精細化設(shè)計在國道G335公路中的運用

段榮鑫

(內(nèi)蒙古交通設(shè)計研究院有限責任公司，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010010)

1 項目情況

省道335線承德-塔城公路,所經(jīng)過的省份主要有河北、內(nèi)蒙古、新疆。它是內(nèi)蒙古自治區(qū)非常重要的進出公路，由于它處于內(nèi)蒙古北部，靠近與我國接壤的蒙古，戰(zhàn)略意義十分重要，同時也是內(nèi)蒙古自治區(qū)“干線公路網(wǎng)”的一部分。本段公路是國道335呼和溫都爾至巴彥努如段公路，樁號為K0+000～K129+225，位于內(nèi)蒙古西北部巴彥淖爾市境內(nèi)的烏拉特后旗，地理坐標為東經(jīng)107°20′～107°35′，北緯40°45′～42°25′。它是邊境口岸甘其毛都鎮(zhèn)與巴彥淖爾市的重要連接線，對保證邊境安全、促進口岸建設(shè)、促進區(qū)域經(jīng)濟具有十分重要的意義。

國道335線的呼和溫都爾至巴彥努如段既有公路技術(shù)等級為三級，部分路段處在陰山山脈的狼山之中，高程在1 500m～2 200m之間，山峰林立、巖石外露，河谷下切嚴重。既有路沿河谷一側(cè)展線，公路服務水平低、路面嚴重破損、車輛通行能力較差。

此次改建的公路定位為主要集散公路，采用二級公路，起點-K7+700段落設(shè)計時速采用60km/h，路基寬度12.0m/10.0m；K7+700-K22+800段落設(shè)計時速采用40km/h，路基寬度10.0m；K22+800～K56+000段落設(shè)計時速采用60km/h，路基寬度10.0m；K56+000～終點段落設(shè)計行車時速為80km/h，路基寬度12.0m，全線均采用瀝青(混凝土)路面。

地震動峰值加速度K0+000～K54+000呼和溫都爾鎮(zhèn)0.2g，K54+000～K81+500獲各琦蘇木0.15g，K81+500～終點潮格溫都爾鎮(zhèn)0.1g。

2 項目難點

路線沿楊貴溝翻越狼山段，河谷狹窄，兩岸山勢陡峻，由于巖石松動及公路切坡后地勢變陡，致使巖體較破碎，巖石的自穩(wěn)性不強，常有小規(guī)模崩塌、滑坡。所以該項目難點有：①選線非常困難，既要兼顧舊路路線減少占地和對邊坡開挖，又要截彎取直，避開舊路指標較低的路段。②為防止路基擠壓河道和洪水沖刷路基，很多段落需要設(shè)置路肩擋土墻及路堤擋土墻。③由于路線靠近山體，小橋涵設(shè)置量較大，且上游山體破碎，進水口需要特殊設(shè)計。④在路線左側(cè)K8～K40范圍內(nèi)設(shè)置了6處避險車道，避險車道需要與主線的排水系統(tǒng)統(tǒng)一考慮。

3 針對性的精細化設(shè)計

鑒于以上各種問題與難點，勘測與設(shè)計時提出有針對性的“精細化設(shè)計”，在路線選定時，各專業(yè)在選線時就開始溝通，緊密配合，以建設(shè)一條“安全、舒適、環(huán)保、通達”公路為總體目標，最大限度地保護路線所經(jīng)地區(qū)已有的風貌。

3.1 路線設(shè)計

根據(jù)項目區(qū)的受控因素，選線是著重注意按照地形、地質(zhì)選線并重的原則，盡量規(guī)避不良地質(zhì)地段，合理利用有利地形進行布線。注意路線線型順適、連續(xù)，根據(jù)現(xiàn)有情況合理選用路線、橋涵、路基路面等專業(yè)的技術(shù)指標，不過分要求高指標，不過分使用低指標。在不增加工程量的情況下盡可能地使用比較好的技術(shù)指標。同時應用運行速度這種先進手段，對路線平縱方案進行安全性評價，合理選用超高、坡長等技術(shù)指標，使公路各項指標達到規(guī)范要求，保障路行汽車行駛安全及路側(cè)行人等的安全。重視環(huán)保選線，貫徹“建綠色通道，走環(huán)保之路”的設(shè)計理念，盡量采取低路基，避免大填大挖，減少對環(huán)境的破壞，防止水土流失，注意保護生態(tài)自然平衡。路線方案的選擇應充分考慮舊路利用率。原有公路現(xiàn)有的平縱面線形標準大部分滿足現(xiàn)行規(guī)范的要求，滿足規(guī)范要求的路段沿舊路布線，不滿足規(guī)范的路段可適當提高技術(shù)指標，但不宜太高以致偏離舊路太遠。

