高速公路建設(shè)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)協(xié)調(diào)發(fā)展的思考

高速公路建設(shè)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)協(xié)調(diào)發(fā)展的思考

1降低路基土壤水分、降低邊坡排水設(shè)施范圍,完善公路路基排水系統(tǒng)根據(jù)不同的震源，水流可以分為地表水和地下水。地表水主要是由降水(雨或雪)形成的地面徑流;地下水主要分為上層滯水、潛水、承壓水三類。排水系統(tǒng)工程是由各種攔截、匯集、輸送、排放地表水或地下水的排水設(shè)施和構(gòu)造物組成的總體。目的是將可能危害路基穩(wěn)定的地面水和地下水通過適當(dāng)?shù)呐潘O(shè)施,迅速排出至路基范圍以外,將路基工作區(qū)內(nèi)的路基含水量降低到規(guī)定的范圍內(nèi),確保路基強(qiáng)度、邊坡穩(wěn)定及行車安全。在進(jìn)行公路路基排水設(shè)計時,應(yīng)收集工程所在地的有關(guān)氣象資料、降水頻率、降水量周期及降水特征,對氣候寒冷地區(qū),收集低溫天氣、凍融周期和深度等資料。探查沿線地區(qū)的地形及工程地質(zhì)條件、土壤類別、土層厚度及地下水的情況(水源、水量及埋藏深度等)。對沿線地區(qū)各種已有天然水系或人工排灌構(gòu)造物均應(yīng)調(diào)查研究并納入排水設(shè)計范圍內(nèi),結(jié)合當(dāng)?shù)嘏殴嘞到y(tǒng)進(jìn)行綜合設(shè)計,使各種排水設(shè)施形成一個功能齊全、排水能力強(qiáng)的完善的排水系統(tǒng)。寧杭高速公路排水系統(tǒng)的設(shè)計,不但考慮了高速公路自身排水需要,同時力求排水系統(tǒng)設(shè)計與高速公路總體景觀相協(xié)調(diào),達(dá)到工程建設(shè)與環(huán)境保護(hù)的和諧統(tǒng)一。2排水系統(tǒng)的設(shè)計寧杭高速公路主要的景觀設(shè)計理念可以歸納為“珠鏈”二字:整條高速公路就像是一條“鏈繩”,而各個互通、服務(wù)區(qū)和收費(fèi)站就像是鏈上一粒粒的“珍珠”。這一理念成為寧杭高速公路景觀設(shè)計的靈魂,根據(jù)這一理念,寧杭高速公路進(jìn)行了全面系統(tǒng)的景觀設(shè)計,目的是要在穿山越水中做到因地造勢,顯山露水,路隨景出,景由路生,實(shí)現(xiàn)順應(yīng)自然、呼應(yīng)自然、融入自然的景觀效果。具體就排水系統(tǒng)而言,排水系統(tǒng)要在滿足高速公路一般排水要求的基礎(chǔ)上,融入到高速公路的整體景觀系統(tǒng)中。從減少人工痕跡、融入自然入手,將公路路肩、邊坡、護(hù)坡道、邊溝、碎落臺、路塹、坡頂、截水溝等要素結(jié)合沿線自然地形綜合考慮,達(dá)到與自然環(huán)境的統(tǒng)一。3排水系統(tǒng)結(jié)合環(huán)境景觀設(shè)計的創(chuàng)新本文對于高速公路路基路面一般排水設(shè)計的要求不再予以闡述,主要結(jié)合寧杭高速公路穿越丘陵崗地及平原水網(wǎng)地區(qū)的特點(diǎn),將其排水系統(tǒng)結(jié)合環(huán)境景觀設(shè)計的創(chuàng)新予以介紹。3.1道路邊坡排水《公路排水設(shè)計規(guī)范》(JTJ018-97)規(guī)定,路肩可設(shè)置攔水帶以匯集路面水,并每隔一定間距設(shè)置一處邊坡急流槽以排除匯集的路面水。由于平原地區(qū)的路線縱坡受被交道路及被交河流跨徑控制,一般路段路線縱坡較小,路肩攔水帶的設(shè)置應(yīng)持慎重態(tài)度。路面水主要沿路面橫坡排至路面外邊緣,由于路肩攔水帶的存在,減緩了路表水的排除,并在行車道上形成一層水膜,對高速行車安全構(gòu)成隱患,部分路表水沿硬路肩邊緣流向縱坡底部,并在路面邊緣的凹處產(chǎn)生積水,使瀝青混凝土路面長時間受雨水浸泡,將產(chǎn)生松散,甚至出現(xiàn)坑槽。因此,應(yīng)盡量取消路肩攔水帶,采用散排方式,并對土路肩、路基邊坡進(jìn)行防護(hù),以減小路面水對土路肩、路基邊坡的沖刷和沖蝕。寧杭高速公路路線所經(jīng)地區(qū)有挖方、填方,結(jié)合這種地形地貌特點(diǎn),對于填方較高的路段,改變傳統(tǒng)在路面邊緣設(shè)置攔水帶的排水設(shè)計方法,在土路肩處設(shè)置淺碟形攔水帶(圖1),同時在攔水帶外側(cè)進(jìn)行植草綠化。