草、香根草、黑麦草、紫羊茅、三叶草、小糠草、画眉草、竹节早、狗尾草、早熟禾等。

(2)灌木：采用观枝干、观叶、观花灌木混合种植。主要品种有：紫穗槐、栀子花、南天竹、密脉木、映山红等。

(3)藤科植物：爬墙虎、金银花、常春藤、络石、非洲凌霄、龙吐珠等。

(4)乔木：大叶茶、石楠球、花榈木、水杉、马醉木、枇杷、金花茶、粗糠柴、毛叶吊钟花、山茶花、杜英、桂花、香樟、垂槐、松树、桉树等及竹类。

(5)植物建植方法：液压喷播植草；喷混植生；种植藤科植物、灌木、小乔木；液压喷播植草、喷混植生采用草灌结合；采用内灌外乔。

2.3　具体要求

(1)草灌结合防护

采用液压喷播植草，施工时草籽中加以适量灌木籽，草籽、灌木籽选用乡土适宜生长的品种，应使草籽、灌木籽在坡面上分布均匀，成长后便于修剪，效果美观。

每100 m2草籽用量1 500～2 000 g；灌木参考其他线绿化经验每100 m2灌木320窝，每窝2株，即640粒种子。

验收标准：

喷播植草覆盖率不少于90%。

灌木规格为生长修剪后苗高0.6 m，冠幅0.25 m，枝叶相触不相交。

(2)草灌结合、锚喷网结合喷混植生防护

采用喷混植生，施工时草籽中加以适量灌木籽，草籽、灌木籽选用乡土适宜生长的品种，应使草籽、灌木籽在坡面上分布均匀，成长后便于修剪，效果美观。

每100 m2草籽用量1 500～2 000 g；灌木参考其他线绿化经验，每100 m2灌木320窝，每窝2株，即640粒种子。

验收标准：

喷播植草覆盖率不少于90%。

灌木规格为生长修剪后苗高0.6 m，冠幅0.25 m，枝叶相触不相交。

(3)灌木及藤科植物

采用人工培育株苗进行栽种。

路堤护道、路堑堑顶及边坡平台靠近边坡1排灌木，纵向按2株灌木，1株藤科植物布置。

侧沟平台、边坡平台等设置种埴土沟槽，沟槽底宽0.3～0.5 m，深0.4～0.5 m；底部铺设0.1 m砂砾石，底部预留φ0.05 m PVC塑料排水管泄水孔，沿长度方向间距5 m，上覆种植土。沟槽外沿采用0.1 m厚C10混凝土板。

隧道洞口土质边仰坡坡顶至截水天沟间设置2排灌木，株距2.0 m，灌木规格为生长修剪后苗高0.6 m，冠幅0.25 m，枝叶相触不相交。

(4)小乔木及亚乔木

采用人工培育株苗挖穴进行栽种，坑穴规格：(长)0.8 m×(宽)0.8 m×(深)0.8 m。

小乔木规格树干高度6～10 m，亚乔木规格树干高度<5 m；苗高1.8～2.0 m，胸径1.5～2.0 cm，株距3.0 m。

2.4　路基绿色通道防护设计

为使绿色通道设计方案经济技术合理、绿化效果可靠，对原设计未防护且边坡坡率不陡于1∶0.75硬质岩边坡进行喷混植生与“喷混凝土+种植沟槽+土工网格+藤科植物”两方案比较。

(1)喷混凝土+种植沟槽+土工网格+藤科植物防护

喷混植生：

路堑边坡喷播植草改喷混植生；灰岩地段路堑边坡未防护地段增加喷混植生。

藤科植物：

路堑未防护坡面：采用喷混凝土+种植沟槽+土工网格+藤科植物进行绿色覆盖。

(2)喷混植生防护

喷混植生：

原大部分灰岩地段路堑边坡未防护地段，未施工的路堑边坡、浆砌片石植草窗护坡、浆砌片石护墙及原设计路堑喷播植草护坡改喷混植生防护。

陡于1∶0.75未防护硬质岩边坡及已施工的浆砌石护坡、护墙、素喷、网喷及挡土墙、桩板墙正面等，采用喷混凝土+种植沟槽+土工网格+藤科植物防护。

两方案主要工程数量比较见表1。

表1　不同方案主要工程数量比较

从表1可以看出，方案二较方案一增加喷混植生数量10.36万m2，减少喷混凝土及土工网格与藤科植物面积10.36万m2、减少藤科植物种植沟槽长度9.6 km。

方案比较结论：

两方案比较喷混植生方案施工环节较少，一次到位；喷混凝土+种植沟槽+土工网格+藤科植物方案施工程序较复杂，部分地段沟槽设置困难且存在部分侧沟需要拆除重做。从经济方面比较，两方案单价基本相当。变更设计推荐采用方案二(喷混植生防护)。

