陜北黃土地區隧道洞口植物配置設計研究

（西安工業大學，陜西 西安 710000）

作為高速公路的組成部分，隧道洞口的設計與建設不僅應滿足交通、工程要求，還應考慮其景觀環境要求。在景觀環境設計諸多要素之中，植物配置設計是高速公路隧道洞口景觀設計研究的課題之一。

一、高速公路隧道洞口景觀設計的現狀

（一）國外高速公路隧道洞口景觀設計研究

美國對高速公路隧道洞口景觀的研究始自20 世紀90 年代，相繼出版了相關設計規范與標準。美國各州公路與運輸工作者協會于1991 年出版的《公路隧道景觀與環境設計指南》，較為詳細地闡述了隧道洞口景觀的設計要求與方法[1]。

日本主導了近些年來隧道洞口景觀的研究方向。以早稻田大學為主體的一批研究機構在90 年代初期開始了以公路隧道洞口為對象的景觀研究，涉及交通、美學、心理評價、方法論等多種角度，推動了隧道洞口景觀的研究進展[2]。

（二）我國高速公路隧道洞口景觀設計研究

我國在高速公路隧道洞口景觀設計方面還處于探索階段，在景觀方面也是初始階段。熊光榮1991 年針對公路隧道洞口，首次提出了洞口美學的設計問題。關向群2004 年以300 多個樣本的隧道洞口景觀設計案例為基礎，運用景觀設計學原理系統地研究了隧道洞口景觀設計問題[3]。關寶樹在《隧道工程設計要點集》[4]中專門對景觀設計進行了強調和論述；張強主要基于公路綠化對行車安全的不利影響分析，提出了道路綠化設計的基本規則[5]。

近年來，隨著高速公路的大規模建設，隧道洞口景觀設計領域的研究得到快速發展，一大批造型優美、結構新穎的隧道相繼建成[6]。但是其中針對于不同地域條件下的隧道洞口景觀設計，尤其是植物配置設計，仍有待于深化和具體展開。

二、隧道洞口的一般問題

（一）洞口結構形式單一

受到包括工程經濟因素在內的影響，多數隧道洞口結構形式多以端墻式結構為主，在擋土墻坡度、高度等方面有所區別。此種結構形式缺乏設計創新，難以滿足自然、生態、人文等方面的景觀設計要求[7]。

（二）視覺反差太大

隧道洞口結構材質大多以混凝土為主，其顏色多保持混凝土本色，視覺沉悶，在高速行車過程中不易被駕駛員所感知并做到提前減速，極容易引發事故[8]。而且隧道內外亮度差別極大，駕駛員的視覺不能迅速適應，容易發生視覺障礙，危及行車安全。

（三）洞口結構穩定性不足

在隧道洞體開挖過程中形成的應力釋放將引起斜坡體內部應力發生重新分布。當洞口上部不易形成承載重新分布的應力時，洞口段邊坡表面將出現受力變形，引發一系列的工程問題。洞口施工涉及附近邊坡的工程處理，往往造成原有植被系統的破壞，影響洞口附近邊坡穩定，處理不當將形成一定的工程隱患。

（四）洞口周圍環境污染問題

高速公路隧道內部及其洞口附近的環境污染涉及粉塵、SO2、Cl2、HF 等為內容的大氣污染、光化學污染以及噪聲污染等[9]，對于交通安全、生態環境等的影響不容忽視。另一方面，在高速公路隧道施工過程中，一些有毒和放射性化工材料露天放置，管理不規范，極容易污染附近水體[10]。同時存隧道開挖形成的渣土、渣石隨意傾倒，造成環境破壞和污染。

總體來說，隧道洞口的問題可以歸結為工程問題和環境問題，并且這些問題在特定的環境條件下會有所不同。在陜北黃土地區，洞口結構不穩定導致的滑坡、視覺反差引發交通事故、洞內外揚塵污染等問題比較突出，本文擬結合這些問題在陜北黃土地區植物配置設計時重點予以考慮，根據環境條件作進一步的探討。

