長(zhǎng)湘高速生態(tài)防護(hù)措施的研究與應(yīng)用

甘燦歡

(中鐵十二局集團(tuán) 第七工程有限公司， 湖南 長(zhǎng)沙　410004)

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長(zhǎng)湘高速生態(tài)防護(hù)措施的研究與應(yīng)用

甘燦歡

(中鐵十二局集團(tuán) 第七工程有限公司， 湖南 長(zhǎng)沙410004)

摘要：在發(fā)展綠色低碳新理念備受關(guān)注的背景下，以京珠復(fù)線長(zhǎng)沙至湘潭高速公路科技示范工程為例，結(jié)合本工程建設(shè)概況，通過(guò)分析項(xiàng)目區(qū)域環(huán)境特征，將綠色低碳高速公路建設(shè)與生態(tài)環(huán)保措施的研究與應(yīng)用相結(jié)合，分別闡述了在高速公路建設(shè)過(guò)程中多種生態(tài)環(huán)保措施的研究和應(yīng)用效果，并論證了綠色低碳高速公路建設(shè)與生態(tài)環(huán)保措施研究與應(yīng)用的必要性。

關(guān)鍵詞：高速公路； 公路建設(shè)； 綠色低碳； 生態(tài)環(huán)保

高速公路建設(shè)對(duì)農(nóng)田占地等土地的利用、能源的消耗、環(huán)境的污染及對(duì)生態(tài)平衡的破壞，直接關(guān)系到公路能否健康地可持續(xù)發(fā)展[1]。為響應(yīng)國(guó)家政策并符合資源節(jié)約、生態(tài)環(huán)保、污染治理的要求，在高速公路全壽命周期內(nèi)，開(kāi)展綠色低碳技術(shù)研究、綠色低碳高速公路建設(shè)，研究并應(yīng)用先進(jìn)生態(tài)環(huán)保措施，對(duì)于提高資源和能源利用率，防治環(huán)境污染、維持生態(tài)平衡，以及提高公路運(yùn)營(yíng)效率和優(yōu)化服務(wù)質(zhì)量舉足輕重，對(duì)于交通運(yùn)輸行業(yè)的發(fā)展勢(shì)在必行。本文以京珠復(fù)線長(zhǎng)沙至湘潭高速公路工程為例，通過(guò)對(duì)本工程區(qū)域環(huán)境特征進(jìn)行評(píng)價(jià)分析，針對(duì)長(zhǎng)湘高速公路所在區(qū)域環(huán)境特點(diǎn)，開(kāi)展綠色低碳高速公路建設(shè)與生態(tài)環(huán)保措施的研究，在滿足工程竣工環(huán)保驗(yàn)收的要求[2]、打造兩型科技示范工程的同時(shí)，降低公路建設(shè)所需資源資本、實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)最優(yōu)化和資源配置最優(yōu)化的同時(shí)，并提高環(huán)境舒適度和公路的服務(wù)品質(zhì)，實(shí)現(xiàn)交通行業(yè)在經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益以及社會(huì)效益和諧可持續(xù)發(fā)展。

1工程概述

交通運(yùn)輸部[2009]333號(hào)文件《關(guān)于同意湖南省交通運(yùn)輸廳組織實(shí)施京珠復(fù)線長(zhǎng)沙至湘潭高速公路資源節(jié)約型和環(huán)境友好型科技示范工程的函》作為批復(fù)文件正式確認(rèn)了長(zhǎng)湘高速為“科技示范工程”。該工程實(shí)施期限為3 a，實(shí)施階段起于2009年12月，終止至2012年12月。該工程是我國(guó)高速公路網(wǎng)南北大通道京珠復(fù)線湖南段的重要組成部分，路線起于望城縣茶亭，北接岳陽(yáng)至長(zhǎng)沙高速，止于湘潭市塔嶺，南接湘潭至衡山西線高速公路，主線全長(zhǎng)74.902 km，按雙向六車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，設(shè)計(jì)速度120 km/h。

2生態(tài)環(huán)保措施研究與應(yīng)用

2.1生物隔離柵技術(shù)

高速公路路域兩箱的安全防護(hù)，初始都是采用實(shí)體隔離墻，近年來(lái)廣泛采用金屬隔離柵，但金屬隔離柵成本高、易生銹、易損壞，且容易被偷盜，需經(jīng)常維護(hù)，使用年限短等缺點(diǎn)[3]。為此本工程開(kāi)展了生物隔離柵技術(shù)的研究與應(yīng)用，通過(guò)采用對(duì)當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件高度適應(yīng)的刺籬植物，包括馬甲子、火棘、積殼、金櫻等，以起到封閉和隔離的作用。根據(jù)區(qū)域環(huán)境及地形土質(zhì)特征，研究采用兩種種植模式，其模式設(shè)計(jì)圖見(jiàn)圖1和圖2。

