吉林省鹤大高速公路科技示范工程实施方案.doc

1 交交通通运运输输部部科科技技示示范范工工程程 实实施施方方案案 示范工程名 称吉林省鹤大高速公路交通科技示范工程吉林省鹤大高速公路交通科技示范工程 组织单位（盖章） 吉林省交通运输厅吉林省交通运输厅 实施单位（盖章） 吉林省高等级公路建设局吉林省高等级公路建设局 吉林省交通科学研究所吉林省交通科学研究所 吉林省交通规划设计院吉林省交通规划设计院 科技依托单位（盖章） 交通运输部科学研究院交通运输部科学研究院 交通运输部公路科学研究院交通运输部公路科学研究院 示范工程负责人 实施起止年限 2012.3-2015.12 交交通通运运输输部部科科技技司司制制 2011 年年 9 月月 吉林省鹤大高速公路科技示范工程实施方案吉林省鹤大高速公路科技示范工程实施方案 i 目目 录录 1. 项目概述项目概述.1 1.1 科技示范工程概述科技示范工程概述 .2 1.2 科技示范工程的必要性科技示范工程的必要性.16 2. 前期工作和科研基础前期工作和科研基础.20 2.1 申报单位前期准备工作申报单位前期准备工作.20 2.2 示范工程的配套条件示范工程的配套条件.20 2.3 申报单位的科研能力申报单位的科研能力.20 2.4 科技依托单位的科研能力科技依托单位的科研能力 .22 3. 示范技术内容的可行性示范技术内容的可行性.24 3.1 技术来源及特点技术来源及特点.24 3.2 技术成熟度、可行性分析技术成熟度、可行性分析.27 4. 工程示范的主要实施方案工程示范的主要实施方案.36 4.1 项目实施思路项目实施思路.36 4.2 工程示范的主要内容工程示范的主要内容.36 4.3 示范的组织方式示范的组织方式.67 4.4 示范的技术保障措施示范的技术保障措施.68 5. 科技示范项目的考核指标科技示范项目的考核指标.70 5.1 具体考核指标具体考核指标.70 5.2 提交成果形式提交成果形式.70 6. 示范工程的进度安排示范工程的进度安排.72 7. 项目承担单位及参加单位概况项目承担单位及参加单位概况.73 7.1 项目承担单位项目承担单位.73 7.2 项目参加单位项目参加单位.73 7.3 科技依托单位科技依托单位.75 8. 经费预算及资金筹措情况经费预算及资金筹措情况.78 9. 经济、社会和环境效益评估经济、社会和环境效益评估.79 10. 其他需要说明的问题其他需要说明的问题.80 吉林省鹤大高速公路科技示范工程实施方案吉林省鹤大高速公路科技示范工程实施方案 吉林省交通运输厅吉林省交通运输厅 1 1. 项目概述项目概述 组织实施科技示范工程是交通运输部充分发挥科技创新对交通建 设的引领和支撑作用的一项重要举措。科技示范工程的理念重在总结 提升、推广转化、创新带动，最终融入工程建设。实施科技示范工程， 是将科技成果转化为生产力，将科技成果推广和实际工程建设紧密结 合的有效措施。科技示范工程的实施，能成功将省部级科研成果应用 于高速公路建设中，同时建立科技成果的推广模式，更好的服务于交 通发展。 鹤岗至大连高速公路（吉林省境内段）位于季节性冰冻地区的生 态敏感区，夏季炎热多雨，秋季昼夜温差大，冬季漫长寒冷，极端最 低气温-38.4、极端最高气温 34.5，年平均降水量 744.3mm，最大 积雪深度 39cm，最大冻结深度 1.84m。公路穿越多个国省自然保护区， 沿线动植物资源丰富、水系发育、河流众多，生态环境极为敏感。并 且与黑龙江及辽宁省的两端相接，构成国家高速公路网规划的东南部 地区的重要战略通道。因此，以鹤大高速为依托，开展“白山松水白山松水、 抗冻耐久、安全通畅、吉祥鹤大抗冻耐久、安全通畅、吉祥鹤大”的交通科技示范工程建设，通过科 技集成应用和攻关创新，建成白山松水间的低碳环保的旅游风景路、白山松水间的低碳环保的旅游风景路、 季节冰冻地区工程抗冻耐久的精品路、冰天雪地中安全运营的通畅路，季节冰冻地区工程抗冻耐久的精品路、冰天雪地中安全运营的通畅路， 以期最终实现和谐环境、大美融入、平安吉祥的重要边防通道工程，以期最终实现和谐环境、大美融入、平安吉祥的重要边防通道工程， 不仅可为用户提供安全、通畅及耐久的交通条件，并能保护好公路沿 线的景观、资源和环境，对解决制约季节性气候条件下生态敏感区公 路建设的突出问题，为我国季节性气候条件下生态敏感地区公路建设 吉林省鹤大高速公路科技示范工程实施方案吉林省鹤大高速公路科技示范工程实施方案 吉林省交通运输厅吉林省交通运输厅 2 提供示范，以构建绿色交通体系，推动“十二五”提出的“建设资源节约 型、环境友好型交通运输行业”目标的实现有重要意义。 