山區(qū)高速公路路線設(shè)計問題的若干思考

隨著高速公路逐漸向山區(qū)延伸，其所在區(qū)域復(fù)雜的地形、地質(zhì)、水文條件導(dǎo)致了山區(qū)高速公路的路線設(shè)計、總體設(shè)計具有其自身的特點，且明顯地區(qū)別于平原區(qū)高速公路；山區(qū)高速公路的工程規(guī)模大、路基寬度寬、服務(wù)設(shè)施齊全，亦遠非以往的山區(qū)低等級公路所能比擬。因此，如何準確地把握山區(qū)高速公路的特點、難點，合理地掌握技術(shù)標準，靈活地布設(shè)線位，不僅關(guān)系到公路的使用功能、服務(wù)水平，也是降低工程造價和運營成本的關(guān)鍵，迫切需要加以認真研究和探討。

一、更新設(shè)計理念。把握路線設(shè)計的關(guān)鍵

山區(qū)高速公路的特點要求我們在繼承以往成功經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，設(shè)計理念要有所提升，設(shè)計思路要有所創(chuàng)新。

1、山區(qū)高速公路路線設(shè)計的理念

(1)把握總體設(shè)計的理念，達到辯證的統(tǒng)一。

不管是我們的習(xí)慣做法，還是有關(guān)規(guī)范標準的條文規(guī)定，高速公路的路線是”綱”，橋、隧、交叉附從于路線。所有這些，并不是說構(gòu)造物位置選擇的合理性、設(shè)置的經(jīng)濟與否等屬于次要的地位而不去充分地研究；而是將這些問題或矛盾“拜托”給了路線組。在進行線位的布設(shè)過程中，需要充分研究諸如路基橫斷面的位置及形式的選擇，橋梁軸線的選擇，隧道的形式、軸線位置及洞門位置的選擇，交叉的位置及形式的考慮，對環(huán)境的破壞程度等等，并且將所有這些問題(或稱之為“矛盾”)作為各控制因素，結(jié)合地形、地質(zhì)、水文條件進行綜合地、全面地分析，篩選出哪些是主要的、要充分考慮的因素，哪些是次要的因素，然后抓住”主要矛盾”、兼顧(有時或是”犧牲”)”次要矛盾”，最終布設(shè)出總體上經(jīng)濟、安全、合理的線位。

(2)盡可能避免高填深挖、縮短隧道長度。

高填深挖段落多、邊坡高、橋隧占路線里程的比重大，是山區(qū)高速公路給人們最直觀、最深刻的印象，也是直接導(dǎo)致造價高昂的重要因素。

高填深挖路基不僅對環(huán)境造成嚴重的的破壞，而且其安全性、耐久性也令人憂慮不安；而隧道不僅造價高，而且隧道尤其是長隧道的通風(fēng)、照明、消防等增加了運營養(yǎng)護費用。因此，”以橋梁取代高路堤，以隧道取代深路塹，以隧道群取代特長隧道，在可能的情況下調(diào)整線位以橋換隧的思路應(yīng)貫穿平、縱面布設(shè)的始終，反復(fù)優(yōu)化線位，以降低工程造價、更好地保護環(huán)境。

(3)合理掌握線形指標，忌”左”防”右”。

由于公路發(fā)展的進程是從等級公路(含山區(qū)等級公路)發(fā)展到高速公路，而高速公路又從平原區(qū)延伸至山嶺醫(yī)，如此的發(fā)展進程難免會干擾我們對山區(qū)高速公路線形指標的掌握。其表現(xiàn)為，一是習(xí)慣于平原區(qū)高速公路的“大手筆”，追求高指標，結(jié)果造成工程量大、造價高，與地形及自然景觀不協(xié)調(diào)；二是受縛于山區(qū)低等級公路的思維定勢，”畏手畏腳”，不敢合理地設(shè)置隧道、高架橋，極限指標、低指標采用過多，造成工程數(shù)量節(jié)省有限而公路的使用功能、服務(wù)水平卻大大降低。

為此，山區(qū)高速公路線形指標的掌握要謹防這兩種思想導(dǎo)向，積極把握地形、地質(zhì)特點，綜合選用能保證服務(wù)水平且均衡、連續(xù)、適應(yīng)地形的技術(shù)指標。綜合幾條山區(qū)高速公路的實踐，主要遵循以下原則：

①當(dāng)出現(xiàn)較高和較低指標時，要分別通過降低指標和改善指標驗證其適應(yīng)性、合理性；

②一般情況下，采用超高值為2％～4％的平曲線半徑。迫不得已的情況下方可采用極限僮；

③連續(xù)上下坡的緩和坡度應(yīng)控制在2.5％以內(nèi)；

④前后段落的指標要均衡、連續(xù);

