山區(qū)公路設(shè)計(jì)的特點(diǎn)和方法分析

楊建

（中交北疆工程咨詢有限公司，內(nèi)蒙古呼和浩特010020）

0 引言

不管是城市擴(kuò)張還是農(nóng)村建設(shè)，近些年來(lái)農(nóng)村地區(qū)的公路修建需求確實(shí)在逐漸增大。但與城市交通不同，城市交通更加注重的是路面環(huán)境對(duì)施工設(shè)計(jì)的影響，而山區(qū)鄉(xiāng)村公路的建設(shè)更加立體化，所以需要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的氣候、土層、環(huán)境進(jìn)行整體分析，從而制定出適合的公路建設(shè)方案。但在現(xiàn)階段的工程建設(shè)市場(chǎng)中，施工團(tuán)隊(duì)整體素質(zhì)相對(duì)較差，基本上也很難達(dá)到山區(qū)公路設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)。而另一方面，山區(qū)公路建設(shè)還需要結(jié)合當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展特點(diǎn)，所以也對(duì)設(shè)計(jì)師的水平提出了更多的要求。

1 山區(qū)公路建設(shè)的特點(diǎn)

1.1 地形高度變化較大

與城市不同，山區(qū)的海拔高度變化較大，這也將直接體現(xiàn)在公路的路基建設(shè)上。尤其是在我國(guó)的西北部地區(qū)，高地、山路為主的地貌使得落石的出現(xiàn)概率增加。而另一方面，較大的地形高度變化差還意味著地層結(jié)構(gòu)會(huì)更加復(fù)雜，這也直接影響了后期路基的處理方式[1]。

1.2 地層較為松散

山區(qū)結(jié)構(gòu)的地質(zhì)教育單一，其主要以巨石、泥土、砂壤為主。自然條件下，大部分地區(qū)的土層穩(wěn)固性較差，所以泥石流等其他自然災(zāi)害的出現(xiàn)概率也相對(duì)較高。尤其是在一些地表演變程度較低的山區(qū)，上述問題出現(xiàn)的概率會(huì)更大[2]。

1.3 水資源循環(huán)較快

與城市環(huán)境不同，山區(qū)由于開發(fā)程度較低，所以物種相對(duì)較為豐富，這也直接增加了生物圈內(nèi)水資源的循環(huán)速度。調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)山區(qū)水資源的循環(huán)速率是城市地區(qū)的1.5～1.9 倍，這使得山區(qū)溫度變化會(huì)更加明顯。而另一方面，水資源的循環(huán)也意味著地表水滲透能力的增加，所以也需要施工人員進(jìn)一步加強(qiáng)路基的防侵蝕處理。

1.4 路橋銜接較為困難

在山區(qū)的公路建設(shè)中，設(shè)計(jì)人員還要注意路橋銜接方式的選擇，以便提升車輛的通過體驗(yàn)。但大多數(shù)施工現(xiàn)場(chǎng)高度變化較大，所以也很難對(duì)公路接縫處進(jìn)行高度控制，使得我國(guó)大多數(shù)山區(qū)公路的銜接能力普遍較差。

2 山區(qū)公路建設(shè)的難點(diǎn)

2.1 海拔變化較大

海拔變化較大帶來(lái)的問題較多，本文嘗試將其列為以下幾個(gè)方面，以便于更加直觀地展示：其一，物料運(yùn)輸困難。與其他種類的施工類型不同，公路施工的工程現(xiàn)場(chǎng)相對(duì)較長(zhǎng)，所以也很難進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)物料操作，這也迫使施工人員必須將物料運(yùn)輸至工程現(xiàn)場(chǎng)，以便于進(jìn)行瀝青、混凝土等材料的現(xiàn)場(chǎng)混合。但較大的海拔變化會(huì)嚴(yán)重影響物料運(yùn)輸周期，一來(lái)會(huì)增加物料運(yùn)輸成本，二來(lái)還會(huì)影響物料運(yùn)輸?shù)陌踩?。以混凝土為例，混凝土在運(yùn)輸過程中需要長(zhǎng)時(shí)間的攪拌，以防止其出現(xiàn)沉積。但坡道等特殊路段出現(xiàn)的重力勢(shì)能會(huì)加速混凝土的沉積，并增大物料攪拌機(jī)的攪拌壓力。其二，公路安全難以保證。不管是上行路段還是下行路段，大角度的坡道會(huì)直接影響行車安全。一些特殊運(yùn)輸車輛的重量較大，所以受重力的影響也會(huì)更加明顯。以運(yùn)輸化學(xué)燃料的運(yùn)輸車為例，由于其整體質(zhì)量較大，所以下行路段中所受到的慣性作用也會(huì)越大，這對(duì)車輛的制動(dòng)系統(tǒng)提出了巨大考驗(yàn)。其三，公路施工計(jì)劃難以制定。不管是何種類型的公路施工計(jì)劃，其都需要施工計(jì)劃作為支持。但對(duì)于山區(qū)公路施工來(lái)講，由于坡度變化較大，所以施工人員需要根據(jù)公路安全性來(lái)對(duì)大坡度進(jìn)行安全處理。但現(xiàn)階段大多數(shù)的坡度設(shè)計(jì)都依賴于空間支持，比如“之”字形的坡道設(shè)計(jì)就需要足夠的空間支持。但在大部分的公路建設(shè)中，之字型的公路設(shè)計(jì)很少能夠被應(yīng)用。其四，施工機(jī)械難以入場(chǎng)。公路建設(shè)較為特殊，所以涉及的專業(yè)器械也相對(duì)較多。首先，瀝青鋪設(shè)就需要相關(guān)機(jī)械支持，以便能夠均勻鋪灑。但坡度的增加會(huì)提高操作人員的操作精度需求，從而使操作人員很難將瀝青鋪設(shè)設(shè)備的速度控制在平均水平。而在路面的壓實(shí)中，壓路機(jī)由于自身重量更大，所以受慣性的影響也會(huì)更加明顯，而這將會(huì)嚴(yán)重影響公路的壓實(shí)，從而使路基會(huì)出現(xiàn)沉陷、開裂等情況，并大大影響路面通過的安全度。

