浅析祁离高速公路绿色公路设计

游晓英

（山西省交通规划勘察设计院有限公司，山西 太原 030032）

2015 年10 月，冯正霖副部长在全国公路水运工程质量安全工作会议上提出了打造“品质工程”的新概念。2016 年7 月，交通运输部下发《关于实施绿色公路建设的指导意见》，意见中明确指出绿色公路的发展思路及建设目标，同时提出了五大建设任务，并决定开展相应专项行动，推动公路项目发展转型升级。在2018 年4 月，山西省交通运输厅印发了《山西省公路“品质工程”深化创建实施意见》《山西省公路品质工程攻关行动试点方案（2018—2020 年）》，在全省范围内开展品质工程建设。

1 项目概况

祁离高速是山西省高速公路网规划“三纵十二横十二环”的重要路段，该项目起于山西省晋中市祁县，向东顺接榆祁高速（S60）设城赵枢纽与京昆高速相连，项目向西途经吕梁市文水、交城，至终点离石区信义镇，设离石东枢纽与吕梁环城高速公路相接，路线全长约96.6 km。

在设计阶段，项目组成员针对区内地形地质条件多样复杂、自然风光特色鲜明等特点，根据《关于实施绿色公路建设的指导意见》《山西省公路“品质工程”深化创建实施意见》等相关文件要求，对设计方案进行研究论证，将全面落实绿色公路建设作为该项目的执行方向，将开展绿色公路建设作为该项目的具体内容，将山西省祁离高速公路打造成绿色公路品质工程示范项目作为最终目标。

2 建设思路

绿色公路建设是新的历史时期下树立公路建设标杆的过程，众所周知，现阶段公路建设的首要品质是生态保护，它是“绿色公路”建设运营的引导者；资源消耗是限制绿色公路发展的重要因素，资源节约则是“绿色公路”建设运营必须坚守的根本原则；建养并重是“绿色公路”的注重全寿命周期成本理念的必备条件；而智慧创新无疑是实现生态保护、资源节约、建养并重的重要手段。由此，祁离高速绿色公路设计中坚持“生态保护”、“资源节约”、“建养并重”、“智慧创新”的建设思路。

图1 绿色公路发展思路

2.1 生态保护

“生态保护”最根本基础在于自然环境的承载力；其目标是节约资源、提高能效、控制排放和保护环境，以推动工程项目的发展。具体而言，“生态保护”就是要求坚持“最小的破坏就是最大的保护”原则，它主要体现在公路项目建设全生命周期内的生态保护。

在项目实施中，项目组成员充分调查路线走廊带内各种有价值的自然和人文资源，积极开展生态选线，合理布置线位；采用科学的施工组织方法，多运营环保型施工建筑工艺、工法和新材料，最大限度降低对公路沿线生态的破坏。

2.2 资源节约

节约资源是保护环境的根本之策。在项目设计阶段充分考虑节约集约利用资源，从根本上改变资源利用方式，加大工程项目全过程管理，大幅度降低能源消耗，提高利用效率和效益。

就祁离高速而言，坚持资源节约需要重点关注集约利用通道资源，严守耕地保护红线，严格保障土地资源，加强资源探勘、保护、开发利用。

2.3 建养并重

建养并重、协调发展是科学发展观的客观要求，也是现阶段公路建设必须遵循的基本方针[2]。在设计阶段，统筹考虑公路建设、养护及运营，突出体现了建设项目全寿命周期，强调了系统性管理。就祁离高速而言，建养并重的重点是关注桥梁结构型式，在设计中尽量统一桥梁结构型式，便于模块化、机械化、工厂化及标准化生产，以便缩短项目建设工期，降低工程造价。

2.4 智慧创新

“智慧交通”要求提高资产的使用效能，提升服务品质，主要表现为项目信息化管理。创新是引领发展的动力，智慧则是创新之后的一种高水平状态，两者存在一定程度的因果关系。

“绿色公路”就是公路建设理念上的创新，智慧则是绿色公路的一个必备特征，是提升公路建设品质的重要手段。就祁离高速而言，推进工程智慧创新要求率先使用BIM技术，体现信息共享，开放创新。

3 祁离高速绿色公路建设具体措施

3.1 生态保护

3.1.1 路线总体设计

在设计中，积极推行生态环保设计，加强生态选线，避让沿线河流、不良地质、水库等生态环境敏感区，保护生态环境，主要措施包括以下3 点。

3.1.1.1 K33+400—K45+000 段选线避让三道川河

该路段位于西社和温家庄之间，属于典型的峡谷地形，该段地形复杂，山高坡陡，河道曲折，路线布设主要受河道、沿线陡峭山体、省道等控制，该段设计主要从与河道干扰、施工难易程度、技术指标、环境保护、工程规模等方面考虑，提出A、K 线方案。

A 线方案需多次跨越三道川河，该路段河道狭窄，山体陡峭，基本为桥隧相连，路线平面指标较低。而K 线方案采用特长隧道穿越山区，以提高平面指标，降低施工难度，避免大规模填挖，有益于保护环境。