3.2 路基擋土墻設(shè)計

由于項目為山區(qū)段落，河谷狹窄，下切嚴重，河槽沒有壓縮空間，為防止路基擠壓河道和洪水對路基的沖刷，在很多段落必須設(shè)置路肩擋土墻和路堤擋土墻。同時考慮本路段的路塹挖方主要為堅石和次堅石，為充分利用開挖的石料，擋土墻采用漿砌片石砌筑。全線共設(shè)置擋土墻78處，其中路肩擋土墻42處，共9 656m，出露地面最大高度為12.0m；路堤擋土墻36處，共5 663m，出露地面最大高度為11.5m。在設(shè)計中要注意擋土墻與橋涵洞口的銜接，保證平順銜接，不能有容易被水沖刷的薄弱處。擋土墻每隔一定距離設(shè)一道沉降縫，并保證縫的防水性。在河道轉(zhuǎn)彎及河流縱坡較大處，容易沖刷擋土墻基礎(chǔ)的地方，應該設(shè)置箱形石籠，并在合適的地方設(shè)置丁壩等防沖刷構(gòu)造物。

3.3 小橋涵設(shè)計

項目主線共設(shè)置小橋219.14m/12座，涵洞211道。原有公路設(shè)計標準為三級，橋涵設(shè)計荷載等級采用舊的汽-20掛-100，舊路橋涵設(shè)計荷載不能滿足《公路技術(shù)標準》(JTG B01-2014)中公路-I級的各項指標，為此，必須進行拆除新建。舊路小橋涵最大的問題就是孔徑不能滿足要求，而且某些涵洞上游在雨季容易發(fā)生滑坡，石塊、砂礫順坡而下，將涵洞進水口全部堵死，使構(gòu)造物失去過水能力，導致路面過水，進而沖毀路基。所以設(shè)計前，應充分調(diào)查每個橋涵的匯水面積和流量，保證孔徑滿足要求，尤其要保證涵洞凈空，盡量利用路基的填高，提高涵洞凈空，這樣即使滑坡淹沒涵洞下半部分，上半部分仍有一定的過水面積，保證行洪，從而使路基不被沖毀。還可以根據(jù)上游溝頭的遠近和溝底縱坡，在線外一定距離設(shè)置帶有泄水孔的攔石壩或者柔性攔石網(wǎng)，可以提前擋住向下滾落的石塊，并且使洪水正常通過。

3.4 安全設(shè)計

本項目某些路段長大下坡，考慮大型車輛行駛的安全性，因此通過計算，在路線左側(cè)設(shè)置了6處避險車道。避險車道分為駛離匝道、過渡段、制動坡床幾部分，駛離匝道、過渡段共長140m，采用混凝土路面，制動坡床長81m，設(shè)置8%的縱坡，采用礫石路面。由于某些特殊地形，避險車道擋住了邊溝，使水聚集在路基一側(cè)，無法向下排走，此時就需要在避險車道下部設(shè)置涵洞，將路基邊溝連接起來，形成完善的排水系統(tǒng)，防止長下坡的邊溝水沖刷避險車道路基。

3.5 綠化設(shè)計

按照“不破壞就是最大的保護”原則進行各路段的精細化設(shè)計，不做不符合當?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)的過度綠化，就地利用，突出山區(qū)公路特點，將公路建設(shè)對環(huán)境影響減輕到最低程度。充分保護和利用表層耕植土、腐殖土，為公路綠化以及取棄土場復耕或恢復植被所用。設(shè)置齊全的路基路面排水系統(tǒng)，避免明顯改變地表水徑流機制，造成水土流失。巧妙利用現(xiàn)有地形造景觀，景觀不止綠化，孤石、巖石邊坡也可以是景觀，也可以起到減少路側(cè)單調(diào)，保證行車安全的目的。與巴彥淖爾市統(tǒng)籌山水林田湖草系統(tǒng)治理，突出抓好與全國防沙治沙綜合示范區(qū)建設(shè)相一致，圍繞“抓點、擴線、增面”，“抓點”要有特點，“擴線”上要求通達，“增面”注意帶動。

4 項目成果

2020年12月份，呼和溫都爾至巴彥努如段公路順利通過了市交通局組織的交工驗收，并通車運營，且質(zhì)量標準和綠色環(huán)保的要求均達到優(yōu)良，成為內(nèi)蒙古北部邊境山區(qū)又一優(yōu)秀的公路典型工程，為后續(xù)該地區(qū)的公路建設(shè)做出了良好的示范。這些示范包括有針對性的精細設(shè)計、不同專業(yè)之間的協(xié)同、特殊公路的設(shè)計技巧、對各種災害的抵御設(shè)計、山區(qū)景觀的保護設(shè)計等。

國道呼和溫都爾至巴彥努如段公路的建成是“十四五”內(nèi)蒙古自治區(qū)交通運輸發(fā)展不斷完善路網(wǎng)出行服務體系，有序?qū)嵤┕诽豳|(zhì)改造精神的體現(xiàn)，讓交通運輸發(fā)展成果更多更公平惠及各族群眾，真正做到修適合的路、修需要的路。增強了國家戰(zhàn)略物資和應急物資運輸保障能力，確保以點帶面推動交通運輸實現(xiàn)跨越式發(fā)展。形成互聯(lián)互通、優(yōu)質(zhì)高效、便捷舒適、生態(tài)綠色的高品質(zhì)公路，全面促進交通強區(qū)建設(shè)，為自治區(qū)經(jīng)濟和發(fā)展提供了較穩(wěn)固的公路運輸基礎(chǔ)。