復(fù)雜山區(qū)高速公路總體設(shè)計(jì)思路

鮑新衛(wèi)

（浙江省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司，浙江 杭州 310030）

總體設(shè)計(jì)對(duì)高速公路項(xiàng)目的開展具有引導(dǎo)性作用。由于在復(fù)雜山區(qū)環(huán)境下施工難度會(huì)明顯加大，因此制訂定全面的總體設(shè)計(jì)方案極具必要性，這是后續(xù)建設(shè)工作能順利落實(shí)到位的必要前提。對(duì)此，設(shè)計(jì)人員需對(duì)高速公路建設(shè)現(xiàn)狀形成準(zhǔn)確的認(rèn)識(shí)，并采取合適的設(shè)計(jì)方法，做好基礎(chǔ)工作。

1 工程概況

1.1 建設(shè)情況

浙江景寧至文成段和文成至泰順段兩項(xiàng)高速公路項(xiàng)目沿線地形復(fù)雜，橋隧比較高，建有特大橋2座、大橋23座，其中500m以上橋梁8座，特長(zhǎng)隧道5座，長(zhǎng)隧道7座，中、短隧道12座，還建設(shè)有1處樞紐互通、4處一般互通及2處服務(wù)區(qū)。施工現(xiàn)場(chǎng)以中山和低山地段為主，對(duì)項(xiàng)目建設(shè)要求較高，應(yīng)落實(shí)前期總體設(shè)計(jì)工作，作為后續(xù)施工的依據(jù)。

1.2 施工條件概述

項(xiàng)目所在區(qū)域以中山和低山居多，呈西高東低的特點(diǎn)，山體高度普遍在300～1100m，包含侵蝕-剝蝕中低山丘陵區(qū)、山麓溝谷堆積斜區(qū)和沖洪積平原區(qū)?？傮w來看山區(qū)地形條件復(fù)雜，以丘陵溝谷坡麓地帶居多，地勢(shì)走向具有向坡腳傾斜的特點(diǎn)，地形坡度普遍達(dá)到3°～8°，堆積層厚度2～5m不等，以雞爪狀和樹枝狀的分布形態(tài)為主，絕大部分切割較淺，溝谷呈“U”形。沿線分布較多的村落和耕地，且項(xiàng)目的建設(shè)里程較長(zhǎng)，穿越多樣化的地貌單元，沿線地質(zhì)條件具有差異，不乏部分路段建設(shè)于斷裂帶、節(jié)理面等特殊地質(zhì)段，對(duì)設(shè)計(jì)和施工的水平均提出了較高的要求。

2 復(fù)雜山區(qū)高速公路的特點(diǎn)

特殊的地質(zhì)、地形及水文條件決定了山區(qū)高速公路的獨(dú)特性，復(fù)雜山區(qū)高速公路的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在如下幾方面。

2.1 技術(shù)指標(biāo)

以公路網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和山區(qū)實(shí)際情況為依據(jù)確定高速公路的具體功能及交通量。此外，鑒于復(fù)雜山區(qū)建設(shè)環(huán)境的特殊性，所采取的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)還需考慮建設(shè)內(nèi)容與現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的協(xié)調(diào)性問題。

2.2 地質(zhì)勘察

復(fù)雜山區(qū)高速公路沿線易遇到特殊的地質(zhì)條件，如易失穩(wěn)的軟土、高液限粉土等，加之雨水等因素的作用易發(fā)生滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害，輕則影響道路的正常運(yùn)營(yíng)，重則威脅過往人員的安全。對(duì)此，必須做好地質(zhì)勘察工作，將其作為設(shè)計(jì)工作的基本參考[1]。

2.3 路線選型及環(huán)境保護(hù)

地形、地質(zhì)及水文等層面的因素均是路線方案設(shè)計(jì)工作中應(yīng)重點(diǎn)考慮的內(nèi)容，應(yīng)保證路線方案能夠滿足行車安全性、舒適性等要求。此外，高速公路還需與周邊環(huán)境融為整體，避免環(huán)境受到嚴(yán)重破壞的情況。

