某省道改線公路工程路基工程設(shè)計(jì)

李晶晶，胡宗允

(中國(guó)水電顧問(wèn)集團(tuán)華東勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，浙江杭州310014)

0 前言

與某水電站交通關(guān)系最為密切的是穿越工程壩址區(qū)的原有省道。由于水電站的建設(shè)需占用原有某省道部分路段，為避免工程建設(shè)對(duì)地方交通的影響，宜盡早對(duì)工程樞紐區(qū)和水庫(kù)影響區(qū)的路段進(jìn)行改線，使工程建設(shè)期和運(yùn)行期的省道均保持暢通，同時(shí)也避免電站施工期間地方交通對(duì)電站施工的干擾。

1 某省道改線公路工程概況

某省道改線公路工程位于四川省，地處大渡河流域，地貌以山地為主；公路左側(cè)是高而陡峭的山體，右側(cè)是低而深的大渡河。道路路面寬度為6.5 m，路基寬度為7.5 m，瀝青混凝土路面。其主要特點(diǎn)是地形、地質(zhì)條件差，施工條件差，施工場(chǎng)地布置困難等，見(jiàn)圖1、圖2。

根據(jù)原有省道現(xiàn)狀地形及水電站施工的需要，改線公路工程主要技術(shù)指標(biāo)基本沿用現(xiàn)有公路的既定指標(biāo)，以維持省道沿線的一致性和均衡性。改線公路基本維持現(xiàn)有道路線型，對(duì)低于洪水頻率P=2%的回水高程路段，需抬高路基高程。由于現(xiàn)狀省道在水電站壩址附近的路面高程低于大壩的壩頂設(shè)計(jì)高程，大壩的修建必將截?cái)喱F(xiàn)狀公路；另外公路左側(cè)山體巖壁陡立，右側(cè)路堤也是陡壁。如考慮明線過(guò)壩，公路交通、壩基開(kāi)挖、壩體澆筑將造成相互干擾、相互制約等極為不利的影響。因此，為確保地方交通的順暢及水電站大壩施工的順利進(jìn)行，在電站壩址施工區(qū)影響范圍內(nèi)，線路采用新建隧道方式繞過(guò)水電站壩址以徹底解決電站施工對(duì)社會(huì)車(chē)輛的交通干擾。其它需抬高路基高程路段的改線原則為：內(nèi)側(cè)地形較為平緩的路段，采用路線適當(dāng)向山側(cè)偏移的方式以減少填方量；道路內(nèi)側(cè)為陡崖的路段，采用道路外側(cè)設(shè)置擋墻，就地抬高路基高程，以避免擾動(dòng)現(xiàn)有高邊坡。

改線公路全長(zhǎng)約為12 km，其中路基標(biāo)高不滿足電站蓄水后2%的洪水標(biāo)準(zhǔn)的路段共5段，改建線路總長(zhǎng)為5281 m，其中新建的繞開(kāi)壩址的隧道長(zhǎng)2006 m。除改建段外省道其它線型均保持不變，縱坡根據(jù)回水高程需要做適當(dāng)調(diào)整。

2 路基工程設(shè)計(jì)

2.1 路基橫斷面設(shè)計(jì)

（1）填方路段

對(duì)于地形坡度緩于20°的內(nèi)、外側(cè)路堤，在條件允許的前提下（包括放坡條件、料源條件、分層碾壓施工條件等）采用放坡填筑，并根據(jù)填筑高度及筑路材料確定坡比。路堤邊坡一般采用1:1.5；橫坡陡于1:5的坡地上的填方路基，在填筑前需將地面挖成梯臺(tái)，臺(tái)階寬度不小于2 m，臺(tái)階頂面應(yīng)做成2%～4%的反向橫坡。填方路段路基橫斷面見(jiàn)圖3。

對(duì)于地形條件陡于20°或不具備自然放坡條件時(shí)，則采用擋墻收坡，并根據(jù)地形情況、擋墻高度及填筑料源的不同，分別采用路肩墻或路堤墻收坡，見(jiàn)圖4。

（2）半填半挖路基

路塹邊坡根據(jù)地質(zhì)情況分別采用1:0.25～1:1，邊坡開(kāi)挖宜根據(jù)不同的地質(zhì)條件考慮不同的爆破開(kāi)挖方式。邊坡開(kāi)挖應(yīng)自上而下逐層進(jìn)行，對(duì)于高陡邊坡路段應(yīng)采用光面爆破，并嚴(yán)格控制藥量，以減少對(duì)邊坡巖體的擾動(dòng)，見(jiàn)圖5。

