山區(qū)低等級公路設(shè)計(jì)困難探究

劉雪

（甘肅省交通科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司,甘肅蘭州 730000）

0 引言

山區(qū)低等級公路的設(shè)計(jì)要充分考慮地質(zhì)地貌、水文、生態(tài)環(huán)境等方面的因素，由于地形復(fù)雜，工程造價(jià)高，因此在路線方案選擇、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)取用、地基處理方案等方面存在許多技術(shù)問題。如何在山區(qū)低等級公路施工中，既能確保道路的安全，又能避免對環(huán)境造成的污染，是當(dāng)前我國低等級公路設(shè)計(jì)與施工中亟待解決的問題。對山區(qū)低等級公路的設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行了全面的分析與研究，加深了設(shè)計(jì)方案的深度，為以后的類似工程的設(shè)計(jì)與施工積累了一定的借鑒作用。

1 山區(qū)低等級公路設(shè)計(jì)特點(diǎn)

山地低等級道路的作用一般是滿足當(dāng)?shù)鼐用竦倪\(yùn)輸、森林運(yùn)輸、防火巡查等需求，其作用一般都是以支線道路為主。

山地低等級公路總體彎曲，多處彎曲，彎道較大，半徑較小，路基寬度較窄，高程抬升明顯，經(jīng)常出現(xiàn)連續(xù)、長時(shí)間的上坡、下坡路段，對行車安全產(chǎn)生極大影響。由于地形的復(fù)雜性，道路的橫向布置受到限制，容易產(chǎn)生高、深地開挖，從而增加了施工成本。

山區(qū)的氣候環(huán)境變化較大，雨天路面易積水，長期被雨水沖刷，造成邊坡滑坡，造成嚴(yán)重地質(zhì)災(zāi)害[1]。山區(qū)在同一緯度地區(qū)氣溫偏低，容易結(jié)冰，容易出現(xiàn)大霧，給行車安全帶來了極大的困難。

而且，山地地區(qū)比較偏僻，萬一出了什么意外，很可能會(huì)造成無法及時(shí)的救援，所以，作為一條公路的設(shè)計(jì)者，在設(shè)計(jì)的時(shí)候，一定要仔細(xì)考慮路線方案論證有關(guān)的參數(shù)，盡量減少事故的發(fā)生。

2 山區(qū)低等級公路設(shè)計(jì)困難

2.1 投資制約大

山區(qū)低等級公路的規(guī)劃應(yīng)考慮到地質(zhì)地貌、水文、生態(tài)環(huán)境等多種因素，由于地勢復(fù)雜，工程費(fèi)用較高，所以在方案選擇、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)選擇、地基處理方案等方面都有較大的技術(shù)難度。在山區(qū)低等級公路建設(shè)中，如何在保證道路安全的前提下，防止環(huán)境污染，是目前我國低等級公路建設(shè)急需解決的問題。通過對山區(qū)低等級公路的設(shè)計(jì)內(nèi)容的綜合分析，使其更深入地進(jìn)行設(shè)計(jì)，為今后同類工程的設(shè)計(jì)和施工提供參考。

2.2 前期工作困難

前期工作包括踏勘、選擇路線方案、測量、勘察等。山區(qū)地區(qū)受資金限制，地形復(fù)雜，前期工作不能打好基礎(chǔ)，勢必會(huì)比其他工程更差。而且，由于山區(qū)低等級公路一般都是一期工程，可研資料簡單，前期工作難以順利開展。有些項(xiàng)目甚至連基礎(chǔ)精度都不能保證。

3 低等級山區(qū)公路勘測設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1 路線設(shè)計(jì)

