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山区公路路线勘查设计的可行性研究

摘要:在地势崎岖、地质复杂、区域气候多变、生态环境脆弱的山区中,合理的路线设计为大幅降低公路项目的路线标高、缩短公路里程、改善不良地质条件、提高行车的舒适度与安全性,以及保护山区自然生态等方面,均表现出重要的意义和作用。本文从“注重安全、节约用地、保护环境、方便群众”的路线勘查设计新理念出发,提出了通过科学勘测对山区公路路线方案进行可行性研究的具体方法,阐述了路线设计中加强各关键指标控制的对策措施。

关键词:路线勘查;  路线设计;  设计理念;  山区公路

Abstract: in the rugged terrain, geological complex, regional climate changeful, weak ecological environment in the mountainous area, the reasonable route design for highway project to sharply reduce the route of the highway mileage of elevation, shorten, improve the bad geological conditions, improve the comfort and safety driving, and protect mountain natural ecology, etc, all show the important significance and function. This paper, from the "notice safety and economical use of land, protect the environment, convenient for people" of the route of the new design exploration situation and put forward through the scientific survey on the mountain highway route schemes of the feasibility study methods, this paper expounds the design of the route to strengthen the control of the key indicators countermeasures.

Keywords: route exploration; Route design; Design concept; Mountain area highway

中图分类号:S611    文献标识码:A     文章编号:

1 现代设计理念在山区公路路线勘查设计中的应用

作为公路建设的基础环节,通过科学详细的勘查工作合理选择公路线位,是公路建设项目成功的前提,特别是在地势崎岖、地质复杂、区域气候多变、生态环境脆弱的山区中,合理的路线设计为大幅降低路线标高、缩短公路里程、改善不良地质条件、提高行车的舒适度与安全性,以及保护山区自然生态等方面,均表现出重要的意义和作用。

随着我国交通事业与基础建设事业的不断发展,公路勘察与路线设计的工作内容和要求也在不断进步和完善。新的设计理念要求设计师以“注重安全、节约用地、保护环境、方便群众”为原则,在兼顾沿线各方利益的基础上,以灵活布线方法顺应地势地貌,经反复勘查论证,使路线满足设计规范的标准,最终选取先进、合理、经济的设计方案,使其与周围环境达到协调统一。应结合山区地形,均衡其平、纵、横等各断面及曲线所采用的指标,以路线线形合理诱导驾驶员的视线,并减少高填深挖对山区地质环境的不良影响。

2 路线设计方案的确定

2.1 运用先进测绘手段进行可行性分析研究

由于山区地质构造复杂,常存在不同程度的滑坡、断裂等病害,因此必须以先进的勘测手段对山区整体的地质、生态系统进行科学评价,对地质病害的发生位置和程度进行分析,使桥涵等构造物尽可能远离不良地质路段,并根据岩层方向,使挖方边坡等处于有利位置, 避免坡面的失稳造成大面积的滑塌。对于无法避绕的不良路段,则应通过超前分析预测可能发生的地质灾害并采取有效的措施予以防治。

可行性研究是指在确定大范围路线走廊带符合规划走向的基础上,利用小比例地形图纸上定线与现场调查相结合的方式进行方案的论证,由可行性评审会确定路线推荐走廊带。并以该走廊带为基础进行OD调查,经评审会确定路线走廊带上的各段局部推荐方案。结合评审意见,初步针对地形、地貌、地质条件和地方规划等因素进行设计,并在对项目走廊带与主要控制点内可能的路线方案进行大量调查和比选工作,进一步确保各段路线设计方案的可行性和科学性。

2.2 路线方案的确定

由于原有低等级路段往往已占据了最佳甚至唯一的走廊,在制定山区高等级公路的建设方案时,可优先选择对原有公路进行改建,在确保技术标准的同时缩短路线长度。针对必须新建的路段,则应在选定路线基本方向后确定局部线位方案。

