山區(qū)公路選線方案設(shè)計(jì)與選線技術(shù)研究

蘇 紅 亮

(山西省公路局臨汾分局勘察設(shè)計(jì)院，山西 臨汾 041000)

?

山區(qū)公路選線方案設(shè)計(jì)與選線技術(shù)研究

蘇 紅 亮

(山西省公路局臨汾分局勘察設(shè)計(jì)院，山西 臨汾 041000)

論述了山區(qū)公路的特點(diǎn)，介紹了山區(qū)公路選線的原則，并根據(jù)多年工作經(jīng)驗(yàn)提出了山區(qū)公路的選線方法、選線技術(shù)等，為以后山區(qū)公路選線設(shè)計(jì)提供參考。

山區(qū)，公路，選線

近年來(lái)我國(guó)政府越來(lái)越重視發(fā)展偏遠(yuǎn)山區(qū)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)，公路交通是制約山區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個(gè)重要因素。因此國(guó)家大力發(fā)展山區(qū)公路建設(shè)，建立山區(qū)與城市的直接聯(lián)系。山區(qū)公路設(shè)計(jì)施工受到其復(fù)雜的地形、地貌、地質(zhì)、水文地質(zhì)等自然條件的制約。隨著設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的逐漸積累，公路建設(shè)者已經(jīng)掌握了克服山區(qū)種種不良條件的方法，并可以在選線的過(guò)程中考慮到未來(lái)的交通量以及線路使用情況等?，F(xiàn)代社會(huì)科技高速發(fā)展，在新時(shí)代的山區(qū)公路建設(shè)中，引進(jìn)先進(jìn)的選線思維，利用先進(jìn)的選線技術(shù)，綜合考慮山區(qū)復(fù)雜的環(huán)境因素，建立科學(xué)、經(jīng)濟(jì)、全面的公路路線設(shè)計(jì)方案是公路建設(shè)者的重要任務(wù)。

1 山區(qū)的特點(diǎn)

山區(qū)氣候多變，在受到區(qū)域性氣候影響之外，山區(qū)還容易形成小范圍的具有區(qū)域性特點(diǎn)的氣候。比如地表徑流、水土穩(wěn)定性、邊坡穩(wěn)定性、降雨量和植被覆蓋率的影響。在海拔較高的山坡上，迎風(fēng)面由于受到寒冷空氣的影響，在冬天容易形成大量積雪、路面結(jié)冰等情況，會(huì)對(duì)行車(chē)安全帶來(lái)威脅。山體的走向和日照影響下的陽(yáng)坡、陰坡會(huì)對(duì)水文條件造成影響。

山區(qū)地形地貌條件復(fù)雜，地形起伏、海拔標(biāo)高迅速變化，山坡陡峭，這些因素使山區(qū)公路經(jīng)常出現(xiàn)急彎、陡坡、轉(zhuǎn)折等情況，造成公路翻山越嶺，盤(pán)山上下，增加了建設(shè)里程。山區(qū)地質(zhì)特點(diǎn)為巖石較多，地質(zhì)條件變化大，影響公路路基的穩(wěn)定性，在受到氣候條件的影響時(shí)容易出現(xiàn)滑坡等不良地質(zhì)災(zāi)害。這些因素都會(huì)影響到公路路線的設(shè)計(jì)以及公路附屬設(shè)施的建設(shè)。

山區(qū)水文情況突變性大，山區(qū)河流經(jīng)常出現(xiàn)大幅度漲落，水位在短時(shí)間內(nèi)迅速變化，水流湍急，水流速度大，具有強(qiáng)沖擊力。正是由于山區(qū)河流的這一特點(diǎn)，山區(qū)橋梁在設(shè)計(jì)孔徑時(shí)應(yīng)該適當(dāng)加大，在一些位置上受到地形的制約，經(jīng)常采用大跨度斜拉橋、高橋等方案。在進(jìn)行山區(qū)公路選線設(shè)計(jì)時(shí)，必須充分了解當(dāng)?shù)氐臍夂?、地形地貌、水文地質(zhì)等特點(diǎn)，以及這些因素對(duì)公路以及公路的附屬設(shè)施可能帶來(lái)的影響，并采取相應(yīng)的措施進(jìn)行處理。