目前国内已实施的高速公路科技示范工程均位于非冰冻区或弱冰 冻区，对于地处寒冷季冻区的高速公路工程来说，还没有充分考虑季 冻区气候特点的科技示范工程，从而影响科技成果在季冻地区的示范 和引领作用。 1.1 科技示范工程概述科技示范工程概述 1.1.1 国内已有科技示范工程国内已有科技示范工程 自 2007 年起到目前交通运输部共批复和实施了山西忻阜高速公 路、重庆绕城高速公路、湖北沪蓉西高速公路、四川雅泸高速公路等 7 项高速公路科技示范工程，其中： 山西忻阜高速公路山西忻阜高速公路示范工程以推动资源节约型、环境友好型交通 建设，促进安全、快捷交通运输为目标，重点围绕路侧安全防护技术、 废旧橡胶粉路用技术、道路景观融合设计技术和凤凰岭隧道建设关键 技术等开展科技成果应用和开发创新。 重庆绕城高速公路重庆绕城高速公路重点示范了“组团城市绕城高速公路规划与管 理技术”、 “交通安全保障与运营节能技术”、 “高速公路路域资源综合利 用与环保技术”、 “复杂工程建设技术”四大技术。包含了关键技术攻关、 技术推广、总结提炼三大类型项目。 湖北沪蓉西高速公路湖北沪蓉西高速公路科技示范工程的主要内容是以推广西部交通 建设科技成果为基础，加大新技术的集成应用、新材料的推广使用和 关键技术的开发创新。重点是针对该工程建设中特长隧道、大跨径桥 吉林省鹤大高速公路科技示范工程实施方案吉林省鹤大高速公路科技示范工程实施方案 吉林省交通运输厅吉林省交通运输厅 3 梁、高陡边坡控制等关键技术开展科技开发创新，以及开展机制砂混 凝土、废旧橡胶粉、聚合物水泥混凝土等材料在桥梁、筑路方面的技 术应用与推广。 雅泸高速公路雅泸高速公路科技示范工程针对深埋特长隧道关键技术、高墩大 跨桥梁关键技术、超长连续纵坡行车安全技术、复杂地质处治技术等 重难点工程，开展科技创新研究和成果推广应用。 湖南长湘高速公路湖南长湘高速公路科技示范工程在建设中坚持“适用就是最好的， 自然就是最美的，优质就是最省的”高速公路生态文明建设新理念， 力争对当地环境的破坏控制在最小的程度。资源节约方面攻关和推广 了土地资源保护、资源循环利用、能源节约、工程耐久性性技术，环 境友好方面推广了安全保障、环境保护、智能交通等技术。 思小高速公路思小高速公路的设计、建设突出了创新，坚持了“安全、环保、 和谐、服务”的理念。针对“设计车速”体系存在的一些不足进行了改进 创新，同时，通过设置浅边沟、放缓路堤边坡等办法，加大路侧净空 以提供安全缓冲空间；在整体设计上引入了“宁桥勿填、宁隧勿挖”的 理念，使桥梁和隧道服从和配合线路，尽量减少了开挖，保护了周边 环境；在设计、建设中，根据路段周边的生态景观、沿线自然环境形 态特征，组织景观链，充分展示出道路的旋律，使人感受到路与周围 环境的高度和谐，还强调突出了服务功能。 庐山西海高速公路庐山西海高速公路安全绿色交通科技示范工程的建设目标定位为 “打造江西首个生态旅游典型示范工程”，围绕“交通安全与环境安全协 吉林省鹤大高速公路科技示范工程实施方案吉林省鹤大高速公路科技示范工程实施方案 吉林省交通运输厅吉林省交通运输厅 4 同保障，资源节约与环境保护有机结合”的工程建设理念，开展科技 成果的应用与集成创新，重点做好公路路域生态保护与恢复、柘林湖 水环境保护以及景观保护与营造工作，并围绕服务旅游，重点做好保 障旅游便捷、畅通以及安全出行相关工作。 此外，省部联合项目确定的依托黑龙江大庆至齐齐哈尔、齐齐哈黑龙江大庆至齐齐哈尔、齐齐哈 尔至泰来、齐齐哈尔至嫩江尔至泰来、齐齐哈尔至嫩江三条高速公路，针对黑龙江省季冻区特点， 主要推广了国内外先进成熟的新技术、新材料、新设备、新工艺，着 力解决了岛状冻土施工技术难题，在“环保、经济、耐久、安全”理念 的基础上，打造生态、环保、具有地域特色的景观路。 总结已有的国内示范工程可看出： （1）各示范工程均以“资源节约、节能环保、安全”为目标，符 合我国“资源节约型、环境友好型社会”的可持续发展策略及交通行业 健康、可持续发展的重要指导思想； （2）重视道路和自然景观的融合，突出服务的理念，以及人文 和人性化服务的特点； （3）示范工程或途径生态敏感区，或工程本身建设难度大，或 两种情况兼有。