经比选，A 线方案虽隧道规模较小，但其与河道干扰大、施工难度大、平面指标低、占地多、环境影响大，综合比选K 线更优。因此，经生态环境综合比选，推荐K 线方案。

图2 K33+400—K45+000 段路线方案对比

3.1.1.2 路线设计综合权衡地形、地质及地物等条件

a）平面设计 路线平面设计最大程度地与沿线的地形“走势”相融合，坚持最大限度地保护、最小程度地毁坏、最强力度地恢复生态环境的设计理念，合理控制设计标高，避免大规模填挖。在该项目设计中，通过多方案对比研究，发现大部分路段平曲线半径取值700～900 m 与取值1 000 m 工程规模变化很小，因此从改善车辆行驶条件、提升道路服务水平出发，该项目平面设计时平曲线半径以满足中央分隔带的视距要求和满足运行速度的要求选用合理值，基本上均不小于1 000 m。

b）纵断面设计 纵面设计中，对控制路线纵断面设计的各控制点进行分析研究，尤其对降低高边坡、控制性水位、交叉道路净空、隧道进出口标高、互通立交及服务设施的布设等因素综合考虑。

3.1.2 路基工程

3.1.2.1 边坡生态保护

路基边坡主要从边坡坡率及防护设计、排水精细化设计等方面实现绿色、生态、环境保护的目标。主要措施如下：

a）结合地形条件，路堑边坡坡率及防护设计进行方案比选。边坡坡率方面，力求“融入自然”。

b）边坡防护方面，应根据“边坡稳定是前提、自然协调是基础、适地适树是原则、长远效果是目的”的原则，在确保安全稳定的条件下，对边坡施以轻型、绿色防护。

3.1.2.2 排水工程精细化设计

公路路基路面排水应防、排、疏三者相结合，并与路基防护相协调，结合地形地貌，采用“拦、截、排”等多层次综合排水措施，按照“远接、远送”的排水方法进行设计，减少冲刷，合理布设排水设施方案，形成完善的排水系统。排水设施在符合排水要求的前提下最大限度地归并断面形式，统一构造物的结构尺寸，选用预制混凝土进行集中预制并现场进行拼装，减少环境污染。

3.1.3 隧道工程

在实际设计中为保证实现“绿色、环保、节能”、“安全、耐久、经济”及“施工安全、快速、可控”的目标：洞口设计根据“早进洞，晚出洞”的设计理念，严格遵守“零”开挖的原则，减小洞口开挖，最大限度地保护生态环境。

3.2 资源节约

3.2.1 集约节约通道资源，统筹利用资源

a）路线设计按照“统筹规划、合理布局、集约高效”原则，统筹利用国道307、省道320、省道219 走廊，实现通道资源的集约节约。

路线布设和桥梁跨径的选择上充分考虑为路线走廊带内的地方公路预留改扩建的空间，实现了通道资源的集约节约利用。同时，结合现有道路及远期综合路网规划、城镇发展等合理布设路线及互通方案，使高速公路和地方道路能够合理衔接，完善区域内路网分布，带动区域经济发展，改善公路运输效率及沿线居民的出行条件。

b）便道设计结合现有村道建设统筹利用，实现集约节约。该项目施工便道、便桥设计时充分考虑当地村民出行便利，节约用地，减少工程费用。对便道工程，在施工结束后进行路面恢复后可作为永久道路、桥梁，为村民的出行提供便利，造福当地。

3.2.2 集约用地，保护耕地资源

项目沿线经过主要为平原和山岭地形，耕地资源稀缺，且沿线所经乡镇均以农业为主，耕地资源稀缺，因此在设计中对耕地资源的占用情况作为一项重要指标，充分研究项目与占用耕地资源的关系，充分贯彻“实行最严格的耕地保护制度”精神，充分利用劣质地类，减少对耕地的侵占，最大限度地保护土地资源，保护耕地范围。

3.3 建养并重

3.3.1 突出桥梁设计全寿命周期成本理念

在设计中贯彻“全寿命周期”的理念，重点考虑桥梁结构耐久性设计，如桥梁采用钢混组合结构、钢结构等。根据沿线施工运输条件、施工场地、工期要求等综合考虑后，初步选定开栅枢纽、离石东枢纽两处在条件允许的情况下采用钢箱梁、钢混组合梁结构。

3.3.2 全面实施标准化施工

建设工程开展集约化管理，工厂化生产，全线统筹考虑预制场地的布设，对预制构建集中预制，可有效地降低工程费用，控制预制构件质量，缩短工期，减小临时用地范围，保护环境资源。

3.4 智慧创新

3.4.1 积极开展BIM技术平台研究，实现信息共享

BIM 作为新一代设计技术，已被广泛应用于工程建设领域。

以祁离高速项目为依托，研究开发基于BIM的综合管理平台，为实现项目在全寿命周期内的信息共享打下良好基础。通过建设项目BIM的可视化、协调性、模拟性等优势功能，提升项目建设及管理方等的综合管理能力；帮助施工单位合理安排工期，减少因不合理、不科学施工方案造成的返工，缩短工期，提升祁离高速项目运营的管理水平。

4 结语

笔者在工作中将绿色公路建设理念融入到祁离高速设计中，将理论规范与实际任务相结合，为公路建设提供了有力的工程依据，希望本文能为其他公路建设项目提供参考，推动绿色公路建设。