2 山區(qū)公路選線原則

公路選線是一項(xiàng)涉及多個(gè)領(lǐng)域的工作，其勘查工作受到多種因素的影響，比如自然因素、公路等級(jí)要求、設(shè)計(jì)行車(chē)速度、交通運(yùn)輸量、城鎮(zhèn)發(fā)展規(guī)劃等。上述因素在公路選線的設(shè)計(jì)中都應(yīng)該綜合考慮。對(duì)于山區(qū)公路，更要重點(diǎn)考慮山區(qū)復(fù)雜的自然條件。由于山區(qū)自然條件的復(fù)雜性，在選線時(shí)應(yīng)對(duì)線路上公路路段的地質(zhì)、水文地質(zhì)、氣候氣象等自然條件進(jìn)行勘測(cè)調(diào)查，確定這些因素對(duì)工程的影響。運(yùn)用先進(jìn)的技術(shù)手段方法，對(duì)線路方案進(jìn)行評(píng)選對(duì)比，選擇出最佳的路線方案。

路線設(shè)計(jì)應(yīng)該盡量保證公路的安全性、穩(wěn)定性、持久性，并保證車(chē)輛的行車(chē)安全性、舒適性，盡量做到節(jié)省經(jīng)濟(jì)成本、節(jié)約后期維護(hù)費(fèi)用、取得最佳經(jīng)濟(jì)效益。線路選擇過(guò)程中應(yīng)該盡量避免侵占基本農(nóng)田，避免穿過(guò)經(jīng)濟(jì)作物區(qū)或經(jīng)濟(jì)園區(qū)。線路盡量避免通過(guò)國(guó)家自然保護(hù)區(qū)、名勝古跡、風(fēng)景區(qū)等。如果不可避免，則盡量使其保持其原有狀態(tài)，使設(shè)計(jì)公路與周?chē)h(huán)境相協(xié)調(diào)。選擇線路應(yīng)該做到與當(dāng)?shù)氐匦蔚孛病⑸鷳B(tài)環(huán)境相適應(yīng)，做到對(duì)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)破壞最小，取得最佳的環(huán)保效果。

3 山區(qū)公路選線技術(shù)和方法

平面選線應(yīng)該遵循公路線路與地形相一致的原則。在具體實(shí)施中應(yīng)該從以下幾方面入手：

收集線路地質(zhì)資料，對(duì)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行衛(wèi)星航拍，對(duì)目標(biāo)區(qū)域地質(zhì)情況進(jìn)行綜合分析，盡量進(jìn)行實(shí)地勘察，最后通過(guò)綜合評(píng)價(jià)確定公路線路以及周?chē)牡刭|(zhì)條件，對(duì)可能出現(xiàn)的地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題進(jìn)行預(yù)防，并考慮對(duì)剩余線路選擇方案的影響，最終綜合確定公路選線方案。

選線的時(shí)候最好選擇曲線，這樣更容易與地形相一致。要注重線路、橋梁和隧道之間相互協(xié)調(diào)，公路線路應(yīng)該遵循線路上大型橋梁以及隧道的布設(shè)，讓其盡量出現(xiàn)在設(shè)計(jì)路線的直線上。如果無(wú)法避免，橋梁、隧道必須處在曲線上，設(shè)計(jì)時(shí)隧道和橋梁應(yīng)該選擇小半徑，保證橋梁主跨處在直線上?？v面線形選擇，過(guò)去常常選擇中小半徑、短平曲線和小半徑豎曲線的組合，這種設(shè)計(jì)方案會(huì)減小車(chē)輛司機(jī)的可視范圍，對(duì)其判斷前進(jìn)方向造成困難，進(jìn)而會(huì)觸發(fā)交通事故。因此，應(yīng)當(dāng)適當(dāng)增加工程量，增大豎直半徑，這樣可以增大司機(jī)的視覺(jué)范圍，保證車(chē)輛駕駛的安全。在設(shè)計(jì)中應(yīng)該采用合理的極限坡長(zhǎng)和坡度。利用掌握的山體橫坡、縱坡等實(shí)際條件進(jìn)行試坡，以確定公路建筑限界。在大型車(chē)輛較多的主路段應(yīng)當(dāng)少采用極限坡長(zhǎng)及坡度，在地形允許的情況下設(shè)計(jì)避險(xiǎn)車(chē)道。