2.2 路基處理

（1）路橋過(guò)渡段橋頭路基處理

當(dāng)橋臺(tái)位于覆蓋層或強(qiáng)風(fēng)化層時(shí)，回填路基與橋臺(tái)混凝土之間的沉降量相差較大，為減少路橋過(guò)渡段的不均勻沉降，在開(kāi)挖時(shí)應(yīng)根據(jù)地形設(shè)置臺(tái)階，臺(tái)階開(kāi)挖寬度為150 cm，高度為100 cm。并在路基回填時(shí)加鋪兩層土工格柵，第一層鋪于路基頂面，第二層鋪于路基頂面以下50 cm處，陡坡路基可參照此方法處理。

（2）舊路基及基底處理

在省道改線公路工程中，設(shè)計(jì)應(yīng)該結(jié)合舊路的實(shí)際使用情況和縱坡的需要確定路基高度，一般原則是在舊路基上設(shè)置整平層加路面層厚度。

舊路作為新路的基礎(chǔ)，為保證其穩(wěn)定性和承載力，對(duì)已經(jīng)沉陷、松散的路段必須進(jìn)行換填處理；對(duì)已經(jīng)開(kāi)裂松散的路面材料必須全部刨除干凈，以達(dá)到滿足要求的回彈模量和平整度，方能填筑新路；舊路為瀝青混凝土的需將原瀝青混合料全部清除干凈，因?yàn)闉r青混合料在持續(xù)高溫下容易軟化而喪失現(xiàn)有的承載力而使新路受損。

在改線公路中新、舊路銜接處處理一定要嚴(yán)格按照技術(shù)規(guī)范要求施工，以免造成路基的不均勻沉降或者滑坡而形成裂縫。新、舊路面路基銜接設(shè)計(jì)見(jiàn)圖6。

2.3 特殊路基處理

省道改線公路工程部分路段庫(kù)區(qū)蓄水存在塌岸影響，對(duì)不同的路段分別進(jìn)行擋墻支護(hù)處理和洞渣壓腳處理，見(jiàn)圖7、圖8。

2.4 路基防護(hù)工程設(shè)計(jì)

為確保公路的正常運(yùn)行本工程所采用的邊坡支護(hù)措施如下：

（1）路基擋墻

擋墻防護(hù)采用的型式主要有：仰斜式上擋墻、護(hù)肩及重力式下?lián)鯄蚝庵厥较聯(lián)鯄ΑＷo(hù)肩和衡重式下?lián)鯄斆娌话ㄔ诼坊鶎挾葍?nèi)，重力式下?lián)鯄τ新芳鐗奥返虊?。?duì)于墻高超過(guò)12 m的擋墻，12 m以下部分當(dāng)作整體性混凝土基礎(chǔ)處理，并根據(jù)山體坡度考慮設(shè)置基礎(chǔ)抗拉和抗剪錨桿，必要時(shí)可設(shè)置錨索。

由于省道右側(cè)為大渡河，部分路基局部邊坡存在崩塌或者被水流沖刷的情況。對(duì)此，應(yīng)先清除崩塌土體，將結(jié)合處的老路基開(kāi)挖成寬1 m～2 m，向內(nèi)傾斜2%～4%的臺(tái)階，外側(cè)邊砌筑漿砌片石擋墻，邊分層回填碎石土并壓實(shí)；同時(shí)在河溝設(shè)置必要的水流導(dǎo)治結(jié)構(gòu)物，以保護(hù)路基，見(jiàn)圖9。

（2）護(hù)面墻

護(hù)面墻有全坡面漿砌式護(hù)面墻和窗口式護(hù)面墻，根據(jù)需防護(hù)坡面的具體情況決定采用的護(hù)面形式；墻體采用M7.5漿砌片石，每10～15 m設(shè)置一道寬2～3 cm的伸縮縫，以瀝青油氈填塞。

（3）邊坡支護(hù)

對(duì)風(fēng)化較嚴(yán)重、穩(wěn)定性差的挖方邊坡，則根據(jù)坡體的性質(zhì)采用光面爆破、漿砌片石護(hù)面墻、巖石錨固、邊坡噴漿、掛網(wǎng)噴錨等多種型式進(jìn)行優(yōu)選。

對(duì)于巖石節(jié)理發(fā)育、易產(chǎn)生順層滑移的路段，采用中長(zhǎng)錨桿、錨索加固邊坡，坡面做掛網(wǎng)噴漿護(hù)坡防護(hù)，以防卸荷節(jié)理張開(kāi)及坡面進(jìn)一步風(fēng)化，從而影響邊坡穩(wěn)定。

