淺談海外山區(qū)公路設計方法及思路

關海超 王立國 徐永

摘要：近年來，國家實施“一帶一路”政策，越來越多的中國企業(yè)，參與到海外項目的建設中，把成熟的項目建設經(jīng)驗、中國標準、中國制造帶出國門。海外山區(qū)公路項目建設，除利用中國成熟的山區(qū)公路勘察設計經(jīng)驗，同時應注重把準外方業(yè)主需求的脈搏，精準設計。根據(jù)海外項目自然環(huán)境、經(jīng)濟因素、人文景觀、風俗習慣等特點。合理選線，靈活設計外，還需因地制宜，工作方法開拓創(chuàng)新，進行動態(tài)設計，對設計方法及思路提出了更高的要求。

Abstract： In recent years， with the implementation of the "One Belt， One Road" policy， more and more Chinese companies have participated in the construction of overseas projects， taking mature project construction experience， Chinese standards， and Chinese manufacturing to other countries. In addition to utilizing China's mature mountain road survey and design experience， the construction of overseas mountain road projects should focus on accurately designing the pulse of the needs of prospective foreign owners， makes reasonable line selection and flexible design according to the natural environment， economic factors， human landscape， customs and habits of overseas projects. It is also necessary to adapt to local conditions， develop and innovate working methods， carry out dynamic design， and put forward higher requirements for design methods and ideas.

關鍵詞：海外項目;山區(qū)公路;工作方法;選線;動態(tài)設計

Key words： overseas projects;mountain roads;working methods;line selection;dynamic design

中圖分類號：U412.36? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2019）17-0155-03

0? 引言

柬埔寨由于上世紀70年代戰(zhàn)爭期間，在這片土地上埋設了六百萬顆種類繁多的地雷，形成了世界罕見的高密度、難辨認的混合雷場。柬埔寨某山區(qū)公路地處豆蔻山脈原始森林山嶺區(qū)，設計時速30km/h，越嶺段高差266m，且靠近泰國邊境，是柬埔寨雷區(qū)密集度最高區(qū)域。在此背景下，項目的設計過程中，外業(yè)調(diào)查工作除采用傳統(tǒng)方法外，還應運用新技術、新方法作為輔助設計，減少、降低勘察設計人員野外踏勘工作量，保證人身安全。

1? 基礎資料收集與制作

基礎資料是項目研究的基礎，不同于國內(nèi)項目，由于柬埔寨區(qū)域基礎資料匱乏，當?shù)卣块T，無地形圖、工程地質(zhì)圖、水系圖等資料。且NASA等免費dem數(shù)據(jù)，精度無法滿足工程可行性研究的需求。

1.1 收集資源

受當?shù)亟?jīng)濟因素等影響，相關政府部門無滿足工程研究所需要的基礎資料。設計人員應注重去國際相關的組織部門，如湄公河管委會、駐柬埔寨國際環(huán)境組織、在柬埔寨調(diào)研過項目的國際咨詢公司等，收集相關水系圖、環(huán)境保護區(qū)等資料，以滿足項目的需求。

1.2 地形圖制作

區(qū)域內(nèi)無大比例尺地形圖的情況下，可行性研究階段利用傳統(tǒng)的人工測量和機載雷達方法成本高，工期長，且雷區(qū)范圍內(nèi)野外測設危險性大。因此，可利用以資源三號、Pleiades衛(wèi)星數(shù)據(jù)，利用PixelGrid5.0軟件自動提取DEM，精度遠高于NASA等strm30m等數(shù)據(jù)，可滿足可行性研究階段路線走廊帶方案的比選。

2? 合理選擇工作方法

柬埔寨某山區(qū)公路勘察設計，項目區(qū)域位于雷區(qū)范圍，出于安全考慮，需降低和減小野外工作，定測和詳勘無法采用傳統(tǒng)的作業(yè)方法。因此，工作方法需靈活創(chuàng)新，應用新技術、新方法以滿足項目需要，為項目提供必要的基礎數(shù)據(jù)。

2.1 車載雷達的應用

在現(xiàn)有公路改建的測設過程中，一般采用全野外方式利用全站儀、經(jīng)緯儀、RTK等測量工具來人工測量，需測量技術員攜帶儀器，根據(jù)一定的橫斷面間距，對每個橫斷面的道路中線、路面邊線、路基邊線、邊坡坡腳、排水溝、地形變化點等多個測量點位進行上路測量。由于測量工作需人工上路測量，且測量點位分布于道路的兩側(cè)，人工工作量大，無法避免對正常道路交通秩序的干擾;測量進度易受路況、天氣等條件制約，且對測量人員的人身安全構成了重大隱患，易釀成交通安全事故。

現(xiàn)有道路改擴建段，將車載雷達系統(tǒng)應用于境外項目，克服了當?shù)刈鳂I(yè)路況極差等困難，6天時間高效完成了往返掃數(shù)據(jù)采集作業(yè)，實際掃描里程近400多公里。通過點云分類軟件將點云分為地面點與非地面點，根據(jù)地面點建三維數(shù)模。

2.2 機載雷達的應用

機載激光雷達測量系統(tǒng)是集激光測距技術、GPS技術和慣性導航技術于一體的集成技術，是當今測量業(yè)界最先進的技術。其主要目的是可以獲取高精度的數(shù)字表面模型（DSM）。是公路勘測設計所需數(shù)據(jù)獲取的最佳技術手段。