由于資金的制約，低等級山區(qū)公路不能像高速公路一樣“遇山挖洞、遇水架橋”，必須根據(jù)地形靈活地選擇道路，克服高差、跨越河道、避開陡坡、滑坡等不良地質(zhì)點(diǎn)，盡量方便群眾，在滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求的情況下，最大限度降低工程造價(jià)。（1）在路線的選取上，盡可能地利用現(xiàn)有的道路，節(jié)省土地，并盡可能地減少拆遷。對于原橋涵、擋墻等結(jié)構(gòu)，應(yīng)由有資質(zhì)的機(jī)構(gòu)進(jìn)行評估，以降低投資。（2）在初步確定線路后，要對沿途的滑坡體、松散堆積體等地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行全面的調(diào)查，以避免線路穿越這些地質(zhì)災(zāi)害，如果實(shí)在無法避開，還要對其地質(zhì)狀況進(jìn)行細(xì)致的勘察，并給出合理的解決辦法，否則會(huì)嚴(yán)重影響工程的建設(shè)和投資。（3）對于局部不能完全滿足路線設(shè)計(jì)規(guī)范要求的路段，采用強(qiáng)化線法施工，不僅會(huì)造成工程成本的大幅提高，而且還會(huì)引起一些地質(zhì)災(zāi)害，從而影響施工的安全。安全工程是路線設(shè)計(jì)工程中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，是對路線設(shè)計(jì)的一種優(yōu)化與補(bǔ)充。

3.2 路基設(shè)計(jì)

在山區(qū)低等級公路的設(shè)計(jì)中，必須嚴(yán)格參照公路網(wǎng)的設(shè)計(jì)，將所選擇的道路進(jìn)行詳細(xì)的劃分，并根據(jù)道路的特點(diǎn)，有針對性地制定相應(yīng)的設(shè)計(jì)方案。

（1）對原有的低等級公路的改擴(kuò)建工程的路基設(shè)計(jì)。在低等級公路的改造和擴(kuò)建中，路基設(shè)計(jì)要注意路基寬度設(shè)計(jì)、新舊路基搭接設(shè)計(jì)、路基擋土墻設(shè)計(jì)。首先，要按實(shí)際地形、地質(zhì)條件，對現(xiàn)有道路進(jìn)行分段，并將公路標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一起來，以達(dá)到既能達(dá)到水平縱平面線性指標(biāo)和規(guī)范水平，又能有效地控制低等級公路的投資規(guī)模和數(shù)量。其次，在路基的擴(kuò)建和改造中，新老路基的結(jié)合部位很容易產(chǎn)生塌陷、變形，從而導(dǎo)致道路的損壞，故在新老路基的銜接設(shè)計(jì)中，應(yīng)盡可能選擇具有良好滲透性的粗砂，或選擇與原來的填充物特性相符的填充法，采取臺(tái)階式連接法，在原道路的斜坡上開挖臺(tái)階，由下至上依次進(jìn)行填筑，當(dāng)路基加寬不超過0.75 米時(shí)，采取挖或加寬的方法，以保證加寬部分的壓實(shí)度。

（2）特殊路基的設(shè)計(jì)。由于山區(qū)的地形條件比較復(fù)雜，施工時(shí)會(huì)出現(xiàn)各種復(fù)雜的地形，在無法避開的條件下，必須根據(jù)實(shí)際情況制定相應(yīng)的設(shè)計(jì)方案。首先，對出現(xiàn)滑坡、坍塌的地段進(jìn)行清理，并采取相應(yīng)的減慢坡度、設(shè)置抗滑樁、防滑擋墻、綠化帶等措施。其次，在山區(qū)、松軟地區(qū)，使用沙礫盲溝或更換滲水材料。對上下分離的高低型路基，要求在路面橫批陡峭的地段，降低開挖和填方的高度，以減少支撐工程量和防護(hù)工作量，并在充分研究路段周圍的地質(zhì)條件、地形條件和構(gòu)筑物設(shè)置情況的基礎(chǔ)上，采用上、下行分離的方法將其分割為高低不等的高矮公路。

