彭亞濤
(平頂山市公路交通勘察設計院,河南 平頂山 467000)
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山區公路G311徐西線選線定線關鍵因素控制及實例分析
彭亞濤
(平頂山市公路交通勘察設計院,河南 平頂山 467000)
為保證山區公路建設安全,增加經濟效益,公路交通勘察設計單位必須做好山區公路選線、定線關鍵因素控制工作,提高山區公路施工效率,縮減施工工期。結合山區公路選線的影響因素,研究定線方式,進行實例分析,以供相關人士借鑒和參考。
山區公路;公路選線;路線方案;選線定線;關鍵因素; 線路選擇
G311工程K497+322段路面結構設計為時速60km/h,路基寬12m,路面寬10.5m。道路等級為二級公路。改工程起點位于魯山縣八里倉,與S242廟洪線交叉口,向西經庫區鄉、下湯、中湯、趙村、馬公店、堯山鎮、止于堯山鎮橋全長54.189km。對山區復雜路段及重要路線,該工程利用1∶500~1∶2000比例的地形圖先在紙上定線,最后實地現場布線;同時繪出導向線的縱坡線,比較研究最后確定路線方案。
2.1 自然因素
(1)地形:山區公路選線、線形設計等均與地形有密切聯系,山區地勢具有坡陡流急、錯綜復雜的特點,加之短距離內標高相差偏大,導致山區路線易出現彎道,大大增加防護工程難度與工作量。
(2)地質:山區地勢選線過程中,易遇到滑坡、泥石流等不良地質災害,從而影響路線的穩定性、安全性以及經濟性。然而地質條件是確定路線方案的決定因素,必須采取科學手段,有效規避地質影響。
(3)生態環境:由于生態環境所涉及的范圍較廣,內容較豐富,對山區公路選線具有較大影響。例如,野生動物棲息地、植被保護區以及沿線農作物等。
2.2 非自然因素
(1)公路應用及性質:公路主要作用在于為交通運輸提供便利,是政治、經濟、文化以及國防的有機結合。公路應用及性質是對其地位與作用的有效反映,彰顯著公路的技術開發程度,以及其能承載的車速、負荷等,是影響山區公路選線的重要因素。
(2)行車速度計算:作為衡量公路使用質量的標尺,行車速度在選線過程中占有重要位置,是決定運輸經濟價值的憑據之一。山區公路建設過程中,由于地形的復雜性,致使對行車速度計算的準確度提出了更高的要求。
(3)社會環境:社會環境對山區公路選線的影響主要表現在地區經濟發展,山區公路選線必須考慮相關基礎設施的建設、合理利用資源等方面的因素。因此,在山區公路選線過程中,應充分結合所處山區的人文景觀、房屋建筑、土地資源等,經合理分析、綜合判定,確定路線。
3.1 紙上定線
首先,在大比例尺地圖的基礎上,仔細研究堯山地形、地勢,明確山區的有利地形,初步擬定路線,確定導向線。
其次,以導向線為基準,確定平面試線,標注平曲線的半徑,對特征樁點作出標記并設計縱斷面圖,量出所需標高,適當調整導向線。
再次,在調整后的導向線的基礎上,確定最佳活動區域以及連接點,構成二次修正導向線,進行反復試驗。
最后,在量出相應樁號以及高程的基礎上,繪制完整的縱斷面線。
紙上定線以反復試驗為基礎,以達到定線最優化,在采用任何方法都無法節省工程或提升美感時,標志著紙上定線工作順利結束。
3.2 實地放線
堯山沿線在紙上定線的基礎上,以測定的相關控制點為標準,以地形特點為依據,采用基地坐標法、支距法等方法,鋪設路線,為測量和施工提供保障。利用航攝照片及其鑲嵌復照圖,借助立體鏡儀器,建立室內立體模型進行道路選線,較好地按三維空間選定路線。
3.3 直接定線
直接定線指以紙上定線的原則為標準,以縱坡為出發點,直接選定合適的路線。
首先,以選線設定的控制點為參考,采用試坡方法,擬定方向,確定所涉及的控制點,制定預設輪廓方案。
其次,在結合技術標準的基礎上,充分考慮山區地形特點,以適當坡度為依據,標注坡度點并連接,構成初步導向線。
再次,以路基設計要求為依據,標記最合適的各坡度點橫斷方向的中線并連接,從而構成修正導向線。
最后,以平面線型為基準,以最大程度連接特征點,實現平、縱、橫三面的有機結合,形成相應的直線。通過無限延伸直線,標注交點,構建路線導線。由于山區地形復雜,應在地形困難處適當插設曲線,以達到降低山區工程施工難度的目的。
山區公路G311工程大部分地區屬于山區地勢,G311山區公路對選線、定線均有較高要求。鄭堯高速路線方案擬定后,我們沿線路進行導線控制點測量,埋設標志。堯山地帶運用航攝大比例尺像片,通過精密立體測圖儀繪出等高線地形圖,即進行紙上定線。設計K497+322堯山(石人山)段風景區至中原大佛景區,全長54.1km。G311徐西線地形較復雜,丘陵錯綜復雜,大小瀑布群多,且山系多呈弧形。在山區公路選線定線過程中,考慮高速堯山沿線河道瀑布眾多等因素,原選線定線連續越嶺上瀑布、嶺下河道方案,其方案由于工程量巨大、工期長,現有技術難以達到質量要求標準。只有利用現有的環境資料和技術手段,對擬定的各個備選路線方案進行詳細和科學的研究。
在對G311徐西線相關勘查基礎上,技術人員提出:充分利用堯山地形地勢,回避K497+322不良瀑布群山嶺段,在堯山瀑布順河床處,以階梯挖掘的方式,達到路線縱坡有效銜接河床縱坡的目的。在按照國家政策不占用農用耕地的前提下,按路線平均縱坡擬定導向線(零點線),再擬定交角點及曲線半徑,具體布設K497+322段路線。G311徐西選線紙上定線時,改線結合自然條件選定合理的路線,保證線形的均衡性,從行車安全、暢通和施工,貫徹工程經濟與運營經濟相結合的原則,論證地選用較好的公路環境,以提高公路的使用質量。在檢驗結果的基礎上,應用此方案改線:改K551+511段長24.234km,避免翻越高山的困難,縮短公路里程,且技術標準得到相應的提高,致使線形得到優化,降低公路修建成本,達到行車安全使筑路費用與使用質量得到正確的統一。
山區路線選線要按照線路行經地區的地形地貌特征進行選線。在G311徐西線公路選線工作中,我們加強了山區公路選線定線關鍵因素的控制,K497+322改線后,與原選線路段相比路面外觀更好,公路陡峭度明顯減小,行車舒適性提高,同時降低了筑路成本。山區公路G311徐西線選線中使用現代高新科技,利用電子計算機以數字地面模型儲存的航測數據定線,回避了不良路線設計。使G311徐西線改線設計更加符合堯山自然環境,改線后K551+511設計提高了定線選線效率,保證了堯山公路建設施工順利完成。從以上實例可得知,合理的線路設計不但能給行車提供良好的舒適度,更能保證行駛的安全。為達到提高工程質量,降低成本,加強山區公路選線定線關鍵因素控制十分重要。
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2016-01-19
彭亞濤(1982-),男,河南魯山人,本科,研究方向:公路工程設計。
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