关于公路工程中环保设计运用分析

公路工程是一项系统的综合性工程，是集路线、路基、路面、防护排水、桥涵、隧道、交叉工程、沿线设施、水文、地质、环境保护、水土保持、施工环境、养护等多专业为一体的综合体系。由于公路建设将不可避免地对沿线生态环境造成一定的影响，坚持“以人为本”、“安全至上”、“环保优先”的原则，从源头抓起，搞好山区公路的选线设计，并把选线设计与公路工程的环保设计理念融为一体，从根本上避免高填深挖，以利于公路路域景观的美化设计，使公路路域与周边环境融为一体，在保护环境的基础上合理利用自然资源，使公路建设与生态环境保护协调发展，更有效地实施公路建设的可持续发展战略是山区公路面临的重要课题。
一、在公路勘察设计阶段总体应贯穿环境保护思想
公路设计应综合处理好各专业的关系，合理掌握公路的建设规模与技术标准及全线技术指标的总体运用，尽力做到线形连续、视线良好，与沿线自然环境、地形、地物、不良地质、规划、文物、军事等设施总体协调适应，减少拆迁、少占耕地，充分论证环境敏感点及水土保持工作，生态保护措施必须在勘察设计阶段完成，否则一旦施工，对生态环境造成的破坏将不可挽回。因此必须在勘察设计阶段，就确立生态保护和恢复在工程中的重要地位，制定完善的生态保护原则，将生态环境保护原则贯穿在每一项工程设计中，妥善处理好主体与环保之间的关系，尽可能从路线方案、技术指标和设计方案运用上合理取舍。不过多依赖环境保护设施来弥补，在经济技术条件许可的前提下，最大限度地保护路边的一草一木，最大幅度地恢复路域景观的美观、和谐。公路设计过程中的选线、勘察与设计是贯穿环保思想的重要途径，因为路线走向、路基、路面等工程设计最终将直接关系到环境影响的对象、范围和程度等，因而进行公路环保设计时，应贯彻以防为主、防治结合、综合治理的原则，力求做到技术可行，利用DTM等先进手段，采用动态设计技术，精心优化设计，构筑生态公路蓝图。
二、由平、纵、横三方面动态组成立体线形，合理选择路线平面线形指标
在路线设计方面，应改变传统的定线方法（由曲线法取代导线法定线），充分顺应地形、地貌，以整体形路基与分离式路基相结合，使路线与周围环境融为一体；同时结合纵横断面，分别采用分离式路基、高地基路基、半路半桥等形式，使路线符合自然、依赖于自然；并且根据横断面设计来调整平衡，合理选择路线平面线形指标，路线线形走向要与山川、河流、大地的形势相吻合，强拉直线将会硬切山梁，横过山谷，应尽量避免长直线线形。平曲线线形指标过高也会切山填谷造成深挖高填，山区高速公路选线、定线时，应注意路线及其结构物的所有设计要素，选择恰当的平曲线半径及其组合线形，使其尽可能与地形地貌相吻合，土石方的开挖量要尽量做到最少，对自然风景的破坏减小到最低程度.
三、加强防护排水设计，优化防护方案，防止水土流失
边坡防护及排水设计时要与环境和景观设计综合考虑，总体协调，并根据不同地形、地质、土质、边坡高度和特殊工点要求，在设计坡度一次性到位的基础上，采用适宜的排水和防护形式。边坡防护技术的种类虽然多种多样，但应符合“因地制宜、就地取材、经济适用、照顾景观”的原则。挖方及上边坡防护，路基挖方必须按设计坡率控制开挖面，废弃的土石方必须运到指定的弃土场堆放。在坡顶边线以外设置截水沟和急流槽，将雨水归入地面排水系统，防止坡面遭雨水冲刷破坏。边沟纵坡一般不小于0.3%，坡长小于300m，边沟水均应引离路基，排入原有水系中的河流、排水渠及取土坑内，但不排入鱼塘内。当边沟与涵洞、通道发生交叉时，一般将边沟水直接排入涵洞，或在灌溉涵、通道处让路基边沟向两侧排走或设边沟倒虹吸涵通过。
四、采取综合边坡防防护措施，进行水土流失防护
1．植物防护应为边坡防护的首选方案。目前，国外已经基本废除了浆砌片石和喷射水泥砂浆护面等破坏自然环境的工艺，取而代之的是各种柔性支护和绿化措施，基本上实现了全路段绿化。事实证明大量采用浆砌片石护坡及喷射水泥砂浆等防护方式完全破坏了植物生长的环境，同时在行车过程中使司乘人员感到烦燥不安，尤其是在夏天行车途中更显突出，在一定程度上给行车安全埋下了隐患。所以，结合我国的实际情况应当尽可能采取符合环保要求并与周围景观相协调一致的防护措施，尽量利用在当地适合植物生长的土质路段优先选用植物防护。即在边坡上种植草丛或树木或两者兼有，以减缓边坡上的水流速度，利用植物根系固结边坡表层土以减轻冲刷从而达到既保护边坡又美化环境的目的。当然，还可以采用灌木护坡一在边坡栽植一种或多种灌木，郁闭后的灌木群落可以有效地稳固边坡；草坪及地被植物护坡一在边坡种植各种草坪或其他地被植物；草灌混栽护坡一在边坡混合种植灌木、草坪及其他地被植物防护方式，从而达到对边坡的防护而又协调景观的目的。