2.4 施工方案及工程造價(jià)

施工方案需充分覆蓋路基、橋梁、隧道等各建設(shè)方面，需形成線性合理的施工方案，保證各部分的施工質(zhì)量。并且，復(fù)雜山區(qū)高速公路的建設(shè)內(nèi)容豐富，相比于平原地區(qū)造價(jià)較高，因而需充分考慮成本方面的要求，減少不必要的成本投入，提高經(jīng)濟(jì)效益。

3 復(fù)雜山區(qū)高速公路總體設(shè)計(jì)實(shí)例

該工程的兩段項(xiàng)目都是江蘇溧陽至福建寧德（G4012）公路浙江轄內(nèi)的末段，根據(jù)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTG B01—2014）等相關(guān)規(guī)范，采取設(shè)計(jì)速度為80km/h的標(biāo)準(zhǔn)。山區(qū)地質(zhì)、地形等方面均具有復(fù)雜性，需做好施工前的總體設(shè)計(jì)工作。

3.1 設(shè)計(jì)思路

復(fù)雜山區(qū)的地形條件特殊，具有山嶺溝壑縱橫分布的特點(diǎn)，受降雨以及施工擾動(dòng)性等因素的影響，易發(fā)生滑坡、坍塌等災(zāi)害。鑒于此，在路線選型時(shí)要充分考慮地形、地質(zhì)方面的情況，遵循因地制宜的原則，貫徹安全設(shè)計(jì)的理念，從技術(shù)可行性、經(jīng)濟(jì)效益性等多個(gè)層面進(jìn)行比選，確定合適的施工方案，提高公路建設(shè)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益以及沿線的生態(tài)環(huán)境效益。還要協(xié)調(diào)好挖填方作業(yè)的關(guān)系，追求土石方平衡；注重對(duì)沿線池塘、水源等關(guān)鍵區(qū)域的保護(hù)。貫徹“安全、高效、節(jié)約、綠色”的理念，提高總體設(shè)計(jì)方案的可靠性與可行性。

3.2 總體設(shè)計(jì)的要點(diǎn)及原則

（1）山區(qū)高速公路建設(shè)環(huán)境錯(cuò)綜復(fù)雜，在總體設(shè)計(jì)工作中應(yīng)注重如下幾點(diǎn)。

①確定指導(dǎo)思想。以項(xiàng)目所在地在社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、文化等層面的實(shí)際狀況為立足點(diǎn)，把控總體設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想，將其作為設(shè)計(jì)工作的導(dǎo)向，發(fā)揮引導(dǎo)作用。②確定設(shè)計(jì)原則。以項(xiàng)目建設(shè)的綜合環(huán)境及工程質(zhì)量要求為依據(jù)，把控總體設(shè)計(jì)原則，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步確定具體的設(shè)計(jì)細(xì)則，以便開展各專業(yè)的設(shè)計(jì)工作。③明確項(xiàng)目背景。在可行性研究階段需充分考慮建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)、路線起止點(diǎn)、路線走廊帶方案等方面的內(nèi)容，對(duì)其展開針對(duì)性的研究，驗(yàn)證其可行性。在保證公路建設(shè)質(zhì)量的同時(shí)還需兼顧沿線交通、經(jīng)濟(jì)等層面的發(fā)展需求，協(xié)調(diào)好工程與社會(huì)的關(guān)系。④收集基礎(chǔ)資料。全面考慮項(xiàng)目走廊帶的實(shí)際情況，收集具體的資料，包含城鎮(zhèn)現(xiàn)狀、自然條件、交通狀況、原材料供應(yīng)狀況、交通流量等。此外，由于公路建設(shè)還與沿線居民的日常生產(chǎn)、生活息息相關(guān)，因此在總體設(shè)計(jì)階段還需注重與沿線居民的溝通，獲取真實(shí)的建議或意見作為設(shè)計(jì)的參考。⑤以路線設(shè)計(jì)為核心，兼顧多方面的建設(shè)因素，從技術(shù)可行性、經(jīng)濟(jì)效益性等方面作綜合對(duì)比，經(jīng)方案比選后確定最優(yōu)方案。

