淺談山區高速公路環境保護與建立

導語：汽車工業的飛速發展和城鎮化的推進給高速公路公司帶來了巨大機遇。鐵路主要幹線運輸能力緊張，部分地區進出通道不暢，高速公路發揮著重要的運輸作用。因此，中國高速公路行業正處在產業擴張期，面臨持續繁榮的契機。

隨著我國西部大開發戰略的實施，公路建設重點已開始向西部轉移，在以山地佔多數的西部地區將掀起山區高速公路建設的高潮。由於西部山區多數為崇山峻嶺，溝壑縱橫，其地形、地質、水文、氣候條件十分複雜，高速公路建設取、棄土石方對環境的影響較大。此外，由於山區高速公路線型指標偏低、橋隧所佔比例大，對營運環境造成不利的影響。基於以上考慮，本文就高速公路環境保護與生態和營運環境的建立提出探討，希望能取到拋磚引玉的作用，以便更好地建設山區高速公路，實現可持續發展。

　　一、山區高速公路建設的特點

1、地質、水文、氣候條件複雜：山區是地質構造運動活動區，其地質條件一般較為複雜，地質病害多，常見的有滑坡、泥石流、崩塌、巖堆、順層、岩溶、岩溶天坑等地質病害;水文方面存在著地下暗河、承壓水、岩溶水等不良水文地質;山區氣候複雜、變化大，霧多、溼重，還存在著冰凍、大暴雨、連陰雨、冰雹、大風等災害性氣候;

2、高填深切路基較普遍：由於山區溝壑縱橫交錯、地勢起伏大、坡面陡峻，不利於路線的佈設，不可避免產生高填深切路段;

3、隧道設定多：高速公路技術指標要求高，要克服地形高差的影響，隧道設定一般較多，且長大隧道所佔比例較大;

4、公路長、大縱坡較多，平面半徑偏小;

5、橋樑所佔比例較大，高架橋數量較多;

　　二、對生態環境可能產生的影響

山區高速公路建設的上述特點，造成了公路建設對周邊環境的影響較大，其營運安全與舒適環境較差，現分述如下：

　　(一)對自然環境的影響

1、路基高填深切與爆破作業改變了周圍岩土的應力狀態，影響山體的穩定，特別是路基所經過的順層、滑坡體地段，很有可能出現岩土失去平衡而發生滑坡、崩塌等地質病害;

2、隧道的棄渣不當有可能引發泥石流、滑坡等災害：山區高速公路隧道所佔比例較大，其棄渣量也很大，每公里隧道開挖(雙洞)約有棄渣140000立方米，若對棄渣不加以控制，施工過程中隨意地將這些廢渣就近棄之於溝谷或荒坡上，將會造成河谷雍水，加大對荒坡的壓力，若河谷與荒坡有滑坡、順層等地質病害，將可能導致大的滑坡發生。三峽大壩蓄水致使秭歸縣某山體誘發大的滑坡事件應當引起警示。

3、隧道開挖可能改變水資源的狀態：隧道開挖可能導致原封閉于山體內的承壓水釋放出來，打破了原地下水的平衡狀態，可能引起地表沉陷，在岩溶地區由於地表水與地下水貫通的可能性大，如隧道將地下水匯出後將會引起地表水的枯竭，影響當地群眾的生產生活;

4、橋樑基礎在不良地質區開挖可能誘發地質災害，地質災害發生對橋樑的安全也會造成極大的危害;

5、廢水、廢氣造成對環境的汙染：由於山區公路隧道多，廢水、廢氣汙染較之平原、丘陵地區嚴重，廢水汙染除沿線各收費站點、服務區、停車區排出的汙水外還有來自隧道內消防等產生的廢水;廢氣汙染主要發生在隧道內，汽車途經隧道時所排出的一氧化碳、煤煙、鋁、磷化物、硫等有害物質因為擴散慢對隧道內維護、救援和司乘人員造成危害，對處於隧道進出口附近的居民也可能造成影響;

6、佔用土地相對平原、丘陵多：山區高速公路由於邊坡陡峭，挖填土石方斷面較之平原、丘陵地區大。另外，受投資的限制，公路展線總是儘可能利用沿河、沿山谷這些有利的地形，而這些有利地形多半為山區群眾生活的場所、生存寶地，儘管公路橋隧比例較高減少了土地的佔用，但相對於山區群眾擁有的生活用地比較，對群眾的生產、生活影響較大。

