山區(qū)高速公路設(shè)計(jì)存在的問題及對策研究

張冬民

內(nèi)容摘要 由于山區(qū)的地形、地質(zhì)及氣候條件等都十分復(fù)雜，在這種情況下，對于高速公路設(shè)計(jì)來說，路線設(shè)計(jì)就成為了影響工程造價(jià)的決定性因素。文章將從山區(qū)高速公路路線設(shè)計(jì)存在的問題進(jìn)行分析，并提出相關(guān)的解決對策。

關(guān)鍵詞 山區(qū)高速公路 設(shè)計(jì)技術(shù)

一、山區(qū)高速公路勘察設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想

山區(qū)公路勘察設(shè)計(jì)是高速公路建設(shè)過程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，其設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想也是隨著高速公路建設(shè)指導(dǎo)方針的變化而不斷變化的。從整體情況看，指導(dǎo)思想轉(zhuǎn)變可以分為三個(gè)階段。第一階段是以安全和經(jīng)濟(jì)作為指導(dǎo)思想；第二階段以快速、安全、經(jīng)濟(jì)為原則；第三階段設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想側(cè)重于安全、快速。第三階段是進(jìn)入山區(qū)的高速公路建設(shè)最為關(guān)鍵的一個(gè)時(shí)期，因此，需要較高的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，如還采用平原區(qū)的設(shè)計(jì)思想，那么必將嚴(yán)重破壞區(qū)域的自然環(huán)境，誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害。

進(jìn)入山區(qū)的高速公路設(shè)計(jì)思想要從以下幾方面入手：強(qiáng)調(diào)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)肅性，并合理掌握和運(yùn)用技術(shù)指標(biāo)；重視環(huán)境保護(hù)，堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展；強(qiáng)調(diào)技術(shù)創(chuàng)新，以提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。

二、山區(qū)高速公路線形設(shè)計(jì)相關(guān)問題

（一）線形設(shè)計(jì)中存在的安全問題

1、直線

直線段過長，極易使駕駛員因景觀單調(diào)而產(chǎn)生疲勞，一旦有突顯的信息出現(xiàn)，就可能會因?yàn)榇胧植患岸霈F(xiàn)交通事故。此外，一些駕駛員在長直路段喜歡加速、開快車，致使車輛進(jìn)入直線路段末段后的曲線部分速度仍較高，這樣也可能導(dǎo)致傾覆或其它類型的交通重大事故。

2、平曲線

平曲線也可以稱之為彎道，許多起交通事故的發(fā)生都與平曲線有著很大的關(guān)系。在圓曲線上，因?yàn)闄M向力的長期存在，對汽車的安全行駛會產(chǎn)生及其不利的影響。通過分析總結(jié)得出了這樣的結(jié)論：連續(xù)曲線當(dāng)半徑協(xié)調(diào)時(shí)，事故率比不協(xié)調(diào)時(shí)低；大半徑曲線比小半徑曲線的事故率低。

3、線形組合

行車安全性與高速公路路線之間是存在著密不可分的關(guān)系的，組合的不協(xié)調(diào)必將誘發(fā)安全隱患。在直線路段的凹形縱斷面上，如果出現(xiàn)線形變化，可以在凸形豎曲線與凹形豎曲線的頂部或底部插入急轉(zhuǎn)彎的平曲線，在底部設(shè)置斷背曲線。

（二）線形設(shè)計(jì)中存在的其他問題

1、在山區(qū)高速公路線形設(shè)計(jì)的各個(gè)階段，并沒有用先進(jìn)的手段對公路線形設(shè)計(jì)方案做深入細(xì)致地研究，沒經(jīng)過對比分析就確定了設(shè)計(jì)的最佳方案。

2、公路選線與線形設(shè)計(jì)是密切相關(guān)的，山區(qū)高速公路的線形設(shè)計(jì)往往忽視了與選線工作的重要性。

3、山區(qū)高速公路線形設(shè)計(jì)忽視對工程地質(zhì)、水文地質(zhì)進(jìn)行勘測，同時(shí)也忽視了環(huán)境保護(hù)，在施工前沒有充分準(zhǔn)備好具體相應(yīng)的解決措施。

（三）山區(qū)高速公路設(shè)計(jì)的關(guān)鍵（結(jié)合著漳龍、邵三、龍長高速公路的路線設(shè)計(jì)實(shí)踐研究）

1、合理安排縱坡越嶺

山區(qū)高速公路往往需要在集鎮(zhèn)附近設(shè)置互通，而這些集鎮(zhèn)往往都是四周群山環(huán)繞，集鎮(zhèn)間關(guān)山阻隔?？梢砸札堥L高速公路龍門至涂坊段為例，段落內(nèi)的龍門、古田、蛟洋、新泉、涂坊互通均處在高程較低的山谷之中，兩互通間被分隔。因此，要克服高差是山區(qū)高速公路路線設(shè)計(jì)的要點(diǎn)，也是節(jié)省工程造價(jià)的關(guān)鍵。

2、對長距離連續(xù)下坡的路段，應(yīng)在線形設(shè)計(jì)上采取相應(yīng)的安全措施

山區(qū)高速公路的長陡縱坡是難以避免的，目前我國的超載現(xiàn)象仍是屢禁不止，如果只是從交通工程方面采取措施，作用不大，因此最根本的辦法就應(yīng)該從最基本的線形設(shè)計(jì)上采取有效措施。如：嚴(yán)禁在陡坡底設(shè)置小半徑平曲線、孤立的平曲線，保持連續(xù)陡坡路段平縱面線形應(yīng)均衡、順適；注意長距離陡坡底的互通立交的選型；選擇適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置供失控車輛駛出等。