在线形、桥涵、隧道方面采用创新设计理念，攻克了 多项关键技术； （4）示范工程包含关键技术攻关、技术推广及总结提炼三大类 型项目。 另外，通过示范工程的优选和凝炼，使已有科技成果更加成熟、 完善，便于后续推广应用，同时也攻克了多项工程急需的关键技术， 吉林省鹤大高速公路科技示范工程实施方案吉林省鹤大高速公路科技示范工程实施方案 吉林省交通运输厅吉林省交通运输厅 5 产生了一大批新的科研成果，真正实现了“科技源于工程实际、服务 于工程实际”的交通科研发展目标。 以上科技示范工程的“资源节约、节能环保、运营安全”目标同样 是鹤大高速示范工程遵循的，但是考虑项目位于季节性冰冻气候区及 穿越生态敏感区两方面特点，重点关注公路工程抗冻耐久性、地产材 料开发和景观生态保护等集成创新技术。依据工程项目所需的技术支 撑内容，按照关键技术攻关、技术推广及总结提炼三种类型项目进行 了划分，明确了项目主要任务和内容，有助于鹤大高速科技示范工程 的顺利开展。 1.1.2 项目概况项目概况 鹤岗至大连高速公路是国家高速公路网规划的 9 条南北纵线中的 第一纵；是交通部振兴东北老工业基地公路水路交通发展规划纲要 （以下简称规划纲要 ）中东北区域骨架公路网中的纵一线；也是 吉林省高速公路网规划规划的“五纵、五横、三环、四联络”中五 纵的第一纵。该路线纵贯黑龙江、吉林、辽宁三省，主要承担区域间、 省际间的中长距离运输，是区域内外联系的主动脉。它的建设将开辟 黑龙江和吉林两省进关达海的一条南北快速通道，扩大丹东港、大连 港的影响区域，同时也是东部边疆地区国防建设的重要通道。 鹤大高速公路吉林省境内约 430 公里，与辽宁相接的通化至新开 岭段、与营松高速共用的靖宇至抚松段已建成通车，长 230.943km 的 小沟岭至抚松段为新建公路。 新建段地处吉林省东南部的长白山区，总体走向为东北至西南。 吉林省鹤大高速公路科技示范工程实施方案吉林省鹤大高速公路科技示范工程实施方案 吉林省交通运输厅吉林省交通运输厅 6 图图 1 鹤大高速公路地理位置示意图鹤大高速公路地理位置示意图 鹤大高速新建段鹤大高速新建段 吉林省鹤大高速公路科技示范工程实施方案吉林省鹤大高速公路科技示范工程实施方案 吉林省交通运输厅吉林省交通运输厅 7 起点位于敦化市的小沟岭（吉林省与黑龙江省界） ，与鹤大高速黑龙 江省宁安至复兴段相接，路线经西崴子水库、红石水库、大蒲柴河草 炭土湿地、浪柴河、二道松花江等，止于抚松县（榆树川） ，路线全 长为 230.943km。路线穿越长白山区的龙岗山脉，由中、低山、丘陵、 沼泽地貌组成，是该地区的一条重要的交通干线公路，也是吉林省东 南部地区连接内陆与出海口的一条重要交通通道。 图图 2 鹤大高速沿线地貌鹤大高速沿线地貌 鹤大高速沿线地区沟谷发育，主要包括中低起伏中山、低山丘陵 及山地三种类型，河谷及台地多为旱田及水田，山地多为天然次生林 及人工林，东部山地分为长白山中山低山区和低山丘陵区,中西部平原 分为中部台地平原区和西部草甸、湖泊、湿地、沙地区。地貌类型种 类主要由火山地貌、侵蚀剥蚀地貌、冲洪积地貌和冲积平原地貌构成。 主要山脉有大黑山、张广才岭、吉林哈达岭、老岭、牡丹岭等。主要 平原以松辽分水岭为界,以北为松嫩平原,以南为辽河平原。吉林省地 吉林省鹤大高速公路科技示范工程实施方案吉林省鹤大高速公路科技示范工程实施方案 吉林省交通运输厅吉林省交通运输厅 8 貌形成的外应力以冰川、流水、风和其他气候气象因素的作用为主。 第四纪冰川在长白山的冰川剥蚀遗迹至今仍然可见。现代流水侵蚀作 用对地貌的影响很广泛，山地、丘陵、台地、平原、盆地、谷地多受 侵蚀、剥蚀、堆积、冲积等综合作用，形成了各种流水地貌，如河漫 滩、冲积洪积平原、冲沟等。火山地貌占吉林省总面积的 8.6%，流水 地貌占 83.5%，湖成地貌占 2.6%,风沙地貌约占 5.2% 。 鹤大高速公路全线按双向 4 车道高速公路标准建设，设计行车速 度为 80km/h，路基宽度为 24.5m。主线共设特大桥 4291m/3 座，大桥 24420m/70 座，中桥 1006m/13 座，小桥 224m/12 座，涵洞共 995 道， 隧道 20805m/19 座(其中 6 座连拱隧道)，互通立交 12 处， （其中新建 互通 11 处，续建互通 1 处） ，设 u 型转弯 2 处（其中 1 处与砬子河停 车区合建） 。