山区公路路线设计中应注意的几点事项

2012-08-30 16:54:00 科学时代·下半月 2012年6期

刘土强

[摘 要] 本文结合清远市山区公路勘察设计工程实践,分析了在山区公路路线设计中安全、环境保护、灵活设计、边坡治理、先进技术等方面需要注意的问题,对工程设计人员如何做好山区公路路线设计具有一定的参考价值。

[关键词] 山区公路路线设计注意事项

一、前言

清远市山区地形复杂,多高山峡谷,地质、水文条件复杂,构造作用活动频繁,工程地质条件脆弱,受其影响,坍塌、滑坡、泥石流等地质灾害类型多,规模大,分布范围广。这些特点不仅给公路勘察设计工作带来许多不便,而且由于工程数量多,施工难度大,决定了山区公路路线设计技术性强,涉及面广,路线设计人员不但要精通路线设计,还要具有其他相关专业的知识。因此,如何结合现场的实际情况灵活应用设计规范和技术标准,最大限度地完善设计,有效地控制成本,认真总结山区改建公路路线设计的经验及教训,对于合理、快速、高效地完成公路勘测设计任务,提高设计质量、降低工程造价都具有积极的意义。下面本人就结合多年山区公路勘察设计工作实践,对山区公路路线设计工作提出一些看法,供广大同行参考指正。

二、坚持以人为本,树立安全至上的设计理念

2004年9月,全国公路勘察设计工作会议提出了“六个坚持,六个树立”的公路勘察设计新理念。第一个就是“坚持以人为本,树立安全至上的理念”。因此,必须将“安全意识”引入到道路的设计中,通过完善的道路设计,来有效地控制交通安全,减少山区交通事故,从而减少经济损失。

安全是公路设计和建设需考虑的首要因素,它包括工程实体安全和运营安全2个方面。从公路设计角度,则应重点消除公路本身引起的使用安全问题,尽可能采取“主动”的预防和容错措施,必要时辅以“被动”的防护措施。 在“主动”预防措施中,改进线形设计对于提高行车安全最为有效,优良的线形是保证行车安全的根本,可直接消除事故诱因。在山区公路路线设计中应重点考虑以下几个问题:

1.注重指标的连续与均衡。

山区公路由于地形、地质等条件的限制,无法采用很高的技术指标,路线总体设计时要考虑各种条件限制,将路线分为若干设计单元,分别采用不同的技术指标,并注意不同设计单元之间连接路段技术指标的均衡与连续,做到高低指标的合理过渡。直线是平面设计中最常用的线形,设计简单,方向明确,距离短捷,但过长的直线易使驾驶员感到单调、疲倦,难以准确目测车间距离,增加夜间行车车灯眩目的危险,还会造成超速行使,而导致交通事故的发生,因此直线不宜过长,应控制在20(V+△V)范围内,其中V为设计行车速度,△V为直线段的实际行驶速度与设计行车速度的差值,一般取△V=15~20km/h。

2.纵面设计时,注意避免长陡坡的出现。

山区公路设计应“先纵后平”。由于山区公路地形起伏较大,特别在越岭路段路线布设时,应着重考虑坡长限制、平均纵坡,尽量避免长陡坡的出现。具体做法是:首先规划纵面升、降坡方案,找出控制因素,然后再敷设平面线位,即所谓“先纵后平”。当单方向连续纵坡较长时,应首先考虑绕行或设置隧道方案,尽量避免出现“长陡坡”;当“长陡坡”不可避免时,应考虑设置避险车道。

3.尽量降低施工难度,保证施工安全性。

山区公路地形、地质条件复杂,桥隧、高边坡众多,施工环境恶劣,稍有不慎便会引发塌方等安全事故,影响施工质量和进度,我们应把施工难度作为方案控制因素,力争在选线时尽量降低施工难度。

4.采用人性化的交通标志、标线,进一步提高行车主动安全性。

三、坚持环保选线,最大限度保护生态环境

虽然建设公路是经济发展的需要,但山区公路因其要求的线形指标较高而所处环境复杂,平纵面线形不可能与地形完全吻合,对环境破坏较大。故其路线设计应从环境保护的角度出发,本着“不破坏就是最大的保护”的原则,将公路自身的平纵面线形、路基宽度、构造物及沿线设施等与沿线自然特性及人文景观融为一个有机的整体,尽可能在设计前期阶段将公路建设对环境的破坏降至最小,以满足社会可持续发展的需要。主要措施有:

1.坚持地质选线的原则,避绕工程地质不良区域。

由于山区地质构造复杂,有些灾害具有极强的隐蔽性,处理不当会对公路施工和运营带来不可估量的影响,还将直接影响区域的自然环境。因此,在设计过程中,应加强地质调查和勘察工作,在选线时尽可能避开具有潜在流失源的不良地质路段,如易滑坡山体、流沙地段等,坚持地质条件决定路线走向,减少山区水土流失,避免造成新的地质灾害。

2.坚持地形选线的原则,路线布设与地形相协调。

路线走向尽量与河流、山川相吻合,不强拉直线,硬性切割地形,要顺势而行,且注意对生态敏感地区的影响。公路运输线路长,其间会穿越各种生态系统,如:各类自然保护区、野生动植物保护及栖息地、水土流失重点防治区、森林公园、成片林地与草原、水源区、湿地等。公路在穿越或接近这些地区时,有可能影响到这些地区的生态平衡,破坏自然资源。因此山区公路建设应尽可能保证原有生态系统的连续性,注意避让环境敏感区。