　　(二)營運環境存在的主要問題

1、山區高速公路隧道所佔比例大，特別是長大隧道或隧道群，其隧道內噪聲及視野的侷限給司乘人員不舒適感，對安全也造成一定的影響。隧道內汽車排放的尾氣因得不到及時的擴散，CO等有毒氣體超過一定的濃度後將損害司乘人員及公路管護人員的身體健康;

2、山區高速公路路線指標較低，長、大縱坡與小半徑不可避免，一般重車、超重車行駛在長、大縱坡下坡路段時，司機一般對剎車灑水降溫，氣候寒冷時剎車水灑落至路面結冰後，對高速行駛的車輛安全將產生不極大的危害;另外，小半徑彎道也影響著高速行駛的車輛行車安全，特別是在兩相鄰路段彎道相差較大情況下，更容易出現安全事故;

3、山區氣候多變，雨、雪、霧、冰凍在不同的高程路段或不同的位置，其情況有可能發生變化，如高架橋與隧道進出口處由於處於風口，其溫度較之其它路段溫降幅度大，在其它路段尚未冰凍時此處已出現冰凍，在高程不同位置也會有此類情況的發生，由於山區氣候情況的差別，導致道路執行狀況不連續，司機因判斷不足可能導致駕駛失控;三、環境保護與建立的措施與對策

山區自然環境優美，但地形、地質、水文、氣候條件複雜，如不尊重自然，造成對環境的破壞，不僅是影響當地群眾的生產生活，對工程安全、營運環境將帶來極大隱患。同時山區高速公路的營運環境是關係到司乘人員安全與舒適的大事，因此必須高度重視環境的保護與建立工作。要搞好該項工作，應把好環保設計關、工程實施關、環境建立關與環境監控關，實行層層把關，全面監控。

　　(一)、把好公路環境設計關

環境保護要貫徹以人為本、保護優先、治理為輔、再生結合的原則，在公路建設中必須超前考慮，將環保工作貫徹於設計之中，切實把好工程設計這一關鍵環節。在山區高速公路設計中環境保護與建立中應重點抓好以下工作：

1、自然環境的保護

(1)路線的選擇要綜合考慮地形、地質與環保情況，合理利用地形既可減少工程量又減輕對環境的破壞，窺避不良地質可避免地質災害的發生，上述兩個方面與環保緊密相關。湖北在滬蓉西高速公路設計中提出了“地形選線”、“地質選線”與“環保選線”的'設計原則，三者互為條件、有機結合，有利於減少路基填挖，窺避地質災害，保護自然環境，建立優美的公路營運環境;

(2)路基設計應視地形、地質情況合理選取斷面型式，避免大填大挖。在山坡陡峭的坡面儘可能採用半路半橋或路基分幅型式，減少路基土石方的挖填空;路基的石方開炸應進行科學爆破，儘量減少對巖體的擾動;路基深挖地段應根據路基邊坡的穩定情況採取不同的防護形式，對於順層、滑坡等不良地質地段應對邊坡穩定性進行定性與定理的分析，確定邊坡的防護形式，應把工程防護和生物防護結合起來，並儘可能減少工程防護;路塹的邊坡建議不拘於相同的坡比，應根據具體的情況作適當的調整，對於開挖邊坡地段為荒山荒地時，應儘可能降低邊坡坡度，有利於進行生物防護，減少或取消工程防護，既可減少工程造價又可最大限度的恢復原始地貌;

(3)隧道洞口設定要遵循“早進晚出”的原則，儘可能與自然保持一致，減少對山體的切割;隧道選線應充分考慮水文地質情況，通過鑽探、物探等多種形式超前探明地下水聯通及流通情況，對影響環保、人畜用水的隧道，宜貫徹“以堵為主、限量排水”的原則對隧道內湧水進行治理，確保隧道開挖不影響當地群眾生產生活，不影響山體的穩定，不影響工程的安全;

(4)橋樑要視地質情況選取合理橋型和基礎以及施工工藝，避免地質災害的發生，當橋基位於山體完整性、穩定性差的斜坡上時，應斜坡的穩定性進行分析研究。如橋基位於順層坡面時，應選擇對坡面擾動小的橋基型式，橋基的開挖或鑽孔應選用對坡面振動小的施工工藝;