三、植物的作用分析

在陜北黃土地區隧道洞口景觀建設種，結合工程坡面進行良好的植物配置設計，能夠降低雨水侵蝕影響，提升基底土體強度，既可以穩固工程坡面，還能夠降低污染，改善局部空氣質量，體現良好的景觀效果。因此，積極考慮隧道洞口植物配置設計的作用，對于緩解和解決相關問題有一定的意義。

（一）植物莖葉的作用

根據相關研究表明，植物覆蓋率與土壤侵蝕率具有明顯的非線性關系。覆蓋率增加，土壤侵蝕量減少。

由于植被莖葉的存在，可以在降雨時攔截空氣中的雨滴，減緩雨滴下落的沖擊力，進而減小雨滴對裸露土體的沖刷和濺射。在黃土高原地區進行植被的覆蓋，可以有效的控制水土流失的發生，起到固坡的作用。同時植物枝葉越茂盛，其截留作用越明顯，越有利于提高土質斜坡的穩定性[11]。

（二）植物根系的作用

由于植物根系的存在，使邊坡表層一定深度內松散土體具備一定的組織結構和強度。

利用植物根系對坡面穩定性的影響，植被的邊坡防護可以有效地防治坡面侵蝕和雨水沖刷，能夠很好地保證邊坡的穩定性。

（三）植物整體抗污染的作用

利用綠化植物防治空氣顆粒物污染具有明顯效果，根據其作用機理可以分為減塵作用、滯塵作用、吸塵作用、降塵作用和阻塵作用五個作用途徑[12]。植物覆蓋能夠減少公路和隧道口地面的起塵，植物葉面吸附和捕獲空氣顆粒物，同時增加局部地區空氣濕度；植物栽植能夠降低風速，促進空氣顆粒物沉降，減少空氣顆粒物污染；植物防風林帶能夠改變風場，減少空氣顆粒物對于交通及其設施的影響。

四、隧道洞口植物配置設計目標

（一）工程與交通安全

工程安全的目標涉及隧道工程設施工程結構穩定、交通通行安全兩大方面。植物配置設計必須采取科學的、合理的以及有針對性方案，增強結構安全，防護和消除災害隱患，提前隧道預警信息，緩解和消除視覺反差問題，促進高速公路安全順暢通過[13]。

（二）景觀與生態良好

隧道洞口植物配置設計應服務于塑造良好的景觀效果，以緩解交通通行的緊張感，提升視覺與心理的適應性；同時也應該樹立低限度影響的原則，服務于修復洞口周邊的生態環境，減少隧道施工、設施建設、交通通行等造成的生態影響。

五、隧道洞口植物配置設計原則

（一）安全性原則

隧道洞口植物配置設計首先應該滿足工程結構安全、交通安全的原則。尤其在陜北黃土地區，尤其應充分評估植物栽植對于工程設施設計、建設及其維護等方面的影響[14]。

（二）鄉土化原則

植物配置應優先采用本土植物，能最大限度保證植物成活、生長及護坡的功能的發揮，同時也有利于降低管理維護成本，有利于形成協調的環境景觀效果[15]。

（三）生態化原則

植物配置設計應立足于系統的生態觀念，綜合小型地方化植物群落的組織設計，最大限度降低工程設施對于生態環境的影響，有利于低成本運營維護與景觀環境的可持續發展[16]。

六、隧道洞口植物配置設計方法

陜北黃土地區隧道洞口植物配置應根據地區地質特征與氣候特點，強調以鄉土植物為主，謹慎使用外來植物，但不排斥已經適應當地環境的植物品種。在具體設計上應合理搭配“喬、灌、草”，優化植物混配組合模式，使裸露邊坡快速覆綠，達到穩固邊坡、防止雨水侵蝕的目的，在最大程度上與周圍環境相融合、相協調，達到隧道洞口周圍環境四季常綠的景觀效果[17]。

端墻式隧道洞口是陜北黃土地區常見的類型，端墻式隧道洞口一共有四個組成部分——洞口邊坡、洞口前部、端墻前部和中央隔離帶。結合端墻式隧道洞口這幾個部位展開具體的植物配置設計。