三、山區(qū)高速公路設(shè)計(jì)問題所采取的對策

（一）根據(jù)地形靈活地布線，以便于拓展路基設(shè)計(jì)空間

針對山區(qū)高速公路地形差異較大的特點(diǎn)，我們可以拓展路基設(shè)計(jì)的空間、較準(zhǔn)確地把握新技術(shù)，以合理的路基斷面形式來驗(yàn)證線位的合理性、經(jīng)濟(jì)性。

1、陡坡路堤

當(dāng)公路路基填方范圍受到嚴(yán)格的限制時(shí)，或路基大量借方，而段落前后或?yàn)楸苊馑淼?、或?yàn)楸苊馍钔诼穳q等因素而不允許壓低設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，可考慮采用加筋陡坡路堤，以達(dá)到路基穩(wěn)定，減少路基借方的目的。

2、高路堤、填石路堤

首先，山區(qū)高速公路布線難以避免地會出現(xiàn)高填方路堤；其次，大量的路基開挖土石方及隧道洞渣又需要在高填路堤利用、消耗。因此對于一些山凹、窄口的山谷來說，必須采取穩(wěn)定（包括沉降）及環(huán)保措施，在此基礎(chǔ)上允許科學(xué)的、合理的、經(jīng)濟(jì)的高填方路堤、填石路堤的存在。

3、隧道形式、軸線及洞門位置的選擇

山區(qū)高速公路為了克服地形障礙，可以綜合里程、造價(jià)、環(huán)保等方面因素來選用隧道方式穿過山體。隧道形式、軸線及洞門位置的選擇也就成為了線位布設(shè)時(shí)要重點(diǎn)考慮的一個(gè)因素，并直接影響著隧道的長短、工程造價(jià)、施工的難易程度等。

4、合理地選擇隧道軸線及進(jìn)出口位置

首先，傍山隧道的軸線應(yīng)盡量向山內(nèi)移，以避免因覆蓋層過薄而導(dǎo)致洞身的偏壓；其次，充分研究地形地貌及已經(jīng)掌握的地質(zhì)資料，并把隧道洞身置于穩(wěn)定的地層中，盡量避免穿越斷層、破碎帶等不良地質(zhì)；再次，洞口應(yīng)盡量避免落在狹窄的山凹之中, 狹窄的山凹地質(zhì)條件很差，殘積層厚，也就增加了施工的難度。

（二）安全問題的解決對策

在平曲線上應(yīng)保持期望車速的連續(xù)性，一旦出現(xiàn)了因經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的原因?qū)е碌臉?biāo)準(zhǔn)降低，就應(yīng)通過清晰的標(biāo)志、標(biāo)線和其他設(shè)施提前告之駕駛員前方潛在的危險(xiǎn)，并引導(dǎo)他們安全通過道路的危險(xiǎn)位置；緩和曲線是從安全角度出發(fā)設(shè)計(jì)的一條駕駛員易于遵循的路線，能使車輛在進(jìn)入或離開圓曲線時(shí)不致侵入鄰近的車道。此外，在豎曲線設(shè)計(jì)中就盡量避免連續(xù)的短豎曲線及長而淺的凹型豎曲線，上面還要確保道路的橫向排水系統(tǒng)，最終使行車安全得到保證。

（三）其他問題的有效措施

1、根據(jù)山區(qū)特征順應(yīng)地形設(shè)計(jì)，公路的線形設(shè)計(jì)要達(dá)到平面順適，橫面合理，降低路堤高度的作用，盡量保護(hù)山體平衡體系。

2、根據(jù)山區(qū)地質(zhì)水文條件設(shè)計(jì)線形，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡可能多地收集有關(guān)地質(zhì)水文方面的資料，因山區(qū)地形十分復(fù)雜，設(shè)計(jì)人員必須進(jìn)行實(shí)地踏勘，較全面地掌握有關(guān)地質(zhì)水文情況，使線形設(shè)計(jì)盡量避開不良地質(zhì)地段，以減少地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的機(jī)率。對于受地形、地質(zhì)水文條件及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)限制，縱坡控制難度較大時(shí)產(chǎn)生的高填深挖路段，一定要進(jìn)行多方案比較，不僅從經(jīng)濟(jì)上作路基高填深挖與橋隧方案的比較，還要從技術(shù)上分析方案的可行性，綜合考慮環(huán)境因素，使工程經(jīng)濟(jì)、合理。當(dāng)線形必須經(jīng)過不良地質(zhì)地段時(shí)，要在滿足技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的前提下，盡量利用縱斷面的變坡點(diǎn)控制填挖高度，使路基設(shè)計(jì)時(shí)較容易采取有效措施來防治地質(zhì)災(zāi)害。

3、當(dāng)高速公路穿山越嶺跨江過河時(shí)，要充分的考慮到地質(zhì)及水文條件的復(fù)雜性，線形設(shè)計(jì)必須要適應(yīng)多變的環(huán)境，堅(jiān)持以人為本，堅(jiān)持安全第一，尊重自然，保護(hù)自然。

四、結(jié)束語

總之，在山區(qū)高速公路建設(shè)中，設(shè)計(jì)始終是工程的靈魂，那么線形設(shè)計(jì)也就成為了整個(gè)道路設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。公路設(shè)計(jì)者要抓住主要矛盾，提高環(huán)境保護(hù)意識，不斷創(chuàng)新，跟上時(shí)代發(fā)展的步伐，這樣才能促進(jìn)高速公路建設(shè)。

五、參考文獻(xiàn)

【1】張雨化《道路勘察設(shè)計(jì)》，人民交通出版社。

【2】李麗《試論山區(qū)高速公路設(shè)計(jì)工作的開展及注意事項(xiàng)》，《長春理工大學(xué)學(xué)報(bào)》2005年09期。