圖1　生物隔離柵種植模式一(單位： mm)

圖2　生物隔離柵種植模式二(單位： mm)

針對(duì)生物隔離柵施工存在的苗木栽植成活率低、緩苗期長(zhǎng)和不能全年施工的突出問(wèn)題，遵循生物學(xué)、園林學(xué)、公路學(xué)等多學(xué)科技術(shù)原理[4]，研究提出了生物隔離柵植物新型環(huán)保無(wú)紡布容器苗培育技術(shù)，攻克了生物隔離柵施工關(guān)鍵技術(shù)，并建立了84.9 km的生物隔離柵示范工程，目前生長(zhǎng)狀況良好，達(dá)到了隔離封閉的要求，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用如圖3所示。采用生物隔離技術(shù)不僅可發(fā)揮良好的封閉和隔離效果，所用的植物籬笆還可在節(jié)能減排方面發(fā)揮作用，可固土護(hù)坡、防止水土流失，并美化公路沿線生態(tài)環(huán)境，較金屬隔離柵節(jié)省成本近35%，具有明顯的環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益。

圖3　生物隔離柵現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

2.2生態(tài)型水環(huán)境保護(hù)與處理技術(shù)

公路建成投入運(yùn)行后，車輛尾氣中攜帶的污染物、汽車輪胎磨損的微粒、車架上粘帶的泥土以及車輛運(yùn)行不佳時(shí)泄露的油量，運(yùn)營(yíng)過(guò)程中通行車輛若運(yùn)載各類危險(xiǎn)品和有毒有害物品，在車禍時(shí)其有毒有害物質(zhì)就有可能通過(guò)橋梁泄水孔流入橋下水域，造成水域污染。針對(duì)上述問(wèn)題，本工程提出了一種“生態(tài)型水環(huán)境保護(hù)及處理技術(shù)”，并進(jìn)一步形成了高速公路橋面或路面徑流的常規(guī)污染物收集處理與事故應(yīng)急系統(tǒng)。根據(jù)路面、橋面徑流水匯入水體的水質(zhì)要求，可采用的處理技術(shù)主要包括：氧化塘、植被控制、人工濕地以及這些技術(shù)的組合，結(jié)合實(shí)際工程特點(diǎn)以及受納水體的保護(hù)等級(jí)要求，提出了3種不同處理深度的收集處理與應(yīng)急系統(tǒng)，如圖4所示。

圖4　生態(tài)徑流收集及應(yīng)急處理系統(tǒng)工藝流程圖

為加強(qiáng)對(duì)長(zhǎng)湘高速公路沿線湘江、溈水等重要水資源的保護(hù)，采用技術(shù)每年將凈化路面徑流200萬(wàn)m3以上，為工程沿線提供了大量的能滿足漁業(yè)養(yǎng)殖、農(nóng)業(yè)灌溉要求的水資源；參照京珠高速?gòu)搅魑廴驹磸?qiáng)測(cè)算，每年將消減路面徑流各類污染物總量400 t以上，環(huán)境效益顯著；堅(jiān)持了“點(diǎn)源與非點(diǎn)源控制并重”的理念，建立“過(guò)程控制與末端處理”相結(jié)合的、適宜于公路建設(shè)項(xiàng)目特點(diǎn)的水環(huán)境保護(hù)體系，為其他公路建設(shè)項(xiàng)目提供了實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和工程示范。如圖5。

圖5　生態(tài)徑流收集及應(yīng)急處理系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)效果圖

2.3生態(tài)聲屏障防噪技術(shù)

為從源頭上對(duì)噪聲污染進(jìn)行控制，有必要對(duì)高速公路沿線的噪聲水平進(jìn)行全面分析，并采取必要的降噪措施來(lái)減弱噪聲對(duì)高速公路沿線聲環(huán)境所造成的影響。聲屏障作為一種降噪措施可有效防治公路噪聲，目前已得到了較為廣泛的應(yīng)用。湖南省高速公路雖然建設(shè)了大量聲屏障，大多采用的為傳統(tǒng)聲屏障，設(shè)計(jì)形式單調(diào)，需消耗包括金屬、混凝土、塑料等材料，這樣將在浪費(fèi)大量資源的同時(shí)對(duì)環(huán)境造成污染，不符合目前提倡低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展潮流。因此，在保證降噪性能的基礎(chǔ)上，兼具良好環(huán)保性、景觀協(xié)調(diào)性及經(jīng)濟(jì)合理性能較高的生態(tài)型聲屏障已經(jīng)逐漸成為未來(lái)高速公路聲屏障的發(fā)展趨勢(shì)。工程基于聲屏障吸聲、隔聲降噪原理和景觀協(xié)調(diào)性建設(shè)需求，研發(fā)了共4種結(jié)構(gòu)形式的生態(tài)聲屏障，包括：斜板式生態(tài)聲屏障、模塊化生態(tài)聲屏障、箱體式生態(tài)聲屏障和網(wǎng)箱式生態(tài)聲屏障(如圖6)，以有效防治公路噪聲。研究還根據(jù)生態(tài)聲屏障特殊立地條件，確定了與環(huán)境適宜的10種植物，例如劍麻、國(guó)慶菊等，以常綠鄉(xiāng)土優(yōu)勢(shì)種為主要植物種類，搭配觀賞性小灌木或草本植物，營(yíng)造出具有地域特色的生態(tài)景觀。