對于低填路段和挖方段,由于路基邊坡放緩至1∶6甚至接近于平坡,在這種路段,直接取消了路面邊緣排水系統(tǒng),路表水直接由路面橫坡經(jīng)放緩植草綠化的邊坡漫流至路側(cè)暗溝頂部弧形匯水區(qū)(圖2),弧形區(qū)匯水通過集水井進(jìn)水口進(jìn)入暗溝,最后通過暗溝排出路基外。寧杭高速公路的低填路段和挖方段這種放緩邊坡的方式淡化了土路肩和路基邊坡的界線,給路肩外綠化留下了空間,同時結(jié)合取消路肩防撞護(hù)欄和設(shè)置暗埋式邊溝,在路肩外緩邊坡上種植高低參差有致的不同花木,營造出一種接近于自然的綠地景觀效果。3.2和水突變式中央分隔帶表面形成分為淺碟式、齊平式和凸起式。淺碟式主要用于寬度>3.0m的中央分隔帶,齊平式和凸起式主要用于寬度≤3.0m的中央分隔帶。(1)淺溝、集水、橫向排水淺碟式中央分隔帶須進(jìn)行加固處理,一般采用漿砌片石或水泥混凝土進(jìn)行加固,形成淺溝,結(jié)合路線縱坡,淺溝縱坡應(yīng)≥0.3%以利排水,對于落入中央分隔帶及超高路段超高外側(cè)的路面降水,則通過淺溝、匯集路表水,并通過每隔50～70m設(shè)置一處的集水和橫向排水等排出路基外。(2)瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)層加固技術(shù)齊平式中央分隔帶表面須進(jìn)行加固處理,一般采用水泥混凝土予以加固,也可以直接采用瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)層予以加固,這樣,減少了路面接縫,從而減少了路表水的下滲,正常路段落入中央分隔帶的降水,沿路面橫坡向兩側(cè)排流,超高路段,超高外側(cè)路面水一般沿超高橫坡,經(jīng)加固的中央分隔帶和內(nèi)側(cè)路面表面排出路基以外。(3)中央分隔帶綠化設(shè)計凸起式中央分隔帶,對于高速行車的線形誘導(dǎo)起很大作用,中央分隔帶頂面一般采用部分圓柱形,對于落入其中的滲水,絕大部分沿圓柱面排出,而對于可能產(chǎn)生的下滲水,在中央分隔帶底部設(shè)置碎石盲溝,路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)側(cè)設(shè)置防水層,以防止下滲水滲入路面結(jié)構(gòu)層中。經(jīng)比選,寧杭高速公路采用全綠化、凸起式中央分隔帶,既滿足了中央分隔帶的基本使用功能,又為中央分隔帶綠化留下了空間。通過選擇不同常綠樹種,同時兩側(cè)配以不同品種的低矮花、灌木,層次分明。一方面可以對駕駛員駕車時的視線誘導(dǎo),緩解疲勞有很大幫助,另一方面也為高速公路景觀增添特色(圖3)。3.3路基邊溝設(shè)計路基邊溝設(shè)置的目的是為了排除路面、路基表面降水,防止雨水對路基產(chǎn)生沖刷,保證路基的穩(wěn)定性?？紤]到環(huán)境景觀的需要,在路基邊溝設(shè)計時,不能僅從工程角度進(jìn)行邊溝排水設(shè)計,更要注重將邊溝設(shè)計與環(huán)境美化相結(jié)合。根據(jù)以上原則,寧杭高速公路高填方段路基邊溝采用弧形預(yù)制邊溝(圖4)。對于局部排水長度較短、匯水面積較小路段,在作好坡面植物防護(hù)的基礎(chǔ)上,取消混凝土邊溝,結(jié)合場地整治形成寬淺土質(zhì)邊溝并對土溝進(jìn)行植物綠化,使公路本身與沿線環(huán)境自然融合。3.4截水壓口及出水口一般來講,山坡表層覆蓋土上層疏松,滲透系數(shù)較大,自上而下逐漸密實(shí),滲透系數(shù)愈來愈小,因此,相對于上層,下層土壤成為弱透水層。當(dāng)上層滯水向下滲透時,一部分水向下滲透,另一部分水則在兩層交界面積聚,沿層面?zhèn)认蛄鲃?從邊坡或斷裂處流出。因此,截水溝斷面尺寸除進(jìn)行水力計算外,還應(yīng)根據(jù)植被情況、土壤厚度、土質(zhì)類型、土壤空隙率等條件綜合確定。另外,對截水溝出水口也應(yīng)根據(jù)實(shí)地調(diào)查情況專門設(shè)計,避免因出水口處理不當(dāng)而沖刷填挖交界處的路堤邊坡。寧杭高速排水設(shè)計時根據(jù)地形和降水量的情況確定截水溝的形式,對于一般坡頂處,結(jié)合地形及景觀要求,由開挖式截水溝調(diào)整為填筑式截水溝(圖5),對于平臺截水溝,考慮到施工的適應(yīng)性采用矩形磚砌截水溝(圖6)。