分离立交 11 处，天桥 30 处，通道 119 处，管理处 3 处， 养护工区 4 处，服务区 4 处，停车区 5 处，收费站 11 处。项目的总 投资估算为 156.76 亿元，平均每公里造价为 6787.72 万元。鹤大高速 公路吉林段计划于 2012 年开工，建设工期为 4 年，2015 年末竣工， 以交通条件改善带动区位优势的提升，以加强吉林省与黑龙江省、辽 宁省的经济对接，促进三省经济的互动与交流，加快地区间产业链接 和资源整合。 本项目是以建设“安全路、快捷路、环保路、生态路、景观路” 为主题，以交通部“六个坚持、六个树立”的公路勘察设计新理念和 典型示范工程要点为指导，本着打造“特色路、精品路”的总体思想， 提升公路交通行业整体形象，降低公路建设对社会环境的负面影响， 吉林省鹤大高速公路科技示范工程实施方案吉林省鹤大高速公路科技示范工程实施方案 吉林省交通运输厅吉林省交通运输厅 9 将本项目建设成为吉林省东部的“生态景观大通道” 。 1.1.3 项目建设特点分析项目建设特点分析 （1）项目地处季冻地区，公路工程耐久性问题突出）项目地处季冻地区，公路工程耐久性问题突出 鹤大高速吉林段位于典型的季节性冰冻区，夏季温暖多雨，冬季 漫长寒冷。年平均气温 1.52.5，极端最低气温-38.4。吉林省近 年来交通量不断增长、重型车辆日益增多，对路基路面的承载力提出 了更高的要求。在季节性冻土区特殊的气候条件下，伴随着土体的冻 结和融化，路基发生冻胀和融沉变形，易导致路面出现开裂、沉陷及 翻浆病害。本工程路线设计原则为“随山就势、尽量减小填土高度、 放缓边坡、采用低路堤设计方案” ，路基冰冻稳定性影响更加显著。 并且季节性冰冻气候对沥青路面高温稳定性、低温稳定性及水稳定性 提出了更高的要求，加之氯盐类融雪剂的大量使用，路面盐冻问题也 十分突出。因此，在特殊气候条件、荷载等因素的综合影响下，公路 工程耐久性问题十分突出。 图图 3 纵裂及车辙病害纵裂及车辙病害 近十年来，依托交通运输部西部交通科技项目，季冻区公路工程 耐久性方面已取得了有关路基路面冰冻稳定性、路面结构和材料指标 吉林省鹤大高速公路科技示范工程实施方案吉林省鹤大高速公路科技示范工程实施方案 吉林省交通运输厅吉林省交通运输厅 10 等一些较为成熟的成果，期望在鹤大高速综合应用与总结提升后，可 形成系统的季冻区公路工程耐久性技术指南。 （2）实现桥梁设计基准期）实现桥梁设计基准期 100 年目标，亟需结构耐久性技术年目标，亟需结构耐久性技术 鹤大高速（小沟岭至抚松段）共设特大桥 4291m/3 座，大桥 24420m/70 座，中桥 1006m/13 座，小桥 224m/12 座。桥梁设计基准 期 100 年目标的实现是一项重要挑战。桥梁的耐久性问题实际上是各 种影响介质对结构的作用，这些介质不仅包括荷载作用，还包括环境 侵蚀作用等，归纳起来，有内因和外因两个方面。内因主要指材料自 身特性、结构设计不完善及施工质量问题，外因主要为荷载作用及环 境影响下的混凝土的冻融破坏、钢筋的锈蚀、盐蚀。就鹤大高速而言， 环境影响下的桥梁耐久性问题是考虑的中要内容之一。 鹤大高速沿线气候寒冷，冰冻期长，昼夜温差大、升降温速度快， 冬末春初和秋末冬初正负温频繁交替且变化急剧，并且目前撒盐融雪 方式应用还比较广泛，当时可以起到一定的作用，但随着自然环境的 温差变化，一旦环境温度下降，被融化的积雪又会结成冰，形成二次 冰冻，致使路面更滑，影响交通安全；另一方面，大量洒布融雪剂容 易形成桥梁钢筋锈蚀、环境污染等严重副作用，给桥梁安全带来隐患， 在这种情况下，冻融破坏以及盐冻破坏是影响北方地区基础设施耐久 性的一个重大问题。近年来，我国桥梁工程设计中多以通用图、经验 设计为主，精细化程度不高，也在一定程度上影响了桥梁结构的耐久 性。因此，实现桥梁设计基准期 100 年目标，亟需抗冻、抗氯盐、防 水层等结构耐久性技术。 吉林省鹤大高速公路科技示范工程实施方案吉林省鹤大高速公路科技示范工程实施方案 吉林省交通运输厅吉林省交通运输厅 11 （3）地形、气候增加了安全保障技术处理的难度）地形、气候增加了安全保障技术处理的难度 项目所经长白山区，地形复杂，地势起伏较大，长大纵坡数目较 多，所处地区春秋多雾、冬季降雪期长，降雪量大，年降雪量平均 320-700 毫米，积雪深度 1-2 米，积雪日数 258 天，降雪日数 1 45 天， 雾凇日数 1 65 天，车辆故障率较多，且存在暴雪封路致使高速拥堵、 客货滞留现象，亟需全天候通行路面和长大纵坡综合处理技术。 