優(yōu)化山區(qū)高速公路設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)思考

趙志新

（山西平陽高速公路建設(shè)管理處，山西 陽泉 045100）

近年來，隨著山西省高速公路建設(shè)快速推進(jìn)，絕大多數(shù)高速公路布線進(jìn)入山嶺重丘區(qū)，其特點(diǎn)是地貌復(fù)雜、地形高差變化大、不良地質(zhì)多、高填深挖多、橋隧比例大，同時(shí)由于技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)高、工程工期緊，這給高速公路設(shè)計(jì)提出了新的要求。工程設(shè)計(jì)作為一個(gè)系統(tǒng)工程，隨著勘察設(shè)計(jì)技術(shù)手段的提高，施工圖的主體設(shè)計(jì)質(zhì)量明顯提高，但由于設(shè)計(jì)周期較短，尤其是地質(zhì)勘探和現(xiàn)場(chǎng)地方調(diào)查深度不足，造成設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)考慮不周詳，從而使得在建設(shè)過程中需增加好多不可預(yù)見的費(fèi)用，應(yīng)引起高度重視。在平陽高速公路建設(shè)過程中，也不可避免地出現(xiàn)了此類問題，因此為了總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)設(shè)計(jì)中影響高速公路建設(shè)的相關(guān)問題做簡(jiǎn)要的分析和探討。

1 總體設(shè)計(jì)

《公路勘察設(shè)計(jì)典型示范工程咨詢示范要點(diǎn)》提出，勘測(cè)設(shè)計(jì)人員應(yīng)樹立“安全、環(huán)保、舒適、和諧”的設(shè)計(jì)新理念。高速公路應(yīng)實(shí)現(xiàn)人、車、路、自然的和諧與統(tǒng)一，總體設(shè)計(jì)應(yīng)將單純的工程設(shè)計(jì)拓寬為全面的建設(shè)設(shè)計(jì)，強(qiáng)化設(shè)計(jì)深度，擴(kuò)張?jiān)O(shè)計(jì)外延，這是搞好公路設(shè)計(jì)必須完善的一個(gè)重要方面[1]。具體地講，在前期設(shè)計(jì)時(shí)，要同時(shí)考慮生態(tài)、環(huán)保、便民、以及人流、物流集散等問題，切實(shí)把水土保持、方便群眾等工程措施一并列入工程建設(shè)的總體設(shè)計(jì)之中，最大限度實(shí)現(xiàn)自然性、實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性、安全性的統(tǒng)一，系統(tǒng)解決工程結(jié)構(gòu)耐久性、人車行駛安全性、養(yǎng)護(hù)維修可行性、防災(zāi)減災(zāi)有效性，以及環(huán)境景觀協(xié)調(diào)性等連貫問題，這些均應(yīng)作為高速公路設(shè)計(jì)的最基本指導(dǎo)思想貫徹全過程。

2 路基、路面設(shè)計(jì)

a)路基防護(hù)多采用植物為主、圬工為輔的設(shè)計(jì)方案[2]，而實(shí)際開挖的石質(zhì)邊坡地質(zhì)多為風(fēng)化破碎巖面，邊坡相對(duì)穩(wěn)定，但坡面完整性太差，為此多數(shù)一級(jí)邊坡由2 m高矮墻調(diào)整全坡面8 m高護(hù)面墻、擋墻防護(hù)，這樣不僅改善道路景觀條件，更主要的是有的地段經(jīng)過林區(qū)，坡面植草可能由于個(gè)別司乘人員亂扔煙頭引起火災(zāi)，8 m高墻則可以起到防火墻的作用。這就要求施工過程中及時(shí)進(jìn)行動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)，如果等全部坡面開挖完成后再調(diào)整加強(qiáng)，原設(shè)計(jì)路基開挖斷面勢(shì)必不足，面對(duì)三、四乃至更高級(jí)邊坡施工相當(dāng)困難，這也必將給后期管護(hù)帶來潛在不便。

b)部分路段經(jīng)過地勢(shì)相對(duì)平坦的農(nóng)田，無可集中匯水的自然溝渠，設(shè)計(jì)中采用坡面散排的排水方案，不設(shè)漿砌排水溝，這樣的結(jié)果實(shí)際是沖壞了農(nóng)田、沖毀了莊稼，造成不必要的損失；還有很多橋頭需在一定距離內(nèi)加設(shè)急流槽提前分流，優(yōu)化排水設(shè)施位置及結(jié)構(gòu)尺寸，避免雨水集中沖刷橋臺(tái)錐坡和護(hù)坡，這樣可以保證橋臺(tái)穩(wěn)定安全。