（3）路基的防護(hù)設(shè)計(jì)。填方路堤的護(hù)坡形式應(yīng)盡量做到綠色、多元化，盡量做到路與景相結(jié)合，采取滿鋪草皮護(hù)坡。并在邊坡處加漿砌塊石片邊沿邊加漿砌片石，而在高填土邊坡上，宜選用7.5號(hào)漿砌片石拱形骨架護(hù)坡，而在地勢陡峭處，可選用石砌護(hù)坡。

3.3 橋涵設(shè)計(jì)

山區(qū)地形比較復(fù)雜，橫向和縱向的起伏要比平原大得多，高程也有很大的差異，V 形的溝壑和彎道更多，而山地橋梁一般都是在彎曲的地方，轉(zhuǎn)彎半徑又很大，所以施工起來也比較困難。因此，在設(shè)計(jì)中，必須重視低等級公路橋梁的設(shè)計(jì)、小半徑曲線的設(shè)計(jì)、小半徑橋梁的設(shè)計(jì)。

（1）首先，由于山區(qū)道路的寬度有限，且許多地區(qū)都有急彎，因此，大型工程和施工機(jī)械很難進(jìn)入施工場地，從而提高了橋梁工程的整體難度，為了保證橋涵跨徑的控制，保證承載力的均勻性，防止發(fā)生空洞，在上部結(jié)構(gòu)截面的設(shè)計(jì)中，應(yīng)充分發(fā)揮T 梁的作用，對半徑小、跨中高度大的采用現(xiàn)澆板梁，從而更好地控制線路線型和路基寬度。

其次，對下層結(jié)構(gòu)，可以通過填土錐形設(shè)計(jì)來設(shè)計(jì)斜坡，而對斜度大的斜坡，則應(yīng)以不需要的橋墩為主，薄壁橋臺(tái)或U 形橋墩，并通過合理地控制橋墩的長度，使橋臺(tái)進(jìn)入陡峭的斜坡。此外，在橋墩設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量避免橋墩位于沖溝的最深處，以減少急流對橋面的破壞。在實(shí)際工程中，為了減小因受力不均勻引起的低矮變形，必須對樁長進(jìn)行嚴(yán)格的控制，并掌握樁底入巖的深度，從而防止此類問題。

（2）在設(shè)計(jì)橋位小半徑曲線時(shí)，在低級道路上，如果遇到橋位，不論橋面的尺寸，都應(yīng)以小半徑為小半徑，而在回轉(zhuǎn)彎處，則應(yīng)按實(shí)際情況選用半徑不大于30米的圓弧。并在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)構(gòu)件的設(shè)計(jì)，進(jìn)行應(yīng)力校核，以提高橋梁的安全性，保證結(jié)構(gòu)的整體性。

（3）在計(jì)算小半徑橋梁時(shí)，可以建立模型，分析其側(cè)向力的分布，以達(dá)到實(shí)際生產(chǎn)的要求，而對主梁的反力，則受直橋的靜載荷影響，當(dāng)支承的反力較大時(shí)，將占總荷載的80%。

在進(jìn)行主梁的內(nèi)力對比分析時(shí)，應(yīng)強(qiáng)化計(jì)算實(shí)心板的設(shè)計(jì)，此處為逆向設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)時(shí)要注意外部弧面，從而確保結(jié)構(gòu)的合理，防止出現(xiàn)不均勻分布等問題。

4 結(jié)束語

總之，山區(qū)道路的地質(zhì)狀況比較復(fù)雜，受環(huán)境因素的影響，施工難度很大。只有在符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的前提下，結(jié)合地質(zhì)、環(huán)境、氣候等多個(gè)因素，設(shè)計(jì)出的道路才能在滿足使用要求，以實(shí)現(xiàn)以人為本，以社會(huì)經(jīng)濟(jì)、生產(chǎn)、生活等基本條件的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)更加合理、經(jīng)濟(jì)，提高道路的安全、美觀。