图图 4 公路雪害公路雪害 （4）地产材料的合理利用直接影响项目环保、经济和社会效益）地产材料的合理利用直接影响项目环保、经济和社会效益 鹤大高速途径长白山区自然保护区，为保护自然环境，路基取土 及挖土弃方既影响工程造价，又侵占林地资源、破坏环境。 由于路线途经长白山火山带，沿火山灰资源十分丰富，火山灰粒 料具有良好的隔温性能和抗冻性，可用作道路的隔温层和防冻垫层； 火山灰混合料用于路面基层，强度和抗疲劳性能接近于二灰碎石、水 稳砂砾等半刚性基层材料，而抗收缩性能和抗冻性能明显优于二灰碎 石、水稳砂砾；磨细火山灰能够改善沥青混合料路用性能，可明显提 高沥青混合料的高温稳定性，并改善低温抗裂性。因此，因地制宜合 理利用火山灰这一丰富的地产材料，可减少筑路过程中的挖方和弃方， 吉林省鹤大高速公路科技示范工程实施方案吉林省鹤大高速公路科技示范工程实施方案 吉林省交通运输厅吉林省交通运输厅 12 解决部分路面基层及面层材料需求，具有良好的社会、经济及环保效 益。 图图 5 长白山火山灰长白山火山灰 此外，鹤大高速沿线硅藻土资源也十分丰富，在道路工程中可以 作为高沥青含量的路面和防水卷材的填料，能有效地解决泛油和挤浆 现象，提高防滑性、耐磨性、抗压强度、耐浸蚀能力、大幅度地提高 使用寿命。 （5）项目沿线旅游及动植物资源丰富，生态环境保护至关重要）项目沿线旅游及动植物资源丰富，生态环境保护至关重要 鹤大高速公路位于长白山区腹地，沿线动植物与旅游资源丰富， 自然风景优美，特点如下： 1）吉林雁鸣湖国家级自然保护区 吉林雁鸣湖自然保护区于 2006 年正式批准为国家级自然保护区， 以保护牡丹江上游湿地及周边森林生态系统为保护目标的自然保护区， 属于“内陆湿地和水域生态系统类型”的自然保护区。该区位于敦化市 东北部，地处张广才岭东南麓，牡丹江上游，区内海拔 340 572m。保护区东西距长 44km，南北距长 23km，距敦化市城区 50km，地理坐标为东经 12811401284530，北纬 43392043 5128。 吉林省鹤大高速公路科技示范工程实施方案吉林省鹤大高速公路科技示范工程实施方案 吉林省交通运输厅吉林省交通运输厅 13 公路建设将穿越保护区，大部分为森林植被，小部分为湿地植被 和农田植被，传统工艺做法不可避免将会破坏森林和湿地植被，对区 域生态环境造成一定不利影响，需要采取必要而可行的生态保护措施， 以避免和减缓可能出现的生态不良后果。 图图 6 雁鸣湖自然保护区雁鸣湖自然保护区 图图 7 松花江三湖保护区松花江三湖保护区 2）吉林省松花江三湖保护区 吉林省松花江三湖保护区是以保护森林生态和水资源为主要目的 的综合性保护区，位于吉林省的东南部，地跨吉林市的桦甸、蛟河、 丰满三个市区和白山市的抚松和靖宇两县，其地理座标为：东经为 1263612836，北纬 42064351，系指松花江的松花湖、红石 湖、白山湖和连接三湖的松花江段水域以及沿湖江周边划定的陆地范 围。 鹤大高速公路主线在 k671+500k746+800 间约 75.3km 及 k750+000k753+600 间约 3.6km、抚松新建段在 k3+000k6+000 间约 3.0km、改造泉阳连接线在 k1+820k7+920 间约 6.0km 的路段 穿越吉林省松花江三湖保护区的远湖区；将要砍伐沿线林木，破坏森 林植被，对保护区森林生态系统及涵养水源有可能带来一定不利影响， 吉林省鹤大高速公路科技示范工程实施方案吉林省鹤大高速公路科技示范工程实施方案 吉林省交通运输厅吉林省交通运输厅 14 需要采取必要的保护措施，减缓生态不利影响。 3）植物资源 沿线山地地表植被以森林为主，按植物地理区划属长白山植物区 系、红松真阔混交林为其地带性植被的顶级群落。山地分布的多为次 生的红松云冷杉落叶松为主的针阔混交林；谷地则多为次生的阔 叶林，形成了大面积的杂木林、蒙古栎林、杨桦林、柞桦林、柞树榛 子灌丛及色、椴、榆、枫、桦等组成的次生阔叶林。此外，本区人工 林的发展也较快，长白落叶松、樟子松、红松成为本区主要的人工林 植被，且分布面积较大。 图图 8 黄檗黄檗 图图 9 水曲柳水曲柳 图图 10 红松红松 沿线常见植物种类主要为针阔混交林中的红松、云/冷杉、长白落 叶松等针叶树种，以及胡桃楸、黄檗、水曲柳、山杨、春榆、青楷槭、 白桦等阔叶树种，榛、胡枝子、忍冬等灌丛。