c)部分路段線位靠近小村鎮(zhèn)，由于小村鎮(zhèn)的建設(shè)基本沒有規(guī)劃，原有的地面排水自然溝渠受到侵占、破壞，為排除公路路界范圍內(nèi)的匯水，要做好排水設(shè)施與橋涵和現(xiàn)有排灌系統(tǒng)的銜接，必須設(shè)置必要的線外排水溝渠，并進(jìn)行必要的鋪砌防護(hù)，以構(gòu)成完善的排水系統(tǒng)，使匯水進(jìn)入沿線人工河溝或自然河溝，以保證高速公路沿線村民的財(cái)產(chǎn)安全。

d)分離式路基簡(jiǎn)單考慮本幅路基的排水，應(yīng)綜合考慮曲線范圍內(nèi)中間地段及兩幅排水，對(duì)于部分軟弱巖石填方段的中央分隔帶取消綠化全部用混凝土封閉，并設(shè)置防眩板，避免綠化養(yǎng)護(hù)滲水引起路基下沉。同時(shí)，綜合考慮到路面超高段中央分隔帶排水溝、集水井及橫向排水管系統(tǒng)，施工質(zhì)量難以保證，易造成漏水和出水不暢，可以適當(dāng)改為過水槽形式明排。

e)急流槽、邊溝、排水溝尺寸等，應(yīng)結(jié)合降雨強(qiáng)度、排水路段長度、縱坡、邊坡高度、邊坡坡率等條件加強(qiáng)計(jì)算分析，合理確定，不能一味為省事將全線統(tǒng)一尺寸，實(shí)際結(jié)果是修建完成后，卻發(fā)現(xiàn)沖毀隱患，最后不得不調(diào)整結(jié)構(gòu)尺寸。

f)特殊路基設(shè)計(jì)尤其是地基處理除應(yīng)滿足工程設(shè)計(jì)要求外，尚應(yīng)做到因地制宜、就地取材、保護(hù)環(huán)境等。比如換填材料的選取，可以選擇砂礫，但級(jí)配好的砂礫供應(yīng)很少，若就地取材選擇石碴更好；比如強(qiáng)夯置換法的選用，在建筑物和管線附近就不可采用，避免因施工而造成財(cái)產(chǎn)損失。

g)設(shè)計(jì)所考慮的取棄土場(chǎng)未經(jīng)過充分的調(diào)查選址，只是簡(jiǎn)單地在地形圖上勾畫選址，造成進(jìn)場(chǎng)后大多數(shù)取棄土場(chǎng)無法利用，位置發(fā)生變化，使臨時(shí)征地較為困難，影響施工的直接成本，更主要的是無法結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行防護(hù)穩(wěn)定性分析。而只有完善排水、防護(hù)和水土保持設(shè)計(jì)，才能滿足安全要求，避免次生地質(zhì)災(zāi)害對(duì)路基、橋涵和環(huán)境造成安全隱患。

h)路基施工機(jī)械化程度和效率已大幅提高，可由于地質(zhì)復(fù)雜，可利用的填料如土、土石、石碴施工時(shí)存在交叉變化，就是單一石質(zhì)變化也比較大，而且現(xiàn)場(chǎng)也無法嚴(yán)格地根據(jù)巖性和土石比例劃分合理的利用段落，無法嚴(yán)格地按照透水性的差異合理安排填筑順序，這就給質(zhì)量的控制帶來很大的難度，包括現(xiàn)行的規(guī)范都無具體可行的控制手段，設(shè)計(jì)應(yīng)該根據(jù)積累的經(jīng)驗(yàn)提供可靠的指導(dǎo)意見，并根據(jù)施工的難度考慮適當(dāng)?shù)某杀举M(fèi)用。

i)場(chǎng)站、服務(wù)區(qū)選址要結(jié)合路基土石方的綜合利用，避免設(shè)置在大填大挖段落，增加場(chǎng)區(qū)的邊坡防護(hù)工程量；場(chǎng)區(qū)應(yīng)合理分區(qū)確保排水順暢，同時(shí)兼顧綠化用排水坡度。

j)由于傳統(tǒng)的圬工砌筑工藝技術(shù)整體下滑，加上石方采用爆破開采，無論是人的技藝還是石的規(guī)格已經(jīng)無法保證砌體的美觀，可考慮混凝土預(yù)制砌塊和現(xiàn)澆混凝土在防護(hù)排水工程及涵洞洞口建筑中的應(yīng)用。