(3)绿色防护主要工程措施

草灌结合：已施工喷播植草在坡面上撒播灌木种子，其余在喷播施工中加入灌木种子。

喷混植生：路堑边坡喷播植草改喷混植生1.21万m2；原大部分灰岩地段路堑边坡未防护地段增加喷混植生18.83万m2。

已施工干砌片石护坡9.96万m2，以及路堤靠近城镇、道路(高速公路、国道、省道、县道)、车站等地段，已施工干砌片石护坡改为浆砌片石拱形截水骨架内草灌结合护坡。

其他陡于1∶0.75未防护硬质岩边坡及已施工的浆砌石护坡、护墙、素喷、网喷及挡土墙、桩板墙正面等，采用喷混凝土+种植沟槽+土工网格+藤科植物防护。

路堤护道及堑顶以外种植灌木、乔木和藤科植物。

2.5　隧道绿色通道防护设计

(1)土质及全风化岩层边坡采用方格形骨架内草灌结合防护。

(2)石质边坡基岩出露，在现场已按施工图实施喷锚网防护基础上，增设喷混植生防护。

(3)严重风化的岩质边仰坡，在现场已按施工图实施下部浆砌片石护坡，上部植草防护的基础上，在浆砌片石护坡顶种植藤科植物攀缘覆盖浆砌片石护坡。

(4)在现场已按施工图实施的挡(翼)墙顶种植藤科植物攀缘覆盖，对临近城镇及公路的洞门端墙进行装饰性彩绘。

(5)隧道洞口土质边仰坡坡顶至截水天沟之间，种植2排灌木。

(6)对临近城镇及公路的洞门端墙进行装饰性彩绘，可采用展现少数民族(土家族)风情的背景图画等进行装饰。

2.6　桥梁绿色通道防护变更设计

(1)桥梁地段绿色通道设计范围主要包括宜昌至万州段桥梁锥体边坡，墩台开挖影响的绿地。

(2)墩台开挖影响的绿地采用草灌结合防护。

(3)桥台锥体护坡采用藤科植物进行布置。

2.7　线路及取弃土场绿色通道防护设计

(1)鉴于宜万线沿线植被十分发育，取消了原设计路基两侧边坡外植树。

(2)区间取弃土场纳入本次Ⅰ类变更设计中，原设计考虑植草、植树的取弃土场已满足绿色通道要求，个别遗漏的取弃土场补充植草、植树措施。

3　实施效果

3.1　社会效益

铁路绿色通道工程建成后，环境得以美化，减少了疾病传播，还可以改变沿线地区生态失调的问题，为沿线地区提供一个良好的生态环境。

3.2　生态效益

(1)保持水土

路基绿色防护和铁路两侧绿化植树，可以使地表径流变缓，减少附近河流、水库内水的含砂量，保护各种水利设施。据测定，森林可以减少70%的土壤流失(较无植被地域)。

(2)涵养水源

草坪和森林具有蓄积水分、调节地表径流的能力，具有拦截和保持地表径流水的功能，促使更多的水下渗，补给地下水源。据测定：1公顷森林每年可蓄水1200m3，茂密的树冠可以截留14%～24%的降雨量，雨水缓慢滴于林地表面，在植被和枯枝落叶的作用下，把大部分降雨吸收储存于地下，在干旱季节通过林木释放到大气中，参加水分的循环运动。

(3)光合作用

草坪和森林具有光合作用的能力，能够通过吸收空气中的CO2并通过光合作用生成碳水化合物，释放出氧气，将碳储存起来。根据光合作用的原理，每公顷森林一年从空气中吸收CO2总量为16 t。

(4)促进有机污染物的分解净化空气

草坪和森林可作为钢轨与车轮之间摩擦和快速的列车产生的金属、油、脂、燃料及农业、工业的有害尘埃的过滤器，拦截和过滤径流水和空气中的污染物质，1公顷森林每年可吸收有害气体700 kg左右。森林还能够吸滞烟灰粉尘，减弱噪声，分泌杀菌素，杀死有害菌。

(5)促进农业发展

绿色通道工程建成后，将形成一条绿色长龙，为沿线地区的农业生产创造一个十分有利于农作物生长的生态环境。

(6)吸引野生动物的栖息

绿色通道的建设可以吸引某些适合生存的野生动物群落栖息。草坪生态系统中生存有大量的无害无脊椎动物，如昆虫、蚂蚁、线虫、环节动物、软体动物、甲虫、蜘蛛等，极易吸引雀形目鸟类。

[1]TB10001—2005铁路殊路基设计规范[S]

[2]TB10501—98铁路工程环境保护设计规范[S]

[3]铁鉴函[2007]544号关于调整在建及新建铁路绿色通道设计有关问题的通知[S]

[4]铁建设函[2007]472号铁路绿色通道建设实施指导意见[S]