（一）洞口邊坡植物造景

從邊坡的防護功能、美化效果和綠化管護難易程度考慮，應體現多年生宿根草坪或地被植物為主的鋪植或栽植原則[18]。從邊坡的防護功能、美化效果和綠化管護難易程度考慮，應體現多年生宿根草坪或地被植物為主的鋪植或栽植原則。

邊坡綠化植物栽植必須以保證坡體穩定性為前提，邊坡坡面不宜栽植高大樹木，以避免加重邊坡負荷，造成坡體不穩；并且注意邊坡頂部原生植物的保護、保留及綠化植物的配置能與周圍環境相融合[19]。綠化模式以自然式組團為主，植物品種盡量選用和背景林協調，并且開展有針對性的邊坡植被恢復設計。邊坡植被突出以灌木為主，陜北地區建議采用四季桂和柏木等的結合，柏木的根系發達，抗塵效果和隔音效果都非常好，與周邊環境協調性好，景觀上不顯突兀。

具體的植物配置方案建議采用四季桂+柏木+紫穗槐的組合，既可以兼顧草本植物短期植被護坡的需求，又能兼顧灌木長期護坡的需求，避免灌木種類被草本植物擠壓生長空間而被淘汰。

（二）洞口前部植物造景

在洞口前部的植物造景中，綜合考慮周邊山體、植被、洞門裝飾情況，建議多采用自然式綠化，達到景觀融合的效果，營造出舒適的交通環境。綠化上將洞間和前區作為整體，注重洞門前方的綠化層次設計，注重安全引導作用的體現。

洞口前部植物選用在色彩變化上應突出由淺至深的引導過程。洞口上端植物應突出金葉女貞類灌木的選用，可以胡枝子+紫穗槐+迎春的組合形式體現；洞口下端植物配置選擇槐樹+紫薇+野菊花間隔種植的方式，能夠保證能夠正常出苗并成坪的前提下，既兼顧其越夏能力，又可兼顧其冬季的枯黃期對邊坡景觀效果的影響。

（三）端墻前部植物造景

洞口端墻的景觀效果，直接影響到駕駛員的視覺感官，所以在端墻前部垂直綠化為主的景觀上應體現“化硬為軟”的設計手法。具體做法上建議在坡腳栽植攀援性植物，在坡頂栽植垂吊性植物，以遮蔽砌體表面，避免生硬、呆板的視覺效果。端墻部位的植物造景，也可以通過增加植物的多樣性，合理分配綠化帶來的視覺差異，減少駕駛員的視線停留時間。

植物選擇上建議突出構樹類等抗污能力較強的喬木栽植，植物配置建議采用構樹+小冠花+高羊茅間隔種植的方式。此類鄉土灌木和小喬木并結合草本類植物的混交群落，有利于兼顧短期和長期的生態護坡需求，促進構建群落結構層次和生物多樣性的形成，營建與周圍環境更相容的群落結構。

（四）中央隔離帶植物造景

出于安全考量，高速公路中央分隔帶綠化的主要目標是遮光防眩、誘導視線和改善景觀。由于此部位植物生長、維護條件受限，為保證植物的成活、生長，植物選擇上應強調極強的耐貧瘠性、抗旱性及抗尾氣污染的能力?；诟咚俟分醒敕指魩翆颖?、立地條件差、防止炫光等特點與要求，應選擇抗逆性強、耐修剪、常綠的樹種；基于美化路容和改善小氣候的角度，建議以鋪設草坪和地被植物為主，使地表得以有效覆蓋，防止土層污染路面，并兼有保濕效果。

建議植物種類不宜太多，基于耐熱耐旱、存活率極高、生命力頑強的特點，應突出金葉女貞為主的配置。在具體的植物配置方案上，建議采用金葉女貞+麥冬的組合，有利于植物成活和生長保障，能夠減少尾氣污染，同時便于中央隔離帶植物的后期養護。

七、結語

高速公路隧道洞口的景觀設計受到越來越多的關注，追求安全、美觀、生態是基本的目標。在植物配置設計中，必須基于不同地域的環境特點，結合工程設施和交通通行的要求，注重鄉土化、生態化的設計原則，謹慎選擇植物品種，配置設計注重搭配及層次效果，塑造安全、良好的景觀效果，彰顯地方特色。