国家重点保护植物主要 有红松、黄檗、水曲柳，其中红松、水曲柳属常见种，黄檗属稀有种。 4）动物资源 该项目所经区域的森林为野生动物提供了较好的栖息环境，加上 吉林省实行了十几年的野生动物禁猎政策，野生动物种群、数量近年 吉林省鹤大高速公路科技示范工程实施方案吉林省鹤大高速公路科技示范工程实施方案 吉林省交通运输厅吉林省交通运输厅 15 来得到了一定恢复。 拟建公路经过的吉林靖宇省级自然保护区内发现的野生动物，其 中两栖纲 2 目 6 科 13 种，爬行纲 1 目 3 科 12 种，鸟纲 15 目 24 科 93 种，哺乳纲 7 目 15 科 40 种。其中已被列入国家重点保护野生动物 名录的有 22 种。 综上可见，拟建项目所处区域的沿线旅游及动植物资源丰富，鹤 大高速公路的建设不可避免会改变征地范围内的原始地貌，破坏原生 植被，同时会对动物迁徙及栖息地环境造成影响，生态环境敏感性高。 因此，加强公路路域生态恢复与重建工作，也应成为鹤大高速公路建 设环境保护管理的主要目标。 （6）项目区水系发达，水环境保护要求极高）项目区水系发达，水环境保护要求极高 1）河流水系 图图 11 二道松花江二道松花江 图图 12 哈尼河哈尼河 本项目地处长白山区，水系发育、河流众多，水环境极为敏感。 鹤大路经过的水系有松花江一级支流的牡丹江水系、第二松花江水系、 松花江水系、鸭绿江水系。水体功能保护类别均为类或类水体。 2）敦化饮用水源保护区 敦化市第一生活饮用水水源保护区位于敦化市西南部，处于贤儒、 吉林省鹤大高速公路科技示范工程实施方案吉林省鹤大高速公路科技示范工程实施方案 吉林省交通运输厅吉林省交通运输厅 16 红石、江源乡镇一带的牡丹江上游，总面积 1352.17km2，包括一级区、 二级区及准保护区，其中一级保护区面积 0.17km2，二级保护区面积 9.3 km2，准保护区面积 1342.7km2。准保护区的范围为从牡丹江干流 取水口下游 300m 以上除一、二级保护区以外的整个汇水区域。拟建 公路主线在 k595+000k631+000 段穿越敦化市第一生活饮用水水源 准保护区，穿越长度约 36km，需要占用和砍伐准保护区内一定数量 的树木，可能会对该区的水源涵养功能造成一定程度的不利影响，需 要采取必要的生态保护与减缓措施，使生态影响降至可接受程度。 此外，鹤大路小沟岭至抚松段有 8 处敏感水体，跨越这些敏感水 体的 11 座桥梁需要对桥面径流进行收集处理，不得直接排入敏感水 体。 如此大规模的寒冷地区路桥面径流收集与处理系统建设，在吉林 省乃至全国高速公路建设中均属首次，同时对运营期水环境敏感路段 的交通安全保障提出了更高的要求。 （7）项目隧道数量多，通风照明费用高，节能任务重）项目隧道数量多，通风照明费用高，节能任务重 鹤大高速（小沟岭至抚松段）共隧道 20805m/19 座(其中 6 座连 拱隧道)，与之配套的设施的规模和数量大，因此能源消耗也随之增加。 以隧道照明为例，据统计山西雁门关隧道全长 11 公里，每月电费将 近 30 万元；终南山隧道 36 公里，每月电费 200 万元以上。隧道照明 费用的支出已经成为公路运营过程中的巨大负担，因此隧道工程能源 消耗费用是需要解决的难题！ 1.2 科技示范工程的必要性科技示范工程的必要性 吉林省鹤大高速公路科技示范工程实施方案吉林省鹤大高速公路科技示范工程实施方案 吉林省交通运输厅吉林省交通运输厅 17 鹤大高速公路路线处于东北典型季冻区，气候条件恶劣，夏季温 热多雨、春秋两季昼夜温差大及冬季寒冷漫长，极端最低气温-38.4； 使公路工程抗冻耐久、安全运营面临诸多考验。沿线地产材料火山灰 及硅藻土资源丰富，合理利用既可提高工程质量，又可降低工程造价； 沿线涉及雁鸣湖国家自然保护区、敦化第一饮用水源保护区、国际野 生东北虎保护优先区、长白山国家级自然保护区等，生态恢复及环境 保护十分重要；沿线地貌多样、地质条件复杂，存在诸多安全隐患， 因此，鹤大高速公路是集季节性冰冻气候及生态敏感区于一体的代表 性公路建设案例。基于生态敏感区高速公路的建设特点，依托鹤大高 速公路的建设，开展“白山松水白山松水、抗冻耐久、安全通畅、吉祥鹤大抗冻耐久、安全通畅、吉祥鹤大” 科技示范工程建设既是解决季冻区公路工程本身建设技术难题的需要， 同时也是生态敏感区公路建设的需要。 