橫斷面設(shè)計(jì)主要是選擇合適的斷面、嚴(yán)格控制開(kāi)挖高度兩個(gè)方面。山區(qū)公路橫坡較大、邊坡陡峭，在施工中給開(kāi)挖和填筑帶來(lái)困難，增加成本，還會(huì)對(duì)周?chē)h(huán)境造成破壞。因此應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況因地制宜的選擇合適的橫斷面。在橫坡坡度較大的情況下，應(yīng)該水平布置分離式路基。地形平坦時(shí)應(yīng)當(dāng)選擇布置整體路基斷面。在開(kāi)挖路面時(shí)應(yīng)該控制高度，山區(qū)經(jīng)常存在陡坡和高路堤，存在邊坡失穩(wěn)的隱患。以路基中心填方高度為準(zhǔn)，路基填筑一般低于20 m。當(dāng)填筑高度大于20 m就應(yīng)該建立橋梁。路基開(kāi)挖高度超過(guò)30 m應(yīng)該考慮隧道的方案。如果路基挖方高度大于40 m，就需要對(duì)選擇線路進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化。

一般情況下，山區(qū)公路選線設(shè)計(jì)時(shí)經(jīng)常會(huì)利用GIS技術(shù)、數(shù)學(xué)方法來(lái)幫助公路設(shè)計(jì)者進(jìn)行線路選擇。目前，在國(guó)內(nèi)進(jìn)行山區(qū)公路線路選擇時(shí)經(jīng)常選用緯地系統(tǒng)、CAD系統(tǒng)和路線大師來(lái)作為計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)。這些系統(tǒng)可以進(jìn)行縱、橫斷面的繪制、工程表繪制、平面線路設(shè)計(jì)等，可以處理多個(gè)虛交。GIS技術(shù)是將地理信息技術(shù)與系統(tǒng)工程相結(jié)合進(jìn)行數(shù)據(jù)的綜合分析。公路設(shè)計(jì)者可以利用分析獲取的數(shù)據(jù)對(duì)自然過(guò)程的演變進(jìn)行模擬，進(jìn)而獲取預(yù)測(cè)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，為線路決策提供依據(jù)。同時(shí)利用GIS中的三維空間技術(shù)，可以對(duì)地形地貌、地質(zhì)形態(tài)進(jìn)行立體的構(gòu)造，有利于公路路線的優(yōu)化選擇。

4 結(jié)語(yǔ)

公路建成后改變公路線路是不可能的，因此公路路線的選擇是公路設(shè)計(jì)、規(guī)劃、施工的重要基礎(chǔ)，對(duì)公路路基、路面、附屬建筑等設(shè)計(jì)、施工等起指導(dǎo)作用。公路選線必須進(jìn)行多設(shè)計(jì)方案的論證，通過(guò)細(xì)致、認(rèn)真、全面的評(píng)選工作確定最佳選線方案。山區(qū)公路設(shè)計(jì)中要確保公路的安全性、舒適性、運(yùn)輸量、經(jīng)濟(jì)性等硬性指標(biāo)，還要做到公路建設(shè)中盡量減少對(duì)周?chē)鷳B(tài)環(huán)境的影響，做到公路與周?chē)h(huán)境的和諧統(tǒng)一。

[1]劉昆赟，曹智偉.山區(qū)公路越嶺線方案設(shè)計(jì)與選線技術(shù)研究.交通標(biāo)準(zhǔn)化，2014，42(2):48-51.

[2]張宗戰(zhàn).山區(qū)公路選線關(guān)鍵問(wèn)題探討.山西交通科技,2012(6)：17-19.

[3]陳遵行.山區(qū)公路選線方案探討.林業(yè)勘察設(shè)計(jì)，2010(1):174-175.

[4]王世槐,何定舉.淺析山區(qū)公路選線技術(shù)及方法.公路與管理，2011(17)：337-338.

[5]宋康林，隋 穎.山區(qū)公路選線方案設(shè)計(jì)與選線技術(shù)研究.道路工程，2014(4):172-173.

Research on highway selection design and technology of mountain highway

Su Hongliang

(SurveyandDesignInstitute,LinfenBranch,ShanxiHighwayBureau,Linfen041000,China)

This paper discussed the characteristics of mountain highway, introduced the mountain highway line selection principle, and according to years of work experience put forward the line selection method, line selection techniques etc. of highway, provided reference for mountain highway line selection design.

mountain area, highway, line selection

1009-6825(2015)18-0138-02

2015-04-14

蘇紅亮(1974- )，男，工程師

U412.3

A