2、生態環境與營運環境的建立

(1)生態環境的建立：山區高速公路所能利用的地形往往是當地群從賴以生存的寶地，在設計中，一是儘可能減少佔用耕地，要對修建路基與架設橋樑兩個方案進行比較，如建橋對工程量增加不大時儘可能採用建設橋方案，少佔耕地;二是要充分利用隧道、路基的廢方為群眾造地，要結合當地的規劃，對棄渣場的位置、規模、地形、地質、排水、擋護、綠化、及復耕等方面進行全面設計，做到變廢為寶，變害為利;

(2)營運環境的建立

2.1、建立安全的執行環境：由於地形地質條件複雜，公路線型難以達到理想的水平，小半徑、長大縱坡不可避免。加之高速公路重車比例大，山區氣候條件複雜，駕駛員操作失誤等多方原因，極容易引發交通事故。因此，創造山區高速公路良好的運營環境十分必要，對以下幾個方面應引起足夠的重視：

A、要設計完善的引導標緻、警示標緻與禁令標緻，引起駕駛員的注意;

B、長、大縱坡下坡路段應考慮安全避險車道;

C、公路設計除平、縱、橫立體線形外，尚需引入“時間”要素，形成順暢、連續和可知性的優美三維空間;對連續下坡路段平曲線半徑不宜過小，應控制在600米以上;

D、應對長、大縱坡路段的路面抗滑進行研究，確定路面的結構形式;

E、長大隧道設計中，應以司乘人員的安全、舒適為目標，其線型不宜設定過長的直線段，以減少司機因注意力降低而漸漸不覺得加速所帶來的風險。同時有必要採取變化的燈光或投影景觀等措施消除司乘人員在隧道內執行時因視野侷限所帶來的煩躁和單調感。於2000年建成的世界上最長的挪威來爾多公路隧道(長達24.5公里)，自1990年起就開始了對長公路隧道內司機行為的研究，他們認為解決隧道內給司乘人員帶來的“煩躁和單調”的最好辦法是尋找和運用刺激物，在該隧道的設計中設拐點15處，隧道內的任意點安全視距在100米以上，隧道線型以短直線和緩和曲線相接，另輔之以燈光綜合作用，以此減少在隧道內執行的單調感。

F、有必要對山區高速公路營運安全環境進行綜合研究，確定合理的安全技術指標。

2.2、建立優美的營運環境：公路執行所需的時間，一般習慣於以“絕對時間”來計，往往忽視“相對時間”，執行時間應該是兩者有機的結合。大家在旅途中都有這樣的體會，如果一路風景會讓人感到時間的短暫。若在行進中環境單調甚至給人一種嚴重的不舒適感，便感到時間的慢長。建議在公路設計時有必要引入“相對時間”的設計理念，不能把絕對執行時間作為衡量某路段行車時間的唯一標準。建立優美的營運環境，會讓司乘人員感到旅途愉快，不知旅途疲倦，覺得時間短暫。要建立優美的公路環境，一是要把周邊環境與公路線型相結合，與動中觀景相協調。靜止觀察的美景，在高速的車上觀察可能會讓人眼花繚亂，甚至有頭暈之感，必須通過三維動畫設計出動態的景觀環境;二是要考慮隧道中噪聲、廢氣及視野的侷限給司乘人員不良的影響，特別是長大隧道與隧道群帶來的不舒適感，建議儘可能少設隧道，對隧道中路面應進行降噪設計，減少或降低噪聲源的噪聲能量;對長隧和隧道群應進行隧道內景觀設計研究，要充分利用現代的光電技術建立隧道景觀，達到能在洞中見景又能實現景觀引導視線的目的;三是路基邊坡的防護、綠化及隧道進口的設計應有特色，富於變化;四是路基、橋樑、隧道應與地形相協調，左、右兩幅路基應有分幅的變化，實現分與合的巧妙的結合，消除行車的單調感。

　　(二)、把好環境保護與建立實施關

搞好環境保護與建立的關鍵在於設計，抓實施是搞好該項工作的重點。在以住的公路建設中，對環境保護工作強調多，具體抓得不細，責任不明確，約束機制不力，沒有環保管理專班，基本上是兼職管理。在以後的公路建設中應完善管理機構和管理措施，重點抓好以下幾方面的工作：