由于鹤大高速科技示范工程所需的科研成果的成熟度不同，适用 条件不同，在用于季节性冰冻地区生态敏感区的鹤大高速时，拟采用 的路基路面与桥梁耐久性技术、路面全天候通行及长纵坡安全保障技 术、地产材料集成应用，生态景观技术、敏感水体保护技术，从而依 托科技示范工程的有效载体作用，全面促进科技成果的推广应用和转 化，最终实现科技支撑与引领出精品工程的目标。 1.2.1 示范的指导思想示范的指导思想 基于鹤大高速公路的功能定位、环境特征及技术需求，按照建设 资源节约环境友好型交通运输行业和安全畅通便捷绿色的交通运输体 系的要求，依托鹤大高速公路的建设，立足项目技术需求与工程实践， 吉林省鹤大高速公路科技示范工程实施方案吉林省鹤大高速公路科技示范工程实施方案 吉林省交通运输厅吉林省交通运输厅 18 紧紧围绕科技成果的推广应用，有针对性地实施： （1）季冻区公路工程耐久性及安全运营保障技术 （2）地产材料开发集成应用提升关键技术 （3）敏感环境及水体保持创新技术 （4）大美融入与文化挖掘及旅游服务综合技术 通过以上建设管理技术，确保工程质量耐久和安全运营，推动 “两型”社会公路建设，为吉林省建设国省高速公路及至季冻区高速 公路建设发展发挥典型示范作用。 1.2.2 示范的意义示范的意义 目前，吉林省高速公路里程已达 2250 公里，在未来的“十二五” 期间内，还要建设 2250 公里，通过本项目的实施，充分借鉴总结国 内已有示范工程的经验，依托大院、大所和大学等多年的科技成果积 累、交通部西部交通建设科技支持十年来的多项创新成果，利用重点 实验室开放交流、人才培养、成果转化的平台基础作用，我们将抓住 吉林省交通公路仍要又好又快发展的机遇，发挥科技示范的集成应用、 创新提升、有效载体作用，全面推动、带动和促动我省公路交通科技 整体实力和水平的提升，为季冻区公路的建设和运营做出贡献。 1.2.3 总体目标总体目标 以建设鹤大高速公路“白山松水、抗冻耐久、安全通畅、吉祥鹤白山松水、抗冻耐久、安全通畅、吉祥鹤 大大”交通科技推广示范与宣传基地为目标，有针对性地开展有针对性 地开展季冻区生态敏感区高速公路设计理念及管理制度创新性研究和 地产材料开发集成应用提升关键技术、积雪冰冻地区道路长陡纵坡综 吉林省鹤大高速公路科技示范工程实施方案吉林省鹤大高速公路科技示范工程实施方案 吉林省交通运输厅吉林省交通运输厅 19 合技术的科技攻关，敏感环境及水源保护创新技术、大美融入与文化 挖掘及旅游服务综合技术，服务鹤大高速公路建设，促进交通技术科 技成果的转化与应用，提升我国季冻区生态敏感区公路建设技术水平。 此外，通过科技示范工程的建设，探索交通科技集成创新和成果转化 的有效方式，总结、提升我国交通运输科技成果推广应用管理水平。 吉林省鹤大高速公路科技示范工程实施方案吉林省鹤大高速公路科技示范工程实施方案 吉林省交通运输厅吉林省交通运输厅 20 2. 前期工作和科研基础前期工作和科研基础 2.1 申报单位前期准备工作申报单位前期准备工作 吉林省交通运输厅，坚持以科学发展观指导高速公路建设。在建 设理念上，认真贯彻落实交通运输部提出的“以人为本、安全、生态、 环保、耐久”建设新理念，先后实践在吉延、营松等高速公路的建设 中。同时，在工程实践中注重科学研究，联合科研院所、高校，先后 立项开展了多项寒区筑路技术、景观环保、安全保障、冰冻耐久、节 能等方面的技术研究，近 10 年来，吉林省已有 180 项交通科技项目 通过鉴定验收，其中西部交通建设科技计划项目 15 项，部联合攻关 项目 8 项，国家重点科技攻关项目 1 项，交通部重点科技项目 1 项， 省交通建设科技计划项目 155 项，同时项目科技依托单位交通运输部 科学研究院、交通运输部公路科学研究院具有众多经验丰富的专家和 学者，拥有一批先进的科研成果，可作为本项目的技术依据，为本项 目的开展奠定了基础。 2.2 示范工程的配套条件示范工程的配套条件 （1）将拟推广应用的新技术、新材料、新工艺以及新装备纳入 设计内容，保证了“四新”技术的推广应用在工程建设中能够得到实施； （2）完善了动态优化设计机制及工程变更管理办法，保证了因 科技示范工程建设而发生的工程变更有经费保证； （3）为项目科技攻关提供了配套研究经费。 