對于截水溝出水口的設(shè)置,結(jié)合沿線地形走向盡量外移,一方面避免了對路基邊坡的危害;另一方面減小截水溝對行車視覺效果的影響。3.5排水暗溝設(shè)計根據(jù)已建成高速公路的調(diào)查顯示,低填方路段、挖方路段及填挖交界處的路面損壞比例遠(yuǎn)大于正常路段,因此,作為高速公路的設(shè)計者應(yīng)高度重視低填方路段、挖方路段以及填挖交界處的地下排水。當(dāng)高速公路通過含水地層或地下水富集地帶,應(yīng)根據(jù)具體情況采取措施攔截、旁引、排除含水層中的地下水,降低地下水位或者疏干坡體內(nèi)的地下水。在寧杭高速公路的設(shè)計過程中,吸收了市政道路的做法,在低填方路段、挖方路段及填挖交界處,將明排水溝調(diào)整為暗溝,在暗溝頂部設(shè)置弧型的與自然邊坡融為一體的土質(zhì)綠化覆蓋的圓弧匯水區(qū),通過集水井進(jìn)水口(間隔30m左右)匯集雨水進(jìn)入暗溝,再通過暗溝排出路基外。使公路整個斷面渾然一體,自然流暢,同時取消了路側(cè)防撞護(hù)欄,使駕乘人員的視野更加開闊,行車安全亦得到保證(圖7、8)。3.6注重與周圍地形的協(xié)調(diào)互通區(qū)占地面積大,車速較慢,是重要的景觀區(qū),對于互通區(qū)排水系統(tǒng)的處理應(yīng)采用與當(dāng)?shù)氐匦螚l件相適宜的手法進(jìn)行美化。如果互通有較大的水塘,或周圍有湖泊、河流,水體面積較大的,可調(diào)整水系,使之形成視覺效果上相互關(guān)聯(lián),疏密相間,變化有致的以水景為主的綠化景觀;如果周圍是平原,地形的整治可略有起伏,與周圍平原的地形特點(diǎn)相協(xié)調(diào);如果是丘陵,在整治地形時,依據(jù)原地形、地貌的起伏,整治出跌宕起伏的地形,并且與周圍的地形走勢一致,達(dá)到與周圍的地形協(xié)調(diào)。創(chuàng)造的景觀效果融入到高速公路周邊環(huán)境中,達(dá)到自然、生態(tài)的景觀效果。寧杭高速公路所有互通的排水全部采用濕地處理系統(tǒng)替代傳統(tǒng)的排水溝工程,是高速公路互通排水系統(tǒng)的一大革新。具體作法為:取消互通區(qū)域內(nèi)部邊溝,邊坡適當(dāng)放緩,或能緩則緩,使路堤邊坡或路塹邊坡盡量與原有地貌保持一致或自然順接,避免了人工開挖或填筑的生硬痕跡,通過自然地形或?qū)Φ匦紊约有揎?將雨水匯集到互通區(qū)的濕地或原有溝渠中,既解決了排水問題,又增添了互通區(qū)內(nèi)的景觀效果,使人造工程返璞歸真。3.7生活、生產(chǎn)廢水處理服務(wù)區(qū)的功能是泊車、加油、休息、餐飲、住宿。該區(qū)域排水系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)結(jié)合服務(wù)功能的特點(diǎn),充分考慮原有地形、地貌,盡量不破壞原有水系,不改變地表水徑流機(jī)制,同時避免污水對原有生態(tài)環(huán)境的破壞。要求在各管理、服務(wù)設(shè)施處均設(shè)有滿足污水處理要求的地埋式污水處理設(shè)備,各種生活、生產(chǎn)污水不能直接排入農(nóng)田、河流、湖泊,經(jīng)凈化處理達(dá)標(biāo)后方可外排至濕地或用作高速公路綠化養(yǎng)護(hù)。如天目湖服務(wù)區(qū)首次采用了中水回用技術(shù)處理生活污水,實(shí)現(xiàn)了污水再利用,既節(jié)約用水,也體現(xiàn)了高速公路的環(huán)保特色(圖9)。3.8種植臨水植物邊溝外側(cè)空地排水系統(tǒng)的考慮結(jié)合地形進(jìn)行,以與沿線當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境相協(xié)調(diào)為原則,一般有以下幾種情況:(1)邊溝外側(cè)臨近水塘、湖泊或河流,可取消邊溝的設(shè)置,并因地制宜地栽植臨水植物,如楊柳、鳶尾和菖蒲等,還原當(dāng)?shù)仫L(fēng)光原貌,形成水鄉(xiāng)的特征。(2)邊溝外側(cè)周圍有較好風(fēng)景,并無密集居住區(qū),采用種植低矮灌木、草皮,將外界風(fēng)景引入,邊溝隱于綠化環(huán)境中。(3)高速公路穿越城鎮(zhèn)及人口密集區(qū),周圍環(huán)境較不美觀,可考慮暗埋式排水溝并與城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)相銜接,在暗管上方