3 橋梁、隧道設(shè)計(jì)

a)陡坡路段橋梁墩臺(tái)的安全穩(wěn)定問題十分重要，應(yīng)盡量使橋臺(tái)進(jìn)入挖方路段。沿線地形、地質(zhì)復(fù)雜，部分山體橫坡較陡必要時(shí)可適當(dāng)增加橋孔長度，避免承臺(tái)施工導(dǎo)致的大范圍開挖，破壞環(huán)境，影響相鄰墩臺(tái)的安全，一定要有相應(yīng)完善處治措施，尤其是土質(zhì)路段，必要時(shí)可增跨，分臺(tái)階降低坡度。這就要求進(jìn)場(chǎng)后逐橋逐跨查看，緊密結(jié)合地形、地質(zhì)和橋高等影響因素，進(jìn)一步優(yōu)化橋墩、樁基型式，做好橋梁墩、臺(tái)的橫斷面設(shè)計(jì)，合理確定樁頂、承臺(tái)頂標(biāo)高。

b)建議公路橋墩處設(shè)置與鐵路橋相似的人員上下檢查通道及圍欄，能在日常巡查橋梁支座及墩臺(tái)情況，這樣不僅可以克服由于橋檢需交通管制、定時(shí)檢查的弊病，關(guān)鍵是還能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，處理安全隱患。跨既有線路的橋墩增設(shè)防撞設(shè)施，避免橋墩的沖撞損毀。

c)對(duì)于隧道的洞口應(yīng)加強(qiáng)綜合排水和黃土邊、仰坡穩(wěn)定性設(shè)計(jì)，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)、地形條件適當(dāng)調(diào)整洞門位置和型式、增加隧道長度，以減少洞口開挖高度，節(jié)省邊仰坡防護(hù)工作量，避免大刷大挖造成的邊坡失穩(wěn)；對(duì)于雙洞更應(yīng)結(jié)合氣候條件，避免陰坡內(nèi)側(cè)明洞過短，以致冬天路面結(jié)冰影響行車安全，對(duì)洞口的結(jié)構(gòu)形式可進(jìn)行專業(yè)設(shè)計(jì)，結(jié)合地域文化特色來提升高速公路形象和品牌。

d)對(duì)于隧道圍巖的分級(jí)設(shè)計(jì)應(yīng)推廣適合山西省高速公路的新圍巖亞級(jí)分級(jí)方法，確定各亞級(jí)圍巖三車道的相關(guān)支護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)，豐富圍巖亞級(jí)分級(jí)在隧道施工中的應(yīng)用，相應(yīng)的招標(biāo)清單隧道開挖子目也按圍巖級(jí)別確定單價(jià)。與常規(guī)圍巖分級(jí)相比，新圍巖亞級(jí)分級(jí)更為細(xì)致，能有效節(jié)約隧道造價(jià)和減少隧道圍巖變更，同時(shí)工程安全性更強(qiáng)。

e)應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)地質(zhì)詳勘工作，查明其分布狀況及工程性質(zhì)，為設(shè)計(jì)和施工提供準(zhǔn)確依據(jù)。公路勘察設(shè)計(jì)規(guī)范中山區(qū)高速公路地質(zhì)勘查鉆探需500 m一個(gè)鉆孔，但這對(duì)于山區(qū)高速公路來講還是不夠的，特別是部分路段地質(zhì)條件復(fù)雜時(shí)，勘察設(shè)計(jì)不細(xì)致會(huì)造成地質(zhì)情況與設(shè)計(jì)不符，致使施工、監(jiān)理、設(shè)計(jì)和建設(shè)方等忙于對(duì)其變更，造成相應(yīng)的方案調(diào)整等工作復(fù)雜困難，甚至是工期延誤。

4 結(jié)語

設(shè)計(jì)文件作為一個(gè)系統(tǒng)工程，隨著勘察設(shè)計(jì)運(yùn)用的科學(xué)技術(shù)手段越來越先進(jìn)，施工工藝水平、機(jī)械化作業(yè)程度越來越高，要求的標(biāo)準(zhǔn)化施工不斷提高，這就要求設(shè)計(jì)也必須在精細(xì)化、服務(wù)創(chuàng)優(yōu)上下功夫，比如在對(duì)可預(yù)見的電力拆遷架設(shè)、跨鐵路管線、征地拆遷、用水、自發(fā)電比例、施工出入道路繳費(fèi)、協(xié)調(diào)等費(fèi)用估計(jì)方面，考慮施工時(shí)氣象環(huán)境和社會(huì)環(huán)境的影響提前采取預(yù)防措施方面，結(jié)合地方土地耕地利用進(jìn)行取棄土場(chǎng)選址方面，通過部分段落的景觀綠化、景點(diǎn)布設(shè)提升高速公路文化內(nèi)涵方面等，把公路簡(jiǎn)單的方便出行功能，通過綜合設(shè)計(jì)提升品質(zhì)，從設(shè)計(jì)角度減少安全隱患，使高速公路變得更美觀、司乘人員感覺更舒暢。