基于土地集约利用的山区高速公路设计研究

2022-06-09石亚杰张丰丰

交通科技与管理 2022年11期

石亚杰　张丰丰

摘要高速公路建设具有一定的复杂性，在设计环节中与工程环境充分融合，能够将土地开发、资源整合等工作融合到工程建设中，减少占用农田。基于此，文章从山区高速公路与土地间的关系着手，从土地集约利用的角度详细阐述了山区高速公路设计要点，结合工程实例，研究了山区高速公路路线设计、路基设计对土地的集约利用，实施结果表明：通过采用土地集约利用的有效方法，可以实现高速公路建设与土地集约利用和谐共生的局面，对山区高速公路的建设具有一定的指导作用。

关键词山区高速公路;设计;土地集约利用

中图分类号 U412 文献标识码 A 文章编号 2096-8949（2022）11-0028-03

引言

山區具有地形复杂、地势多变的特点，因此在具体公路工程挖填土方时往往会产生较大工程量。在这样的背景下，为减少占用农田，提升资源利用率，就需要合理配置土地资源，充分重视对土地资源的集约利用。基于工程实际条件，优先选用可靠的技术手段，对路线设计环节做出适当的优化，同时充分重视路基、路堑等细节工作的设计，全方位改进资源配置，为后续土地保护、生态建设提供良好的基础[1]。

1 山区高速公路与土地间的关系

高速公路项目应当协调好工程建设与土地保护之间的关系，减少土地占用。在工程基本要求得到满足的前提下，秉承“宜填则填，宜挖则挖”的基本原则，避免耕地资源浪费的发生，同时扩大农田面积。对于部分性质较差的耕地，可采取移除的方式进行处理，还可将土丘旱地转变为水浇地，将弃土荒地变为农田，基于土地既有条件与属性选择适当的优化方案，使其得到最大化利用。为了优化土地资源利用，设计人员应当对公路沿线的水文地质、地形地势展开严密的论证，并尽可能开发土地资源。土地开发应当重点集中于路线沿线的荒草地、滩涂等。此外，设计工作还应当表现出一定的前瞻性，将未来土地规划纳入设计所考虑的因素中去，预测未来可能发生的土地利用，结合其规模、时间及地点展开论证，并考虑到对沿线城镇经济发展可能产生的影响，确定农林牧渔为核心的开发原则[2]。

2 基于土地集约利用的山区高速公路设计

2.1 路线设计

对于山区高速公路建设而言，地质条件是既有客观因素，在设计线路时公路需要跨越自然环境，并对原有的环境做出一定的改造。而在目前许多设计工作中，降低不良地质可能产生的影响、减少环境治理费用，需要对耕地进行保护，在无形中提升了工程对耕地的占用。此外，山区往往伴随产生较为丰沛的地表水系，耕地往往表现出块状、条状等多种分布相组合的不规则性。当高速公路建设需要跨越这些区域时，就不可避免地会对耕地造成分隔，并使得耕地质量下降。为规避上述问题，在设计时就需要尽可能结合既有的地形地势及水文地质，将山体维持在平衡稳定的状态下，减少大挖大填的发生，使工程路线与自然环境形成和谐统一。重视桥隧的设计与施工，能够提升弃土的利用率，可借助复垦、整理等方式来提升耕地面积，达到耕地保护的目的[3]。

2.2 路基路面设计

高速公路建设应当秉承低路堤的基本原则，通过设计环节将填土高度限制在合理范围内，使自然景观、既有构筑物及工程建设之间能够形成良好的搭接，避免由于公路建设带来突兀感，追求与自然的和谐统一，实现可持续发展的战略目标。在设计环节中，低路堤的方案往往会与原有构筑物产生相互作用，采取上跨、下穿的方式来完成优化，其中下穿的方式能够借助下挖来减小路基高度，会导致积水问题的发生，优先采取上穿的方式。实践表明，低路基设计能够控制不必要的资源浪费，但这一设计理念目前仅在我国局部地区展开应用。对于人口密度小、耕地分布集中的地区，横向穿行的车流相对较小，低路基往往能够发挥良好的作用，且节省不可再生的土地资源[4]。

2.3 桥梁设计

桥位是桥梁设计时需要重点考虑的因素之一，也是设计质量的关键控制点，不仅影响设计方案的可行性，也主导着工程建设规模及成本。图1为某公路桥梁根据路线走向选择合适的桥位，从而减少占用土地。在实际设计中，常会暴露出路线布置与结构设计脱离的问题，甚至将桥位选择看作路线布置的一项附属工作，未能对多种方案形成横向比选，仅对备选方案可行性展开论证，导致土地资源的浪费，还使项目工程量过大。因此，需要技术人员将路线、桥位的设计结合起来，同时通过多维度比对提升方案选择的可行性[5]。

2.4 立体交叉匝道设计

匝道的设置应当基于项目等级、规划通行能力、设计速度等来确定，且保证匝道能够与周围地质条件、地形地势之间形成良好搭接，需要确保匝道具备足够的通行能力和安全保障，使匝道的线形与设计交通量相适应。

基于立交所处位置的交通、地质条件，广泛采集当地交通流量、路网布置等基本情况，以此来确定立交布置的规模及位置。立交还应顺应当地人文、地形、自然等的需求，将节约土地资源作为主要原则来完善匝道设计。