上述工程生態(tài)聲屏障防噪體系可實(shí)現(xiàn)隔聲量在10 dB以上；在養(yǎng)護(hù)條件適宜的情況下，使用壽命可以達(dá)到15～20 a；該類型聲屏障可滿足投入和養(yǎng)護(hù)費(fèi)用較傳統(tǒng)聲屏障少10%左右；與周圍環(huán)境融合，景觀效果好且持久；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于施工維護(hù)和工廠化生產(chǎn)；具有一定的生態(tài)效益。如圖7。

1) 斜板式生態(tài)聲屏障

2) 模塊式生態(tài)聲屏障

3) 網(wǎng)箱式生態(tài)聲屏障

4) 混合式生態(tài)聲屏障

圖7　生態(tài)聲屏障現(xiàn)場(chǎng)效果圖

3經(jīng)濟(jì)社會(huì)環(huán)境效益論證

工程通過(guò)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)和成果推廣應(yīng)用，節(jié)約集約利用土地資源、循環(huán)利用工業(yè)廢渣、綜合利用不良土及隧道棄渣，已創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)價(jià)值達(dá)3.5億元。綜合利用隧道節(jié)能技術(shù)，較同類項(xiàng)目相比隧道運(yùn)營(yíng)能耗降低22%以上。采用適宜于湖南地區(qū)高溫多雨的氣候特點(diǎn)的瀝青路面典型結(jié)構(gòu)，延長(zhǎng)了路面的使用壽命。

全面實(shí)施路面徑流控制措施，以京珠高速類比測(cè)算每年將凈化約200萬(wàn)t以上路面徑流，年消減各類污染物排放總量達(dá)400 t以上。推廣應(yīng)用新型生態(tài)聲屏障，經(jīng)測(cè)試，噪聲敏感點(diǎn)降噪達(dá)10 dB以上。工程還成功化解了“兩型”試驗(yàn)區(qū)對(duì)重大工程建設(shè)的眾多制約條件，加快成果轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力的進(jìn)程，總結(jié)和提煉一系列先進(jìn)科技成果，培養(yǎng)與鍛煉了一大批科技人才和管理人才，促進(jìn)了行業(yè)技術(shù)進(jìn)步，為公路交通科技的集成創(chuàng)新和成果轉(zhuǎn)化探索出一條可行而有效的途徑，為兩型交通建設(shè)提供了示范；建設(shè)“兩型”公路，服務(wù)“兩型”社會(huì)的建設(shè)理念，對(duì)湖南省及全國(guó)的公路建設(shè)具有重大的指導(dǎo)意義。

4結(jié)語(yǔ)

本文以京珠復(fù)線長(zhǎng)沙至湘潭高速公路工程為例，通過(guò)對(duì)本工程區(qū)域環(huán)境特征進(jìn)行評(píng)價(jià)分析，針對(duì)長(zhǎng)湘高速公路所在區(qū)域環(huán)境特點(diǎn)，開(kāi)展綠色低碳高速公路建設(shè)與生態(tài)環(huán)保措施的研究，在滿足工程竣工環(huán)保驗(yàn)收的要求、打造兩型科技示范工程的同時(shí)，降低公路建設(shè)所需資源資本、實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)最優(yōu)化和資源配置最優(yōu)化的同時(shí)，并提高環(huán)境舒適度和公路的服務(wù)品質(zhì)，實(shí)現(xiàn)交通行業(yè)在經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益以及社會(huì)效益和諧可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張勁泉，王昭春，易振國(guó)，等.綠色公路建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)研究與實(shí)踐[M].北京：人民交通出版社，2014.

[2] 劉長(zhǎng)兵，吳世紅，林宇.交通工程竣工環(huán)境保護(hù)驗(yàn)收指南[M].北京：人民交通出版社，2010.

[3] 秦曉春，沈毅，邵社剛，等.低碳理念下綠色公路建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用的探討[J].公路交通科技，2010，70(10)：308-311.

[4] 王成玉.高速公路路域生態(tài)恢復(fù)技術(shù)研究[D].南京：東南大學(xué)，2008.

文章編號(hào)：1008-844X(2016)02-0111-04

收稿日期:2016-04-13

作者簡(jiǎn)介:甘燦歡( 1980-) ，男，工程師，從事高速公路施工管理工作。

中圖分類號(hào)：U 418

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B