2.2 施工環(huán)境更加復(fù)雜

2.2.1 環(huán)境影響較大

山區(qū)水資源的循環(huán)速度較快，所以降雨、溫度變化也會(huì)更加明顯，這也會(huì)間接影響到工程的施工質(zhì)量。比如在路基的處理中，降雨會(huì)嚴(yán)重影響路基的濕潤(rùn)度，從而影響鋪設(shè)質(zhì)量。而在瀝青的處理中，溫度也會(huì)直接使瀝青出現(xiàn)理化性質(zhì)的改變。而在開縫處理上，降水和溫度會(huì)使開縫的質(zhì)量出現(xiàn)不同程度的下降。而如果想要解決此類問題，就需要現(xiàn)場(chǎng)管理人員和施工設(shè)計(jì)人員進(jìn)行配合。但現(xiàn)階段我國(guó)設(shè)計(jì)院與施工團(tuán)隊(duì)的配合并不是很好，所以也很難進(jìn)行針對(duì)性的方案調(diào)整。

2.2.2 復(fù)合技術(shù)需求增大

由于山區(qū)的環(huán)境較為特殊，所以單一的技術(shù)很難徹底解決施工中所面臨的問題，這也迫使施工團(tuán)隊(duì)需要將多種技術(shù)進(jìn)行復(fù)合，從而達(dá)到較好的施工效果。但實(shí)際上，大多數(shù)公路建造技術(shù)本身就存在著沖突性，所以施工人員需要提前對(duì)復(fù)合技術(shù)進(jìn)行磨合。但在現(xiàn)階段，雖然說我國(guó)施工團(tuán)隊(duì)數(shù)目較多且有飽和趨勢(shì)，但整體上擁有技術(shù)調(diào)整能力的施工團(tuán)隊(duì)屈指可數(shù)，所以說也很難達(dá)到上述的施工要求。

3 提升山區(qū)公路施工能力的具體策略

3.1 貫徹公路施工的主要原則

3.1.1 材料使用的就近原則

公路施工中的某些施工工序本身就就有時(shí)間限制，所以在某些施工材料的選擇上，可以盡可能地就近取材，一方面可以大大縮短材料的獲取時(shí)間，以滿足施工中關(guān)鍵限時(shí)工序的需要。另一方面還可以促進(jìn)當(dāng)?shù)氐馁Y源調(diào)動(dòng)，從而帶動(dòng)地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。不過需要注意的是，材料就近原則只是增加當(dāng)?shù)夭牧系氖褂谜急?，而并非是全部依靠。因?yàn)槭系氖褂脮?huì)直接改變山區(qū)環(huán)境，并增加工程中突發(fā)情況的出現(xiàn)概率。

3.1.2 計(jì)劃可行性選擇

在一些坡度較大路段的施工中，雖然理論上很多方式都可以有效緩解大坡度帶來(lái)的施工問題，但多數(shù)施工方式都會(huì)對(duì)周圍環(huán)境有一定影響。因此，在施工計(jì)劃確定階段，設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)山區(qū)的實(shí)際情況來(lái)確定施工計(jì)劃的可行性。而在復(fù)合技術(shù)的利用區(qū)域，更需要提前做好模型驗(yàn)算，以確定該地區(qū)的實(shí)際容納能力，以保證復(fù)合技術(shù)的施工環(huán)境。

