山區高速公路的設計理念

盧文杰

(深圳市高速公路工程顧問有限公司)

我國是一個多山的國家，所謂山區通常是指山地、丘陵和地形比較崎嶇的高原。我國的山地占國土面積的33%，丘陵占10%，崎嶇高原占10%以上，大體上講，山區面積占國土50%以上，并且山區大部分地區經濟滯后，為提高人民生活水平，交通便利是一個必要條件，因此，解決好山區的交通狀況非常的重要。

1 總體設計

1.1 總體設計理念

公路設計的靈魂在于總體設計，總體設計中應以交通部公路勘察設計會議精神中的“八字方針和六個堅持、樹立”為理論核心，在公路設計和建設中全面體現“堅持以人為本樹立全面、協調、可持續發展的科學發展觀”，通過采用靈活設計和創作設計，實現“安全”、“環境優美”、“節約資源”、“質量優良”、“系統最優”的目標。

(1)節約用地。土地，尤其是耕地，是極其寶貴的自然資源。筑路占地會加速減少本已不多的耕地，加劇對剩余耕地的壓力，因此在設計中應盡量減少對耕地的占用。

(2)避免誘發地質災害。修理公路中，路基的開挖或堆填會改變局部地貌，在地質構造脆弱地帶易引起崩塌、滑坡、泥石流等地質災害。目前，山區道路選線已由地形選線為主變為地形控制與工程地質選線并重的綜合選線。針對山區地形、地質、水文都比較復雜的情況，選線時要堅持系統分析原則、綜合選線原則、整體最優原則等地質選線原則，盡可能地避繞工程地質不良地段。

(3)注意對生態敏感地區的影響。公路運輸線路長，其間會穿越各種生態系統，如:各類自然保護區，野生動植物保護及棲息地，水土流失重點防治區，森林公園，成片林地與草原，水源區，濕地等。公路在穿越或接近這些地區時，有可能影響到這些地區的生態平衡，破壞自然資源。因此，公路建設就盡可能保證原有生態系統的連續性。

(4)減少水土流失。公路建設中，由于施工造成地表植被的破壞，使土壤表層裸露，土壤的抗蝕能力大為降低。此外，公路工程建設中還會產生大量取土或棄土、棄渣。這些松散的巖土孔隙大、結構疏松，若不加以處理，也會導致新的水土流失。

1.2 總體設計原則

(1)加強“設計中的靈活性”原則

不片面追求高標準，靈活運用指標，力求路線線形與地形、環境相協調，強調“勢”與“動”的設計理念，做到線形指標的連續、順適，不同的設計階段，靈活性體現其側重點。山區復雜的自然條件決定技術指標的采用必須因地制宜的選用技術指標，堅持路線與地形條件相互協調地原則。

(2)“貼近自然、協調和諧”的原則

依據“貼近自然、協調和諧”的原則進行橋隧及交叉等構造物設計，合理掌握互通式立交線形指標，在結構安全和滿足需要的基礎上充分考慮美學效果;加強大跨徑橋梁、隧道的設計比選，使之建成后能夠成為當地的一道功能齊全、安全順暢、景觀優美的風景線。

(3)合理利用路線走廊帶資源，做好分期修建的論證

對于山區高速公路，由于區域的交通總量相對較小，大部分為過境交通，且增速度較慢，加上采用一次建成的方案所需要的資金量巨大，此時可考慮在進行充分分析論證的基礎上，采取分期修建的方案，但對近期交通量較小，但路網功能比較明確的項目，標準選擇上也應適當超前，而對采用分期建設的項目，在近遠期標準、線位選擇上要作統籌考慮。

(4)綜合考慮公路建設與鐵路、管線、水利等其他設施交叉處理

由于擬建的公路往往與既有的鐵路、公路、管線等處于同一走廊帶，出現平行或交叉的情況，對此應采用切實的保護措施。充分保留足夠的凈空，考慮改擴建的需求，與管線交叉時應設置檢修通道。

(5)平縱面線形設計

隧道洞口段及隧道內部行車環境不同于路線上其他結構物，具有一定的特殊性，行車安全問題與隧道平縱面線形密切相關。盡管有時其平縱面線形滿足現階段規范及標準要求，但仍可能發生較大安全事故，需加強隧道段平縱面線形設計;結合了隧址區地形、地貌及工程地質與水文地質條件，考慮了隧道有對通風和控制測量等較為有利的優點，但山區高速公路由于地形、地質條件的限制，隧道內設置平曲線往往不可避免。在路線布線過程，盡可能采用大半徑曲線。