2．根据实际情况，采用混合防护，可扬长避短。即在坡度较陡且易受冲刷的土质和强风化的岩质边坡上，采用工程防护框架内植草护坡。框架制作有多种做法，有浆砌片石框架、砼人字框架、锚杆框架以及各种拱式框架，框架内再种植草类植物。这些防治措施既排水固土，又美化了环境。
五、应勘察设计好取土弃地的位置，采取积极有效的治理防护措施，将环境保护、水土保持工作与公路设计紧密结合在弃土场位置的选择上，主要考虑尽量利用荒山空地和劣地，少占耕地和良田，且不挤占河道有效过水断面，避免诱发泥石流，尽量选择在河流、凸岸边滩或阶地及山间洼地，并做好弃土场的防护排水和绿化设计。弃土必须层层压实，坡面不应太陡。弃土完成后必须整平场地，弃土场周围设置排水沟，场地及坡面必须植草、灌木或植树，以绿化环境，保护水土。弃土场临河一侧设浆砌或干砌片石挡墙，确保弃碴不被河水冲走，靠山坡一侧，设置排水沟避免引起水土流失，石质弃渣场表面全部覆土予以绿化或还耕，防止水土流，加强施工管理工作，确保生态公路建设将加强环境保护与水土保持的思想贯穿于设计、施工与管理之中。施工单位堆料应封闭堆放，防止污染；取土坑应规范，将表土堆放保留，以做为复耕的覆土；弃土位置应严格遵照设计，弃土应平整，防止水土冲刷。竣工后，临时施工便道、料场应尽量复耕，并使弃土、弃渣能够绿化或改造为耕田。
六、搞好公路的绿化美化工程，提高公路的环境质量
美化绿化，不仅可协调公路与周围环境，而且可以营造出适宜人的生活工作环境，减少汽车尾气对环境的污染，公路绿化遵循了以下设计原则。
1．明确各景观区的级别、性质及所处周边环境，构思设计力求突出各景观区的景观特色，体现时代感和新立意。
2．运用多种设计方法，突出高品位的景观效果，改变单一的绿化形式，将传统方法与现代技艺相结合，创造出高效简洁、富有节奏感的现代氛围，营造公路绿地空间的文化气息。
3．在适地适树的原则上，既要提高公路绿化的档次，又要考虑总造价的平衡，力求低投入，结合当地气候条件，在公路中央分隔带种植慢生的、常绿的观赏树种为主，如修剪成球状的龙柏连续种植或冬青和月季交替种植；路基边坡地被植物宜采用耐旱涝、繁殖能力强，且根系发达，能够有效固化路基边坡、防止水土流失，并且枝繁叶茂，能与周围自然景观相协调的植物，如红花柞江草或麦冬、金叶女贞、小叶黄杨绿篱栽植等；公路两侧的行道树宜种高大的乔木，如棕榈（蒲葵）、海桐或红继木间植。既能诱导视线、又能遮蔽不利行车和不协调的构造物等。同时在基岩边坡下部栽植攀援爬行类植物，使其覆盖坡面还原自然绿色效果。对于互通立交、服务、管理区和路基分离式断面之间进行系统绿化，在路侧绿化的基础上，更多种植观赏树种，间植各种灌木花卉、草木花卉，并配以景观小品，使高速公路构成绿色长廊，形成一道美丽的风景线，做到“人在车中坐，车在画中行，行一路快车，赏一路美景”。
七、采取新型的生态恢复技术是生态环境建设的重要组成部份
生态恢复是公路生态保护一个重要而又必不可少的补充，是公路建设的基本要求。根据当地的气候和工程条件，利用一些新型适宜生态恢复技术，是非常必要的。例如：厚层基材喷射植被护坡技术，针对岩土边坡无植物生长所需的土壤环境，并且岩石坡度较大，无法用常规技术进行生态恢复的特点，厚层基材喷射植被技术通过在坡面喷附一层结构类似于自然土壤且能贮存水份和养份的植物生长基层材料，解决了岩土边坡无法生长植物的难题。目前从国外引进或自主创新了一些新型挡土墙可应用于山区公路建设，如花池挡土墙、台阶式挡土墙等。花池挡土墙将预制的波形挡土板沿坡面呈阶梯状安装，在波谷内填土绿化；台阶式挡土墙采用钢筋混凝土结构，沿坡面做成台阶状，在每级台阶中填土绿化。这些挡土墙能够达到工程防护与生态防护的较完美的结合。
八、结语
搞好公路建设与保护好环境、做好水土保持工作，是公路建设者同等重要的大事，必须提高认识，精心设计，加强施工建设管理。在公路设计、施工、竣工验收的各个环节中充分考虑到环保因素，利用科技手段和先进方法，减少因公路建设带来的环境破坏和水土流失，使公路建设环境得以持续发展，以达到“山青天蓝草绿路美”的景观效果。