3.1.3 環(huán)境優(yōu)先原則

山區(qū)與城市環(huán)境不同，因?yàn)槠湮锓N豐富更加多樣，所以演替也較為成熟。但同時(shí)，生物結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化也意味著該地區(qū)需要更多的時(shí)間來(lái)進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)。所以在公路施工中，因此，施工人員要盡可能地降低施工對(duì)環(huán)境的破壞，比如避開動(dòng)物的棲息地，以免造成大量動(dòng)物的被動(dòng)遷移，從而直接影響當(dāng)?shù)氐奈锓N生態(tài)。

3.2 提高路基、橋基的穩(wěn)定性

山區(qū)公路施工大部分因素都是對(duì)路基橋基產(chǎn)生影響，所以施工前施工團(tuán)隊(duì)可以提前對(duì)目標(biāo)地區(qū)的地質(zhì)進(jìn)行勘測(cè)，并判斷該地區(qū)土層的穩(wěn)定性。如果穩(wěn)定性較差，則需要通過現(xiàn)代加固方式進(jìn)行處理。比如，當(dāng)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)地區(qū)的土層較為薄弱時(shí)，就可以利用混凝土進(jìn)行澆筑，以加強(qiáng)公路的穩(wěn)定度。但對(duì)于生態(tài)較為薄弱的地區(qū)，則可能需要考慮進(jìn)行路段轉(zhuǎn)移，以免對(duì)環(huán)境造成不可恢復(fù)性的破壞。

3.3 提前做好相關(guān)防護(hù)設(shè)計(jì)

3.3.1 路基的防水處理

部分山區(qū)的降水較為豐富，所以在路基開挖階段就需要做好防水處理，以免雨水在路基中積蓄。與城市路基防水不同，山區(qū)地表水含量豐富，所以防水要做到底面防水和上層防水，以免地表水從下層滲入路基中。當(dāng)然也可以采用回蕩灌溉來(lái)進(jìn)行路基處理，以便于加強(qiáng)混凝土的防滲漏能力。

3.3.2 做好滾石預(yù)防處理

現(xiàn)階段對(duì)滾石災(zāi)害的防護(hù)主要分為兩種，即分別為主動(dòng)防護(hù)和被動(dòng)防護(hù)。主動(dòng)防護(hù)主要是施工人員主動(dòng)對(duì)危巖進(jìn)行處理，以免其直接對(duì)路面造成損害。首先，如果巖石的掩體整體比較完整，則可以將其直接利用錨桿將其與較為穩(wěn)固的山體進(jìn)行固定，從而達(dá)到應(yīng)對(duì)滾石的效果。如果公路坡面整體都屬于危巖狀態(tài)，則需要利用錨桿和防護(hù)網(wǎng)對(duì)整片區(qū)域進(jìn)行固定。必要情況下，還可大量使用支撐來(lái)增加防護(hù)網(wǎng)與坡面的摩擦力。如果主動(dòng)防護(hù)已經(jīng)很難對(duì)巖石起到攔截效果，則需要采用被動(dòng)防護(hù)的方式進(jìn)行預(yù)防。比如，通過修建擋石墻來(lái)直接應(yīng)對(duì)滾石的沖擊，從而使路面免受破壞。而對(duì)于細(xì)碎石屑，則需要在巖層附近設(shè)置攔石網(wǎng)。

3.3.3 泥石流等自然災(zāi)害的防護(hù)

若山體的演替程度較差，那么其出現(xiàn)泥石流的概率也相對(duì)較高，這將會(huì)對(duì)公路結(jié)構(gòu)產(chǎn)生巨大影響。首先，施工人員需要對(duì)山體的穩(wěn)定度進(jìn)行評(píng)估，以確定泥石流的最大規(guī)模。如果規(guī)模較小，則可以直接修筑墻體將泥石流進(jìn)行攔截。如果規(guī)模較大，則需要主動(dòng)加快山體植被的演替，比如增加防護(hù)林來(lái)削弱泥石流的破壞力，從而通過溝渠或者筑墻的方式來(lái)進(jìn)行攔截。

3.3.4 加強(qiáng)山區(qū)公路的維護(hù)修復(fù)

山區(qū)環(huán)境較為復(fù)雜，所以公路的使用壽命會(huì)大大降低。只有在確認(rèn)無(wú)質(zhì)量問題后，才可進(jìn)行開放。而在工程完成后，當(dāng)?shù)卣块T也需要聘請(qǐng)施工團(tuán)隊(duì)來(lái)對(duì)山區(qū)公路結(jié)構(gòu)進(jìn)行定期維護(hù)，從而延長(zhǎng)公路的使用年限。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，山區(qū)公路設(shè)計(jì)需要有更好的技術(shù)力量作為支撐，所以工程施工人員要努力提高自身素質(zhì)，并提高復(fù)合技術(shù)的磨合能力，從而在保證公路安全性的情況下，做到綠色施工。當(dāng)然，政府也要做好相關(guān)的政策引導(dǎo)，從而使山區(qū)公路建設(shè)能夠擁有更多的可利用資源。