廣西山區(qū)二級公路路線設(shè)計研究

鐘 敏

(廣西交科集團(tuán)有限公司，廣西 南寧 530007)

0 引言

廣西地處云貴高原東南邊緣，四周多山地與高原，總體地貌為山地丘陵性盆地地貌。近年來，隨著廣西基礎(chǔ)設(shè)施的大力發(fā)展，廣西交通網(wǎng)的建設(shè)顯得尤為重要。因此，文章結(jié)合廣西山區(qū)地形特點，對山區(qū)二級公路的選線方法及指標(biāo)的選用進(jìn)行簡要闡述。

1 廣西山區(qū)地形特點

廣西山嶺地區(qū)溝壑縱橫，高差起伏較大，地質(zhì)、水文條件較為復(fù)雜，暴雨、山洪頻發(fā)，氣候多變。其具體自然特征如下：

(1)地形地貌錯綜復(fù)雜。廣西山區(qū)山高谷深，地面起伏較大，切割劇烈，自然坡度較大。

(2)地質(zhì)、水文條件復(fù)雜。廣西山區(qū)多出現(xiàn)如滑坡、巖溶、巖堆、軟弱土、膨脹土等不良地質(zhì)現(xiàn)象。同時，山區(qū)河流、沖溝曲折迂回，水位漲落及河灣沖高幅度大，兩側(cè)河岸坡度較陡，水流比降較大。

(3)氣候條件多變。廣西山區(qū)晝夜溫差較大，山嶺較高，氣壓相對較低，降雨較為集中，易發(fā)生山洪等災(zāi)害，導(dǎo)致道路沖毀、田園毀壞等后果。

2 廣西山區(qū)二級公路選線方法

廣西山區(qū)二級公路選線面臨平面展線位置狹窄、平縱組合搭配困難等問題。根據(jù)線路行經(jīng)地區(qū)的地形地貌特征，廣西山區(qū)二級公路路線主要分為越嶺線、山脊線、沿河(溪)線以及丘陵線四類。

2.1 越嶺線

廣西山區(qū)山高谷深，地形地勢錯綜復(fù)雜，因此，越嶺線是廣西山區(qū)二級公路選線的重中之重。越嶺路線選線時應(yīng)結(jié)合水文地質(zhì)情況處理好埡口選擇、過嶺高程及線路展線方案三者間的關(guān)系[1]。

2.1.1 埡口位置

埡口位置通常選用低埡口，主要為避免路線前后高差較大，同時可縮短展線。當(dāng)線位某側(cè)工程地質(zhì)條件惡劣，或存在高壓鐵塔、保護(hù)區(qū)等不便通行的因素時，可根據(jù)實際地形選擇較高埡口。

2.1.2 過嶺標(biāo)高

埡口處的過嶺標(biāo)高應(yīng)結(jié)合地形綜合考慮路線前后的土石方量是否平衡及工程量大小等[2]。若埡口附近較為坦緩開闊，則過嶺標(biāo)高應(yīng)與地面標(biāo)高相貼合，以減少挖方，節(jié)約投資；若埡口前后較為陡峻，鄰近路段嚴(yán)重缺方，則應(yīng)適當(dāng)降低標(biāo)高，增加挖方，以滿足填挖平衡。

2.1.3 展線方法

埡口兩側(cè)的展線，應(yīng)與自然地形相適應(yīng)，選擇合適的平縱面，繞避不良地質(zhì)地段，克服高差，使線路盡早通達(dá)地形簡易的地段。展線過程中，應(yīng)充分運用最大縱坡，盡可能避免出現(xiàn)反坡，以縮短路線長度，使線形指標(biāo)均衡，減少工程量。

2.2 山脊線

沿山脊布設(shè)的線路稱為山脊線。山脊線自然坡度較為平緩，高差起伏小，地質(zhì)條件良好，因此沿山脊布線的土石方量較小，橋涵等構(gòu)造物較少，是廣西山區(qū)二級公路中理想的選線地形。

采用山脊線布線：(1)應(yīng)選擇與線路總方向一致且較近的分水嶺；(2)應(yīng)選擇起伏小，嶺脊寬的分水嶺，使線路全部或大部分設(shè)在分水嶺上；(3)應(yīng)選擇合適的地形以供順接上下山脊，且相鄰埡口間高差不宜過大，地形不宜過于陡峻零亂。

2.3 沿河(溪)線

廣西山區(qū)水系發(fā)達(dá)，溝壑縱橫，通常利用與線路走向一致的溝谷進(jìn)行布線，沿河(溪)線主要考慮河岸的選擇、路線線位的高低以及合適跨河換岸的地點三者間的協(xié)調(diào)。

2.3.1 河(谷)岸的選擇

路線的布設(shè)應(yīng)選擇在地質(zhì)條件好、自然坡度較為坦緩、地形較為開闊的一岸[3]，避開不良地質(zhì)或工程艱巨路段，以提高線形指標(biāo)，降低施工難度，節(jié)約工程造價。當(dāng)線位經(jīng)過村鎮(zhèn)時，應(yīng)本著“近城而不進(jìn)城”的原則，選擇居民點集中的一岸布線，以更好地發(fā)揮二級公路的作用。