2.5 隧道设计

在山区高速公路建设中，涉及难以直接跨越的路段，可采取隧道来完成设计，以此减少土地占用。隧道建设对于地质条件的要求较高，应对当地水文地质展开深入研判，避免跨越不良地质区域。在设计时还需要根据实际情况选择最佳的隧道形式，充分重视隧道通风、排水等环节设计，降低地质灾害发生的风险，最优化土地利用[6]。

2.6 服务区设计

服务区是高速公路建设的重要组成部分，也是设计环节中需要合理布置的内容，尤其是需要合理布置服务区之间的距离，选择最佳的空间分布方案。若在公路沿线各类服务区中某位置出现功能较为完备的大型服务区，可适当减小周边服务区的密度，并适当调整其功能性，重点体现其中某项功能，譬如餐饮、加油等，实现各区段服务区的功能优化。此外，结合当地自然环境进行服务区点位的合理化布置，充分发挥自然条件的优势，能够显著降低工程中的填挖工程量，提升视觉效果。EEC1C0FC-2911-4B4A-9A1D-5AB7B9B6358F

3 工程概况

该文以我国某高速公路为例展开分析，该项目设计全长约89.6 km，其中某路段需要跨越山区，该地区存在河流湖泊，对工程建设产生了一定的影响。在山区路段中，存在长约110 m、高约45 m的边坡，这不仅导致施工难度上升，还对附近地质带来不利影响，使其产生工程病害。基于实地调研结果，同时秉承土地集约的基本理念，对该山区路段展开优化设计，最终决定在其上增设一条隧道，隧道长度约为280 m，以此来绕避河流湖泊。

3.1 路线方案设计及比选

初步確定两种不同的优化方案M路线及N路线，其中M路线比N路线长684 m，工程量增加了约30.08 m2。此外，M路线方案施工作业难度较为突出。研究发现，M方案的施工较N方案管线布置需求更高，且其所涉及的通信设施更加复杂。将M方案及N方案下土地占用及拆迁房屋的要求进行比对可得表1。

以工程量、布线难度来看，N方案较M方案具有较为突出的优势，且其在选址时能够减少由于拆迁所带来的土地占用问题。所以在该项目中可优先选择N方案。

在确定路线时，秉承集约用地的基本原则，将占地量控制在合理的范围内，将耕地、农田作为选址考虑的重要因素，确保高速公路建设对土地占用需求限制在合理范围内，并保障耕地、农田能够得到有效保护。

3.2 路基方案比选

在设计中，低路基及高路基方案下的路基平均高度分别为4.45 m及5.86 m。图2、图3分别为两种方案下指标的对比。

对上述两种方案进行综合对比，全面考虑工程量、土地占用、挖填方量等因素的影响，认为低路基设计方案具有更加显著的优势，因此，选定低路基方案。

3.3 公路占用土地情况分析及评价

将项目实际用地通过坐标转换及误差校正反映至图表上，用于表征土地利用现状。同时借助GIS软件自动计算得到公路的占地面积，最终得到高速公路项目拟用地总面积为498.6公顷，其中包括170.2公顷耕地、8.6公顷园地、144.9公顷林地及149.8公顷牧草地。此外，建设用地面积为16.7公顷，未利用面积为8.4公顷，其具体土地利用情况如图4所示。

实地调研发现，项目建设沿线的土地资源可利用性强，能够被充分开发、复垦，从而避免耕地资源浪费。通过土地利用方案的优化，该项目耕地总占用量约为170.2公顷，对土地开发处理后，耕地面积净增加达到了190.5公顷，相较于项目耕地占用面积还额外补充了20.3公顷耕地。由此可以看出，土地集约理念对于改善山区高速公路设计具有重要意义。

4 山区高速公路设计集约利用土地的措施

（1）基于项目实际需求对建设所在地的水文地质条件展开调研，评价原有土地利用情况，并尽可能选择闲置、废弃的土地资源进行开发，提升项目沿线的综合利用率。

（2）未得到充分利用的土地资源，通过引导、激励的方式进行开发，使其建设成为功能性用地。同时加大复垦强度，确保废弃土地能够得到有效利用。对于废弃的公路、机场、矿场等，对其进行可行性评估后，可被用于公路建设。

（3）在不影响其原有使用功能的基础上，积极提升土地利用率及容积率。在确保工程造价处于可控范围内的同时，适当组合使用桥梁、隧道等，缩短公路路线的布设长度，减少路基开挖量。

5 结语

综上，土地资源作为不可再生的稀缺资源，对经济发展、民生幸福都有重要影响，在充足的土地储量下，技术人员能够在设计、施工等环节中对土地资源浪费问题予以足够重视，灵活使用多种技术手段来改善土地资源配置情况，减少土地资源浪费。

参考文献

[1]童韬. 安全环保和土地节约理念在云南普宣高速公路路线比选中的应用[J]. 公路交通技术， 2016（1）： 32-36.

[2]李元新. 平原区高速公路低路堤设计研究[J]. 河南科技， 2021（3）： 88-91.

[3]胡帅，万之甫. 高速公路设计中节地技术措施[J]. 交通世界， 2017（11）： 11-12.

[4]李霞，李霖，刘炤伟，等. 基于综合指数的高速公路土地节约利用评价研究[J]. 河北工业大学学报， 2016（4）： 75-79.

[5]李鑫. 基于遥感影像数据的珠三角高速公路对沿线土地利用的影响研究[J]. 科学与信息化， 2020（22）： 145.