3.节约用地的原则。土地,尤其是耕地,是偏僻山区极其宝贵的自然资源。公路建设不可避免地占用土地,会加速减少本已不多的耕地,加剧对剩余耕地的压力,因此在路线方案布设时应时刻考虑尽量减少对耕地的占用。

四、科学掌握标准,灵活运用指标

1.地形较好路段,采用较高设计指标。

如果地形、地質条件许可,在增加工程量数量不大的情况下,线形指标可按标准提高一级设计速度来掌握。例如设计时速40km/h的山区二级公路,可按60km/h的设计速度掌握平、纵面线形指标。这样,即使将来由于交通量增长而需要提高道路等级,也可以将其用作高级公路的半幅而不需要重建路基及各种构造物,避免了重复修建的费用及改造的困难。

2.困难路段,适当降低设计车速

在以往的工程设计实践中,对于地形、地质条件极为复杂的地段,如仍采用较高设计车速,将对周边环境造成巨大的破坏并可能诱发新的地质灾害,为更好地保护生态环境,减少工程投资,这些地段我们往往按30km/h来掌握。

3.工程艰巨路段,灵活运用次要技术指标

标准规范中的指标有主次之分,主要指标,是指对安全、功能有重大影响的指标,如最小圆曲线半径、最大纵坡、视距等;次要指标,是指在满足安全的前提下,主要影响美学或舒适性的指标,如曲线间直线长度等。

山区公路的线形设计要比平原微丘区复杂困难得多,尤其是线形的立体组合,除满足汽车正常行驶速度外,还必须考虑行车速度对安全方面的要求,刻意追求高标准的线形体系势必将会增大工程量,增加投资,提高破坏生态环境的机率。为此,在工程艰巨地段,在设计中原则应予保证主要指标,对于次要指标,当对环境不构成影响时,可采用较高值,当对环境存在影响时,应采用较低值。如省道1960线连山小三江至福堂段,原有公路线形指标低,改建时设计如严格按标准规范执行,势必造成大量浪费和对环境的较大破坏。因此,设计中对曲线间直线长度、回旋线长度及超高渐变率等适当进行了降低。当对环境和生态影响巨大时,为了保护环境,可突破使用。如在S348线英德金丰至清新五一段段,结合实际地形、地质条件在保证平面线形连续,纵坡均衡的条件下,为协调配合地形,对线形标准做了灵活修正。对缓和曲线在满足《标准》规定的最小长度时,采用了起出规定的超长缓和曲线; 省道1953线连州市大水边至南风坳段,对同向、反向曲线间直线长度的控制比《规范》建议值有所减短(减至同向2.5v、反向1v),S型缓和曲线参数A值比一般情况要小,这些措施都收到了较好的成效。

4.在冰害路段,适当加宽路基。

清远地处粤北山区,局部路段冬季结冰严重,影响行车安全,车辆碰撞、追尾和侧滑等事故时有发生。为保证行驶安全,结合地形条件,在X388线连州清水至湖南交界段设计中将部分路基加宽至10m,并适当调整了纵坡,减少了安全事故的发生,确保了每年春运的顺利进行。

标准和规范是多年经验的总结,是搞好技术工作的行为准则。我们提倡灵活掌握运用标准指标,总的原则是,强制性指标要严格执行,一般性指标灵活运用,超限指标论证采用。在具体设计工作中要防止两种倾向:

第一种倾向是,认为标准越高越好越安全。当前,一些地方在理解标准规范的本质上,认为标准和技术指标是越高越好越安全;在适用标准规范上,往往是生搬硬套,不考虑实际需要。我们作为设计者应当消除这种倾向,防止不顾环境承受力,不计造价盲目追求高标准高指标的现象。

第二种倾向是,随意突破标准,特别是强制性指标。特殊情况下,经过充分论证,可以在个别技术指標上有所突破,但要保证安全,绝不能乱突破,随意突破。

五、山区公路的边坡治理也是不容忽视的重要问题

随着公路等级的不断提高,边坡防护也越来越受到重视。山区公路,高填深挖较多,边坡加固和防护措施如果不得力,极易引发各种边坡病害。因此, 在山区公路勘察设计时,对路基设计,尤其是在高路堤、陡坡路段和深路堑处,要不同于一般路基,应精心设计,使边坡处于安全稳定的状态,对山区公路边坡防护更应给予积极关注。注意事项有:

1.设计单位要重视前期勘察工作,尽量将地质、气候、水文等情况掌握详细些,为搞好设计提供准确的第一手资料;

2.尽量减少高填深挖,而用桥梁和隧道代替,这样既可以减少对自然环境的破坏,也可消除或减轻为搞好边坡防护与加固带来的问题,从而减少山区公路的隐患。

3.目前治理边坡的技术较多,主要有抗滑桩和锚索加固、预应力锚索+地梁、SNS柔性防护系统、三维植被网植草防护、土工隔栅和土工布、土工模袋混凝土、夯(冲)击式压路机等方法,具体处理措施可根据具体情况选用。

六、结语

山区公路路线设计是公路设计中的关键环节,路线设计的好坏,直接影响到公路路网结构的合理、汽车运营的安全舒适、线形指标的合理、工程造价的控制、地形景观的协调。因此设计中应把握好最佳线形选择的科学指标,合理采用路线标准,综合考虑各主要影响因素,才能设计出一条经济上合理、技术上实用的路线。总之,发展山区公路是解决山区经济滞后、提高山区人民生活水平的一件大事,而我们作为公路建设者,应该担负起精心设计、精心施工的责任, 为促进我国山区公路事业快速、健康和可持续发展贡献出自己的一份力量。

参考文献:

[1]交通部公路司 《新理念公路设计指南》人民出版社 2005.10

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