（2）山區(qū)地形錯(cuò)綜復(fù)雜，道路建設(shè)及運(yùn)營(yíng)期間常遇到滑坡、坍塌等地質(zhì)災(zāi)害，且山區(qū)的氣候具有多變性，雨水對(duì)道路的沖刷作用較強(qiáng)。對(duì)此，在總體設(shè)計(jì)工作中應(yīng)注重如下幾點(diǎn)原則，確保最終的設(shè)計(jì)方案能夠符合建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。

①將地形選線作為基礎(chǔ)工作，確保選線的合理性。②踐行“以人為本”的理念，充分尊重“人”這一核心要素在工程中的地位。③全面收集路線走廊資源，充分發(fā)揮此類資料的價(jià)值，形成公路與自然環(huán)境相輔相成的關(guān)系，減少對(duì)既有資源的破壞。④嚴(yán)格控制土石方挖填量，盡可能達(dá)到土石方平衡的狀態(tài)，維持沿線生態(tài)環(huán)境的完整性。

3.3 項(xiàng)目特點(diǎn)及設(shè)計(jì)方案

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)勘察后，掌握實(shí)際建設(shè)條件，以此為依據(jù)提出合適的設(shè)計(jì)方案。

（1）針對(duì)地形地貌單元復(fù)雜特點(diǎn)選擇合適的處理方法。項(xiàng)目路線較長(zhǎng)，穿越的地貌單元豐富，沿線各段的地質(zhì)條件具有差異性，且存在諸多潛在因素，不利于勘察工作的順利展開。并且隧址區(qū)埋深較大，鉆探周期長(zhǎng)，容易出現(xiàn)結(jié)果準(zhǔn)確性不足的問題；不良地質(zhì)覆蓋范圍廣，存在滑坡、斷裂、節(jié)理發(fā)育等特殊地質(zhì)，必須選擇合適的處理方法，最大限度地減小不良地質(zhì)對(duì)施工的影響；由于部分路段土石方調(diào)配難度較大，而現(xiàn)場(chǎng)耕地資源相對(duì)有限，因此需合理優(yōu)化平縱指標(biāo)，使路線順應(yīng)地形特點(diǎn)，盡可能實(shí)現(xiàn)填挖平衡[2]。

（2）采取有效的措施提高土地資源利用率。沿線限制性因素較多，土地資源有限，應(yīng)通過行之有效的措施減少土地資源占用量。由于項(xiàng)目絕大部分坐落于偏僻地段，因此需注重地形選線、安全選線等方面的內(nèi)容。建設(shè)工作量較大，工程造價(jià)相對(duì)較高，需充分論證施工技術(shù)，做好技術(shù)比選工作，保證沿線結(jié)構(gòu)物的型式、互通的布置等方面均滿足要求?？辈煸O(shè)計(jì)階段，有關(guān)人員應(yīng)充分考慮橋梁的結(jié)構(gòu)問題，例如上、下部結(jié)構(gòu)的型式，實(shí)施橋梁結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)的模式。

（3）保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)。沿線生態(tài)系統(tǒng)完整、自然環(huán)境優(yōu)越，在總體設(shè)計(jì)工作中應(yīng)充分考慮景觀設(shè)計(jì)的要求。項(xiàng)目部分路段處于銅鈴山景區(qū)范圍內(nèi)，需要降低建設(shè)和運(yùn)營(yíng)階段對(duì)周邊生態(tài)環(huán)境所造成的不良影響，提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。為此，必須在勘察設(shè)計(jì)階段便把相關(guān)工作落實(shí)到位，以可行的方式規(guī)避不良影響。