2.1、加強合同管理，強化環境保護與建立責任：施工單位主要是以創造利潤為目的，環境保護與建立意識一般較淡薄，業主必須在承包合同條款中明確環保的具體內容與有關的責任，形成約束機制;

2.2、制定環境保護與建立行動計劃：在工程尚未動工之前，按照設計要求制定明確的實施計劃，以此指導工程施工。如在不穩定山體上爆破石方時，應明確爆破方式及相關的規定要求，實行科學爆破，避免擾動山體;在路基清除表土時，應要求施工單位對地表沃土集中存放，用於取、棄土場復耕;

2.3、成立環保管理專班：業主、承包商及監理單位應安排足夠數量的環保管理人員，成立環保專班，建立管理制度及管理措施，明確職責和義務，對環保工作進行動態的管理;

2.4、加強環保工作檢查：要適時的開展環保工作檢查，及時予以糾正環保工作中存在的問題，不能以環保驗收代替管理，避免造成難以彌補甚至無法彌補的缺陷。如：在棄土不及時處理防排水問題，以致無法恢復水土流失後造成其它土地沙化。有些施工單位在路基及取土場清表時，對錶面壤土隨意棄放，以致在取棄土場復耕時難於找到適合耕種的壤土;

2.5、儘快實施環保監理：要切實搞好環保工作，必須進行嚴格的環保監理。但目前公路環境保護監理工作剛剛起步，管理體制、辦法不健全，希望能儘快形成環保監理機制，形成完整的環保監理規範，對工程環保工作實施規範性管理。

　　(三)把好生態環境建立關

在保護自然生態環境的同時，要以人為本建立設環境，優美與安全營運環境可由公路建設單位要求設計部門完成，而生態環境的建立則需要地方政府、設計單位與施工單位及相關部門的密切配合，存在著較多的組織、協調、管理工作，建議重點抓好以下方面的工作：

(1)要樹立把握公路建設契機建立生態環境的意識。在以往的公路建設中，建設單位只是從環保出發對公路取、棄土石方案提出原則性的要求，基本上由施工單位從有利於自身利益出發確定取棄土石方案，對利用廢棄的土石方建立新的生態環境考慮較少。而地方政府對此基本上不予關心。但實際上公路建設大量土石方的取、棄在對自然環境造成影響時也對建立環境帶來了很好的機會，可取土蓄水、棄土造地，是變廢為寶、變害為利、造福子孫後代的大事，應當引起有關方面的高度重視;

(2)科學規劃，共商建立。公路建設單位應與當地政府及相關部門溝通有關建立情況，地方政府應組織有關部門積極與公路建設單位配合，共同商定取、棄土石的方案。對在建立設生態環境時可能增加的工程費用，地方政策應從長計議，組織必要的人力、財力抓住公路建設的契機建立生態環境;

(3)精心設計，嚴格實施。設計部門在結合地方規劃設計取棄土石方案時，應綜合考慮地質、水文、擋護等情況，做到不造成水土流失，不誘發地質災害。在實施過程中，建設單位應責成施工單位嚴格按照設計方案的要求取、棄土石。

　　(四)把好環保監控關

山區較之平原、丘陵地區的高速公路存在著前述許多不同的特點，公路建成後，工程安全與運營安全及環境汙染上可能存在著某些不安定的因素，因此必須通過現代資訊科技加強監控，完善監控系統設計，及時掌握有關的情況，以便對不利情況進行處理：

4.1環境汙染監控：除對沿線收費站、停車區、服務區及隧道內汙水和噪聲汙染進行監控外，更重要的是要對隧道內受汙染的空氣進行監控，汽車排放的co是一種無色、無味而人體感覺器官又不能分辨的毒性較強的氣體，對隧道內該氣體超過人體的承受能力時應實行自動報警控制;

4.2營運安全監控：山區高速公路營運安全受多方面的影響，必須對有關方面監控，應對霧區的分佈、路段的冰凍情況、隧道內火災等情況及時提供資訊，讓駕駛員預知前進方向的道路狀況，以便提前採取相應的處理措施;

4.3工程安全監控：山區高速公路高、陡邊坡較為多，順層、泥石流、滑坡等地質病害較普遍，應對影響路基穩定和危及橋樑、隧道安全的隱患建立資訊化管理，掌握工程安全動態，以便及時採取有關保護措施，避免重大事故的發生。