(6)山區公路線形美學與景觀設計是現階段提出的更高要求。和諧既是美，這是美學的基礎。目前，公路美學設計已經逐步得到應用和重視，公路美學與景觀設計是相輔相成的，兩者缺一不可。要巧妙的將美學與景觀設計與公路設計有機的結合是公路美學設計的基礎關鍵，在設計中應注意:①平面線形設計是美學設計的基礎;②縱斷面線形設計是美學設計的補充和完善;③景觀設計是美學設計的關鍵;④公路綠化是景觀路、生態路、環保路的具體體現。

(7)山區公路的邊坡治理也是需要注意的重要問題。雖然在前面的環境保護產線形設計中也涉及到了山區公路的邊坡治理問題，但邊坡治理應該單獨提出來作為山區公路的一項重要問題來予以解決。在山區公路勘察設計時，對路基設計，尤其是在高路堤、陡坡路段和深路塹處，要不同于一般路基，應精心設計，使邊坡處于安全穩定的狀態。

現在治理邊坡的技術較多，主要有抗滑樁和錨索加固、預應力錨索+地梁、SNS柔性防護系統、三維植被網植草防護、土工隔柵和土工布、土工模袋混凝土、夯(沖)擊式壓路機等方法，具體處理措施可根據具體情況選用。

2 橋梁設計

(1)盡量采用中、小跨徑為主的橋型、以方便施工，降低成本，山區基巖埋深一般較淺甚至出露，基礎通常為干處開挖、澆筑施工，基礎費用較低，橋梁綜合最優跨徑相對于一般平原地區，亦趨于以較多下部構造換取較小跨境。因此山區墩高在60 m以下時，均可考慮采用40 m以下的梁(板)式結構，50 m跨徑的預制梁，由于吊裝重量及施工難度大，除有特殊要求外，原則上在山區不要采用。

(2)山區高架橋通常沿山腰展布，橫向地形變化大，墩、臺、基礎的設計對邊坡開挖、山體穩定等環境的影響非常大，同時也對工程的景觀效果產生重大影響，對橋面橫坡較陡的橋梁，建議采用單柱單樁，以減少基礎的開挖，通過加大樁柱和蓋梁的尺寸來提高橋梁橫向剛度，墩高較大時可采用Y型墩、薄壁空心墩等。如采用雙樁式墩結合樁基淺表層地質情況、橋置處地震等級，盡量不設樁頂橫系梁或承臺，以減少對山體邊坡的開挖。

(3)山區橋梁均位于人跡罕至的地區，日常保養非常困難，且山區較大的溫差、溫度和冰凍等對結構的防腐非常不得，在設計階梯就應結合山區的工程特點、運營養護條件，充分重視結構的耐久性和可維護性。

3 隧道設計

3.1 洞門設計

隧道洞門設計結合洞門地段排水要求，綜合考慮地形和地質條件影響，按照“早進洞、晚出洞”的原則，盡量減少洞口邊仰坡的開挖，保證山體的穩定保持原地形的綠色植被坡面。洞口首先應保證結構的安全，能夠承受洞頂回填土，且使道路免于落石、坍塌等的危害。洞門設計要有一種安全誘導作用，緩和洞門內外明暗差異降低眩暈度，解決駕駛車輛通過隧道時產生的“黑洞”、“白洞”效應，使駕駛人員視覺有較好的舒適性最后洞門應具有一種符號，象征意義，成為一種景觀作用。

3.2 建筑限界與襯砌內輪廓設計

隧道內輪廓設計除應滿足隧道建筑限界的規定外，還應考慮洞內排水、通風、照明等附屬設施所需的空間，同時還應考慮土壓力影響、施工方法等必需的富裕量，同時本著斷面利用率高、結構受力合理安全可靠的原則進行合理選取。上下行分離和連拱隧道均采用單心圓，邊墻為曲墻。上下行分離和連。

4 結束語

山區高速公路的設計中應加強高速公路總體設計，加強前期工程的深度，引入動態設計、動態管理的理念，特別是山區、地質復雜，建設難度大，不可預見的工程總是多，通過建設過程中的動態管理，能更好的保證工程質量和控制工程造價。

［1］王志強.高速公路建設對環境的影響及保護措施［J］.山西建筑，2008，(3).

［2］趙克程，牛兆霞.高速公路路徑識別技術研究［J］.山西建筑，2008，(8).

［3］吳曉紅.淺談高速公路勘察設計［J］.山西建筑，2008，(12).

［4］孫明.山區改建高速公路路基，路面的綜合設計［J］.黑龍江交通科技，2010，(10).