以河谷断面为例,其沿途多为开阔段与峡谷段相间环境且呈现出“U形”(较稳定)或“V形”(发育不完全)形态,该断面的特点是河床比降大、自然纵坡远大于路线平均纵坡,因此洪水持续的时间虽短,但流速快、冲刷剧烈,危险性高,是影响公路设计与施工的重要因素之一。此时应选择山体较稳定的一侧,并对其岩性及裂隙等情况进行分析,避开不良地质路段。对线位好、岩层稳定的开阔河谷,可相应提高公路等级,而在线位差,岩层纹理杂乱,路基不稳定的情况下,由于岩石的力学性能多变, 通常采用的工程措施都不理想,因此路线方案中应尽可能避开这一侧。对于狭窄沟谷,其自然坡度都较大,线位越高,填挖方量越大,上、下边坡都伸得较远,对自然环境破坏大,防护工程也较多。由于河床太窄或前后路线高度的控制可走此线位。该线位的特点是尽量少破坏山体,减少对环境的影响,适当占用河岸,在行洪较紧张的河床断面段,可适当开炸对面河岸,以利于泄洪。路基抗冲刷防护应慎重,否则有断道的可能,狭窄沟谷常采用此线位。

3 路线设计中几个关键问题的控制

3.1 平曲线的控制

作为决定山区公路路线设计质量的关键,平曲线的设置必须引起设计师充分的重视。山区高速公路、一级、二级、三级、四级公路的行车速度分别采用80km/h、60km/h、40km/h、30km/h、20km/h的标准,而依照《公路路基设计规范(JTGD30- 2004)》规定,当车速≥60km/h时,同向曲线间最小直线长度以不小于行车速度的6倍为宜;反向曲线间最小直线长度以不小于行车速度的2倍为宜。考虑到缓和曲线段的加宽和超高,汽车从直线到曲线行驶,与直线长度关系较小,而为与山区的特殊地形地貌相吻合,减少大面积填挖对环境的破坏,仅从驾驶员操作过程的需要考虑,同向弯道之间直线段上行驶大于5s,反向曲线间行驶大于3s即可。

小偏角往往给驾驶员视觉上造成直线路段的假象,导致行驶占道,可以调整前后线型,有时适当增加工程数量来解决。大偏角问题在山区公路设计中经常遇到,尤其是在确保高速度驾驶中司机视觉的连续性方面,其曲线半经、长度应尽量使线型标准高一些,确保曲线圆滑顺畅,有条件时还要设置视距平台。

3.2 横、纵断面的控制

山区地势通常具有较大的起伏,为降低工程量及工程对环境的破坏,不必对公路的整个横断面取同一标高,也不必设计成整幅路基,可设计成分离式断面。既较低工程造价,同时也降低了对周围自然环境的破坏。

在满足公路防洪需要的前提下,为合理降低路堤高度,可通过埋管等手段解决通道下的集水问题。为适应山区公路汽车载重量大的特点及其地形特征,其纵坡设计通常不宜过长。一般公路缓和坡段应<3%并>150m,高等级公路则应<2%,应充分利用大纵坡在满足坡长限制的条件下去克服高差以争取高程。一般情况下结合地形特点、排水要求等,将坡长控制在最小坡长的2~4倍为宜。纵坡过小将使展线距离增长,增大了高架桥和支挡防护工程量;纵坡过大,则可能严重影响行车速度和通行能力,必要时还需增加爬坡车道,因而选择经济合理的纵坡设计方案应从工程措施、建设费用、营运费用、技术标准等多方面进行综合比较。设计中应注意平纵线型的优化组合,在雨量大的地区适当强化排水系统,还应加密加大涵洞,加深加宽加陡排水沟,路肩和路面的横坡也应适当增大。此外,山区公路有时也存在平坡或纵坡<5‰等问题,而山区通常多暴雨,平坡导致道路排水困难,因此雨天山区道路常因积水导致车辆飘滑而造成安全事故。有鉴于此,应加强这些路段的路基路面排水设计,通过加陡、加深排水沟,加大、加密涵洞,并适当增加路肩、路面的横坡,使道路满足该路段的排水需要。实践中,水泥混凝土路面的路拱横坡通常取2%,沥青路面的路拱横坡取2.5%~3.0%,土路肩再提高1%~2%左右。

4 结语

综上所述,随着我国公路建设向着山区环境不断扩展,山区公路的路线勘查设计也成为了公路建设工作者面临的首要问题。要解决山区地形、地貌、地质为项目设计施工带来的巨大困难,必须重视路线设计中由面到带、由带到线的反复论证和不断优化,使路线线形连续、平顺,适应地形变化,在提高行车安全性的同时避免施工对山体形态改变引起的地质问题和生态破坏,并尽可能减少公路工程病害,延长其使用寿命。

参考文献

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