（4）邊坡綠化

對(duì)于土質(zhì)邊坡，根據(jù)邊坡穩(wěn)定的需要確定馬道和邊坡開(kāi)挖值，在坡面上設(shè)置格柵骨架植草綠化，防止因土體風(fēng)化所造成的水土流失。

2.5 路基、路面排水設(shè)計(jì)

現(xiàn)狀的省道路基設(shè)計(jì)的洪水頻率是1/50，排水系統(tǒng)由路拱、實(shí)體護(hù)坡、路基邊溝、排水溝、急流槽和沉砂池等組成。原有排水系統(tǒng)使用情況良好，因受將來(lái)庫(kù)區(qū)蓄水的影響，適當(dāng)?shù)奶Ц呗访娓叱?，排水系統(tǒng)中的路拱、路基邊溝、沉砂池、排水溝等需要相應(yīng)提高。

為確保路基的穩(wěn)定與安全，對(duì)地表水應(yīng)結(jié)合地形特征，采用截、排、引等措施，將地面水順利快捷的引出路基范圍之外。排水系統(tǒng)與現(xiàn)狀的排水設(shè)施順接，保證流水順暢。

（1）對(duì)于地表水的排除，主要利用M7.5漿砌片石截水溝。季節(jié)性上方來(lái)水較大的挖方邊坡外側(cè)及高邊坡碎落臺(tái)設(shè)置截水溝，將來(lái)水引排至自然溝道或通過(guò)邊溝、排水溝排出。經(jīng)過(guò)耕地的路段，路基兩側(cè)均設(shè)置邊溝或墻趾邊溝。

截水溝一般采用梯形斷面，根據(jù)不同路段地表水流量，采用不同的斷面形式。梯形邊溝底寬0.4～0.5 m，溝深一般為0.5 m，但局部因排水縱坡需要而改變溝深時(shí)不受此限，溝內(nèi)、外側(cè)邊坡為1:0.5，與路肩銜接一側(cè)埋入自然地面下不小于0.5 m。當(dāng)為巖層地基時(shí)，清除表層風(fēng)化層后，置于巖石上；當(dāng)風(fēng)化層較厚，并且風(fēng)化層埋置深度較深時(shí)，可置于相應(yīng)容許承載力的風(fēng)化層中。

（2）對(duì)于地下水的排除，主要采用暗溝、滲井和滲水溝等設(shè)施進(jìn)行引排，將地下滲水、泉眼水及基巖裂隙水等引排至路基附近的地面排水設(shè)施或自然溝槽內(nèi)。

（3）路面排水主要通過(guò)矩形邊溝引至附近排水設(shè)施或自然溝槽內(nèi)，矩形邊溝的內(nèi)底寬0.4 m，深為0.4 m，局部因排水縱坡需要而改變溝深時(shí)不受此限。為利于路面排水，路拱橫坡采用2%，路肩橫坡采用3%，路線最小縱坡不小于0.3%。路面水通過(guò)路面橫坡分散排水，兩側(cè)路肩采用C20水泥混凝土硬化，以防路面水滲入路基中或直沖路肩。

（4）擋墻應(yīng)在墻身距地面30 cm以上設(shè)泄水孔（10 cm×10 cm），孔距一般2～3 m，上下交錯(cuò)設(shè)置，使路基內(nèi)外的水位差基本保持不變。

3 結(jié)語(yǔ)

改線公路工程不但要滿足水電站大壩施工的順利進(jìn)行，還要確保地方交通的順暢。因此改線工程要盡量利用原有工程和設(shè)施以減少占用土地和廢棄工程，從而降低工程投資。設(shè)計(jì)要合理正確的運(yùn)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，保證線型的連續(xù)性和均衡性；要安全實(shí)用、經(jīng)濟(jì)合理并注意工程施工對(duì)自然環(huán)境的影響；公路路基施工質(zhì)量控制，關(guān)鍵在于基底適當(dāng)處理，上下銜接緊密；路基的填筑材料要符合規(guī)范，保證強(qiáng)度和穩(wěn)定性；注重特殊路基處理，保證邊坡穩(wěn)定；保證排水設(shè)施完善，以徹底控制水對(duì)公路的影響[1]。要充分注意改線工程沿線的農(nóng)田水利設(shè)施，保證灌溉水渠的暢通和水利設(shè)施的完善[2]，從而使改線公路工程對(duì)沿線居民的生產(chǎn)、生活影響減少到最低。

[1]李建寧,李亞平,張宇.對(duì)舊路改建路基施工質(zhì)量控制的研究[J].科技與經(jīng)濟(jì),2006(3):123-124.

[2]魏伯忠.山嶺區(qū)公路選線設(shè)計(jì)的體會(huì)[J].科技交流,2004,141(1)：62-66.