（4）合理處理特長(zhǎng)隧道的建設(shè)。特長(zhǎng)隧道的建設(shè)復(fù)雜度較高。沿線建設(shè)中，一般路段設(shè)置的是分離式單向行車雙車道隧道，部分特殊路段建設(shè)有特長(zhǎng)隧道，例如葉麻尖1#和2#隧道等，兩洞的出露長(zhǎng)度僅為40m左右，此情況下易產(chǎn)生通風(fēng)的串流效應(yīng)，因此在總體設(shè)計(jì)階段便要考慮此方面的問題，制訂切實(shí)可行的應(yīng)對(duì)策略。項(xiàng)目沿線還存在特大橋梁，對(duì)設(shè)計(jì)水平也提出較高的要求。以跨越高嶺頭水庫的橋梁為例，采取的是斜拉橋結(jié)構(gòu)型式，但現(xiàn)場(chǎng)地形條件復(fù)雜，道路通達(dá)度欠佳，不利于材料的運(yùn)輸，對(duì)此需合理優(yōu)化結(jié)構(gòu)型式，提高結(jié)構(gòu)乃至橋梁整體與現(xiàn)場(chǎng)地形條件的相適性。

（5）安全設(shè)計(jì)。安全是高速公路總體設(shè)計(jì)中應(yīng)首要考慮的目標(biāo)，且在復(fù)雜山區(qū)高速公路中更為關(guān)鍵，需要積極消除安全隱患，適時(shí)采取防控措施，從源頭上解決問題。在道路線形設(shè)計(jì)工作中，需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地形情況合理優(yōu)化線形，否則在后續(xù)車輛通行過程中將面臨諸多安全隱患，甚至引發(fā)嚴(yán)重的安全事故。項(xiàng)目沿線建設(shè)環(huán)境錯(cuò)綜復(fù)雜，部分隧道橋梁建設(shè)于極偏僻的山區(qū)，無現(xiàn)成的地方道路可供使用[3]。對(duì)此，需選定合適的施工點(diǎn)，配套必要的施工設(shè)施，為正式施工創(chuàng)設(shè)良好的條件。安全理念應(yīng)當(dāng)融入設(shè)計(jì)工作中，在安全理念的引導(dǎo)下提高設(shè)計(jì)方案的可行性，實(shí)現(xiàn)安全施工、安全運(yùn)營(yíng)的雙重目標(biāo)，盡可能降低事故的發(fā)生概率，使高速公路維持良好的交通秩序，為社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。

（6）充分考慮特殊工點(diǎn)的設(shè)計(jì)。特殊工點(diǎn)的設(shè)計(jì)也需充分考慮現(xiàn)場(chǎng)情況，遵循因地制宜的原則，形成現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境與特殊工點(diǎn)建設(shè)內(nèi)容相協(xié)調(diào)的關(guān)系。山區(qū)地形復(fù)雜，橋隧比較高，常涉及高填深挖作業(yè)，在設(shè)計(jì)工作中若缺乏對(duì)特殊路段的考慮，則在施工的擾動(dòng)下極易引發(fā)生態(tài)受損問題。對(duì)此，設(shè)計(jì)人員需具有前瞻性，既要保障公路的設(shè)計(jì)及建設(shè)水平，又要兼顧未來沿線生態(tài)環(huán)境的發(fā)展需求，根據(jù)現(xiàn)有狀況預(yù)測(cè)公路建設(shè)可能對(duì)沿線環(huán)境造成的不良影響，制訂應(yīng)對(duì)策略，從源頭上規(guī)避問題，將不良影響降到最小。

4 結(jié)束語

綜上所述，復(fù)雜山區(qū)高速公路的總體設(shè)計(jì)難度較大，易受到地形、地質(zhì)等方面的干擾。在實(shí)際設(shè)計(jì)工作中，需做到因地制宜，依托建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)的地形地勢(shì)合理組織設(shè)計(jì)工作，在保證公路各部分質(zhì)量的同時(shí)還需提高建設(shè)內(nèi)容與周邊環(huán)境的協(xié)調(diào)性，減少人為活動(dòng)給自然環(huán)境帶來的不良影響，提高高速公路的綜合效益，從而推動(dòng)高速公路建設(shè)事業(yè)的發(fā)展。