⑤平曲線占路線總長控制在60％以上，豎曲線占路線總長控制在40％以上。

2、山區(qū)高速公路設(shè)計的關(guān)鍵

(1)合理安排縱坡越嶺

山區(qū)高速公路往往需要在集鎮(zhèn)附近設(shè)置互通，而這些集鎮(zhèn)往往都是四周群山環(huán)繞，集鎮(zhèn)間關(guān)山阻隔。因此，克服高差是山區(qū)高速公路路線設(shè)計的要點，如何合理地安排縱坡越嶺、并據(jù)此選擇合適的平面位置是節(jié)省工程造價的關(guān)鍵。

(2)安排縱坡越嶺、選擇平面位置的方法及步驟

安排縱坡越嶺、確定平面位置的方法可以借鑒以往山區(qū)等級公路”放坡定線“的做法。具體步驟為；

(1)按2％～3.7％的平均縱坡，找出大段落的控制高程。確定長大隧道的位置、進出口標高，確定互通的跨越形式、標高；

(2)根椐地形情況，逐段放坡，計算出一定間距(或50m，或100m)的控制高程；

(3)根據(jù)逐點的控制高程，結(jié)合橫斷面的布置，得出一系列平面控制點；

(4)采用“曲線法”定線，使得平面線位盡量多地穿過或靠近這些平面控制點。當(dāng)然，對于一些過于離散的、或突變的點可以舍去，也就是說，這些區(qū)段是需要設(shè)橋梁跨越或隧道穿過的，

(5)進行縱斷面設(shè)計，對不理想的段落再重復(fù)第(2)～(5)點的工作，如此反復(fù)直到得出較為經(jīng)濟合理的平縱面。

3、對長距離連續(xù)下坡路段，應(yīng)在線形設(shè)計上采取安全措施

如上述的地形原因，山區(qū)高速公路的長陡縱坡是難以避免的，這必然給行車安全帶來不利的影響，尤其是面對目前屢禁不止的嚴重超載現(xiàn)實，若僅僅從交通工程方面采取措施，只能是”沒有辦法的辦法”，最根本的辦法應(yīng)該是從最基本的線形設(shè)計上采取措施。

(1)連續(xù)陡坡路段平縱面線形應(yīng)均衡、順適，嚴禁在陡坡底設(shè)置小半徑平曲線、孤立的平曲線。

(2)不得在連續(xù)陡坡路段出現(xiàn)平、縱面的不良組合。

(3)注意長距離陡坡底的互通立交的選型。

其一，應(yīng)盡量采用主線下穿的立交跨越形式，使匝道上坡駛出。

其二，當(dāng)主線超高≥4％時，不應(yīng)采用在超高外側(cè)內(nèi)環(huán)駛出的B型單喇叭互通立交；當(dāng)主線超高<4％時，若受交通量的流向及地形限制，需布設(shè)為在超高外側(cè)內(nèi)環(huán)駛出的B型單喇叭互通立交時，則應(yīng)將內(nèi)環(huán)匝道設(shè)計為”水滴型”。

(4)結(jié)合地形及平面、縱坡情況，選擇適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置供失控車輛駛出、并安全減速的避險車道。

二、結(jié)合不同的地形地質(zhì)條件，靈活布線

1、拓展路基設(shè)計的空間，根據(jù)地形靈括地布線

平、縱、橫組合是路線設(shè)計的最基本原則，針對山區(qū)高速公路地形差異大的特點，應(yīng)該拓展路基設(shè)計的空間、較準確地把握新技術(shù)，以合理的路基斷面形式來驗證線位的合理性、經(jīng)濟性，避免由此引起對線位的把握不定或舍去合理的路線方案。

2、高架橋位置的選擇

為縮短橋長，高架橋的橋軸線一般應(yīng)盡量避免與等高線平行?；蚴沁x擇在凸出的山鼻間跨越、或是選擇在溝谷較為狹窄的位置跨越。另外，當(dāng)高架橋需跨越大的河流或等級路時，應(yīng)注意橋梁的斜交角度，一般控制在45。以內(nèi)，能小盡量小。

3、隧道形式、軸線及洞門位置的選擇

山區(qū)高速公路為克服地形，往往綜合造價、里程、環(huán)保等因素選用隧道方式穿過山體。此時，隧道的形式、軸線及洞門位置的選擇就成為線位布設(shè)時考慮的重要因素，其直接影響到隧道的長短、洞身的安全、工程造價、施工的難易程度、營運費用等。

其實路線設(shè)計沒有一個絕對的、固定的模式和方法可遵循。筆者認為，本質(zhì)上說，路線設(shè)計是綜合多種影響因素基礎(chǔ)之上的矛盾妥協(xié)，也就是說抓住主要矛盾、忽略或犧牲次要的矛盾以達到辯證的統(tǒng)一。