2.3.2 線位高度

路線線位標(biāo)高應(yīng)滿足設(shè)計洪水位的安全高度，在此基礎(chǔ)上可充分利用兩岸合適地形進(jìn)行展線，使路線平、縱面線形順直、平緩，盡可能采用高指標(biāo)進(jìn)行布線。

2.3.3 橋位選擇

山區(qū)河(溪)谷有利的岸側(cè)時常受地形、地質(zhì)的影響而產(chǎn)生轉(zhuǎn)換，此時需選擇合適的地點進(jìn)行跨河換岸設(shè)計。橋位的布設(shè)應(yīng)綜合考慮河(溪)谷兩側(cè)地質(zhì)條件、周邊的環(huán)境協(xié)調(diào)、橋梁的工程量及施工難度等內(nèi)容。當(dāng)橋位設(shè)在開闊順直的河(溪)谷地段時，應(yīng)垂直河道布線，盡量少占耕地；當(dāng)橋位設(shè)在彎曲河段時，可適當(dāng)改移河道，避免反復(fù)跨越。

2.4 丘陵線

丘陵線海拔相對較低，自然坡度較為緩和，路線基本能適應(yīng)地形，平縱橫指標(biāo)均易滿足技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。影響丘陵線選線的主要因素為克服平面障礙，縱面因素影響較小。因此，選線過程中應(yīng)重點考慮國家及當(dāng)?shù)氐南嚓P(guān)保護(hù)政策、現(xiàn)有結(jié)構(gòu)物(如：高壓塔、光纜及房屋等)、當(dāng)?shù)孛耧L(fēng)民俗要求，并考慮充分利用舊路，減少拆遷及路基土石方數(shù)量，以節(jié)約工程投資。

3 廣西山區(qū)二級公路路線指標(biāo)的選擇

廣西山區(qū)地形復(fù)雜，因此二級公路路線線形指標(biāo)在滿足規(guī)范的要求下，應(yīng)盡可能與地形地貌相結(jié)合，平、縱面應(yīng)連續(xù)、協(xié)調(diào)、順暢[4]。因此，在保證安全的前提下，對規(guī)范中強制性要求的極限值，如最小平曲線半徑、最小豎曲線半徑、最大縱坡等，應(yīng)嚴(yán)格控制；對非強制性要求的線形指標(biāo)，可結(jié)合實際情況靈活掌握，不宜片面追求高指標(biāo)。

3.1 平面指標(biāo)

廣西山區(qū)二級公路設(shè)計時速因受地形限制，通常采用60 km/h(局部受限較大時采用40 km/h)，因此平面指標(biāo)選擇相對較低。路線平面線形指標(biāo)根據(jù)《公路路線設(shè)計規(guī)范》(JTG D20-2017)[5]中對最小圓曲線半徑及回頭曲線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定進(jìn)行取值，如表1所示。

表1 圓曲線最小半徑表

表中“Imax”為采用的最大超高值，廣西山區(qū)二級公路的最大超高值通常取8%，故最小圓曲線半徑可采用125(60)m。當(dāng)受地形、地質(zhì)條件限制時，可采用回頭曲線以爭取有利地形降低高差，回頭曲線的技術(shù)指標(biāo)應(yīng)滿足表2規(guī)定。

表2 回頭曲線技術(shù)指標(biāo)表

回頭曲線的選用，既要考慮平面布線所需的空間，又要考慮縱面填挖平衡，通常采用上挖下填的形式?；仡^曲線線形指標(biāo)相對較差，應(yīng)盡量增長回頭曲線間的距離，避免同一坡面上出現(xiàn)多次回頭，降低施工難度，提高行車安全。

廣西山區(qū)二級公路選線應(yīng)充分利用有利的地形地勢，繞避不良地質(zhì)地段。在保證設(shè)計合規(guī)、行車安全的條件下，靈活調(diào)整曲線長度，使路線與地形相協(xié)調(diào)，有效克服地形地物障礙。

3.2 縱面指標(biāo)

廣西山區(qū)二級公路受地形地貌的制約，通常在保證規(guī)范規(guī)定平均坡度的要求下，盡可能采用最大縱坡，以減少展線長度。同時，考慮行車安全，豎曲線半徑應(yīng)滿足規(guī)范要求，縱面指標(biāo)如表3～4所示。

表3 最大縱坡表

廣西山區(qū)二級公路線形指標(biāo)應(yīng)多方位綜合考慮，在滿足規(guī)范的條件下，盡可能避免高填深挖，節(jié)約工程投資，減少對地質(zhì)環(huán)境的破壞[6]，通過反復(fù)比選，確定最經(jīng)濟合理安全的路線平縱組合方案。

表4 豎曲線最小半徑與豎曲線長度

4 結(jié)語

山區(qū)公路的合理選線可有效減少對環(huán)境的破壞，降低施工難度，節(jié)約工程投資。本文針對廣西山區(qū)存在的四種路線類別，分別介紹越嶺線、山脊線、沿河(溪)線和丘陵線的選線方法及重點，同時簡單闡述廣西山區(qū)二級公路路線平縱面指標(biāo)的選用。廣西山區(qū)二級公路的設(shè)計應(yīng)綜合考慮環(huán)境保護(hù)、行車安全、工程造價及社會發(fā)展等因素，充分利用路線所經(jīng)地區(qū)的地形地貌，合理選擇線形指標(biāo)，提高公路的整體舒適性及穩(wěn)定性。