2.3 申报单位的科研能力申报单位的科研能力 吉林省鹤大高速公路科技示范工程实施方案吉林省鹤大高速公路科技示范工程实施方案 吉林省交通运输厅吉林省交通运输厅 21 本项目由吉林省交通运输厅组织，项目参加单位有吉林省高等级 公路建设局、吉林省交通科学研究所、吉林省交通规划设计院，依托 科技单位为交通运输部科学研究院、交通运输部公路科学研究院。 吉林省交通运输厅吉林省交通运输厅作为吉林省交通运输行政主管部门，负责全省 公路建设及运营管理工作，同时对交通科研工作进行统筹管理和组织 实施是其中的一项重要内容，在全省交通科技管理方面具有丰富的组 织经验，具备组织开展交通科技成果推广应用的能力。 吉林省高等级公路建设局吉林省高等级公路建设局是开展季冻区公路科研工作的主要单位 之一，结合长平、 长吉、 长营、延图等高速公路和多座特大桥的建 设工作，承担了多项省、部级科研课题的开发研究工作，有科研成果 在省、部及国家获奖。已完成的相关研究成果包括“生态敏感区高速 公路景观及资源环境综合保护技术研究与示范”、 “季冻区软土路基沉 降研究”、 “浇注式沥青混凝土的应用研究”、 “寒冷地区隧道保温防冻技 术研究”、 “路基回弹模量与弯沉验收标准研究”等。 吉林省交通科学研究所吉林省交通科学研究所是吉林省交通行业专业科研单位，近十年 来，已完成公路科研项目 100 多项。其中 15 项获省部级科技进步奖， 32 项获厅级科技进步奖。拥有发明专利 9 项。主持或参加完成的 “草 炭土地区公路建设技术研究”、 “火山灰在道路工程中的应用”、 “硅藻土 改性沥青混合料在道路工程中的应用”、 “季节性冰冻地区路基路面稳 定技术研究”、 “东北地区高速公路路面典型结构及路面材料指标的研 究”、 “公路隧道太阳能照明系统”、 “橡胶粉改性沥青的应用研究”、 “高 等级公路安全技术开发及对策”等，这些科研成果广泛应用公路建设 吉林省鹤大高速公路科技示范工程实施方案吉林省鹤大高速公路科技示范工程实施方案 吉林省交通运输厅吉林省交通运输厅 22 和生产实际，获得巨大的社会经济效益。2007 年 12 月被认定为“季节 性冻土区公路建设与养护技术交通行业重点实验室”，实验仪器设备 先进、齐全，为本项目研究的顺利进行提供了有力保障。 吉林省交通规划设计院吉林省交通规划设计院结合长平、 长吉、 长营、延图等高速公 路和多座特大桥的勘察设计工作，承担了多项省、部级科研课题的开 发研究工作，有多项设计和科研成果在省、部及国家获奖。已完成的 相关研究成果包括“装配式予应力混凝土矮 t 梁力学性能及施工工艺 研究”、 “高等级公路沥青路面柔性基层(级配碎石)的研究”、 “路基、路 床填料及施工工艺研究”、 “沥青路面设计指标与参数的研究”、 “九站松 花江特大桥模型试验与结构分析”、 “多年冻土地区公路修筑成套技术 研究”、 “高等级公路柔性基层沥青路面优化组合设计的研究”、 “填挖交 界路基变形与稳定机理研究”等。通过科研工作的开展，有效地解决 了设计中面临的工程问题，经过多年的实践，能够将科研成果有效地 融合到设计工程中。 2.4 科技依托单位的科研能力科技依托单位的科研能力 交通运输部科学研究院交通运输部科学研究院是国内最早开展公路环境保护技术研究的 单位之一。已完成的相关研究成果包括“公路路域生态工程技术研究”、 “环境友好型广东云梧高速公路建设对策研究”、 “天山公路环境保护研 究”、 “西部地区公路建设中的环境保护对策研究”、 “多年冻土地区公路 生态环境保护与评价技术研究”、 “广东渝湛高速公路生态公路技术研 究”、 “青藏公路高边坡生物防护技术研究”、 “西部公路建设中水资源保 护技术研究”、 “长白山区公路建设中生态及景观恢复及再造技术研究” 吉林省鹤大高速公路科技示范工程实施方案吉林省鹤大高速公路科技示范工程实施方案 吉林省交通运输厅吉林省交通运输厅 23 等等。正在开展的项目有“西部公路建设中资源保护成套技术”、 “三江 并流区公路建设生物多样性保护”等。这些研究为本项目的开展奠定 了良好的基础。交通运输部科学研究院筹建了“路域生态工程技术实 验室”、 “水上污染损害评估与溢油应急技术实验室”，已购置了大批实 验仪器，为本项目研究的顺利进行提供了有力保障。 交通运输部公路科学研究院交通运输部公路科学研究院承担了大量国家相关部门、交通部和 一些省、市的重大科研项目以及国家与行业标准规范的制定、修订工 作。1978 年以来，全院共获科研成果 868 项，其中获国家和省部级科 研成果奖 261 项。1988 年科技体制改革后，该院面向公路建设主战场， 投资兴办经