對于約20km穿越原始森林區(qū)，采用機載雷達進行測繪，以解決雷區(qū)無法進行傳統(tǒng)人工測繪的影響。采用機載雷達測設方法，構建三維數(shù)模，快速、高效的完成測繪工作，為定測階段路線的選線打下堅定的基礎。

2.3 遙感技術的應用

定測詳勘階段受雷區(qū)及原始森林區(qū)無進場條件的影響，無法采用大型的鉆探設備。除采用人工地質(zhì)調(diào)查的方法外，利用遙感技術，對于原始森林無人區(qū)路段進行地質(zhì)解析，分析區(qū)域內(nèi)不良地質(zhì)現(xiàn)象，重點工點位置現(xiàn)場核實。

3? 路線設計

山區(qū)公路選線，充分調(diào)查路線所經(jīng)過的區(qū)域工程地質(zhì)和水文地質(zhì)，確定對公路的影響程度，對不良地質(zhì)，如滑坡、坍塌應采取繞、避等方案，對于路線無法避讓的不良地質(zhì)區(qū)域，應采取相應的措施，保證路基的穩(wěn)定性、安全性。同時需充分考慮地形因素，利用地形條件，合理選擇穿越的埡口，盡可能避免高填深挖，減小對自然環(huán)境的破壞。

3.1 選線設計

柬埔寨某項目K138至K160穿越原始森林區(qū)該區(qū)域年平均降雨量3600mm，最大年份降雨量達5800mm，越嶺段原始森林區(qū)山高坡陡，地形變化大，部分路段高差達266m，局部坡體有滑坡現(xiàn)象。

在機載雷達測繪1：2000地形圖，遙感技術應用探明地質(zhì)災害的基礎上，充分考慮暴雨山洪等影響，因地制宜，選取線位。

其中越嶺段共有北側(cè)埡口和南側(cè)埡口可選擇，北側(cè)埡口高程934m，南側(cè)埡口高程810m，通過遙感技術分析，兩處埡口地質(zhì)情況類似，以地形為控制因素，為降低路線爬坡段高差，選取南側(cè)埡口為控制點。

項目區(qū)域地形為“兩溝一谷”其中左側(cè)區(qū)域坡體不穩(wěn)定，巖體破碎，通過遙感地質(zhì)解析，滑坡現(xiàn)象較為嚴重，路線分別選擇在兩側(cè)天然溝中間山谷和右側(cè)坡體布線，進行綜合比選。

紅色線位選取兩側(cè)天然溝中間匯水面積小的山谷區(qū)域，且區(qū)域內(nèi)坡體橫坡相對較緩，根據(jù)區(qū)域內(nèi)地形、地質(zhì)條件，合理選擇路線走向及線型指標。為克服越嶺段高差，越嶺段共設置10處回頭曲線進行展線。根據(jù)地形條件，盡可能減小高填深挖，與原有地形相融合，保持原有地貌特征，同時充分考慮線型指標的連續(xù)性，回頭曲線半徑選取25m～35m，10處回頭曲線前后平縱橫指標逐漸變化，保證行車安全。路線最大縱坡采取7%，以降低當?shù)刎涇嚺榔履芰Σ蛔愕娜毕荨ｍ椖繀^(qū)域內(nèi)降雨量較大，設計中應考慮暴雨沖刷的影響，在路線上方布設截水溝，排水至天然溝兩側(cè)，避免山坡匯水對路基邊坡沖刷，減小水對路基的影響。

綠色線位選取右側(cè)坡體進行展線，共布設兩處回頭曲線，線型指標略好于紅色線位，但橫坡陡，出現(xiàn)多處深挖路塹路段，對地貌破壞較大。路線沿右側(cè)坡面進行展線，匯水面積大，雨季受暴雨沖刷影響大，山體開挖后，容易產(chǎn)生滑坡等現(xiàn)象。且路線存在展線不充分，縱坡較大等缺點。在綜合比選，充分考慮地形、地質(zhì)、暴雨沖刷、環(huán)境影響及線型指標、線型安全因素等情況，推薦紅色線位為推薦方案。

3.2 動態(tài)設計

路線布設過程中對地形、地質(zhì)、水文、環(huán)境等充分考慮，精細比選，但山區(qū)公路每個項目都有著獨特性和復雜性。同時項目區(qū)域為雷區(qū)范圍，勘察設計階段原始森林區(qū)域未進行排雷和施工便道搭建。因此，在客觀因素的制約下，不能采取大型勘探設備，雖然采取人工現(xiàn)場地質(zhì)調(diào)查和利用遙感地質(zhì)解析等手段分析區(qū)域地質(zhì)災害，但地質(zhì)勘察無法做到細致入微，局部不良地質(zhì)可能在勘察階段不能完全暴露。同時施工過程中邊坡的開挖，對有坡體的穩(wěn)定性造成擾動，造成次生地質(zhì)災害。因此需加入動態(tài)設計的理念，在施工過程中，對開挖邊坡地質(zhì)情況進行變形監(jiān)測，并人工通過對植物狀態(tài)、支護結(jié)構狀態(tài)及巖土體變形狀態(tài)的巡視，掌握邊坡動態(tài)變形情況，發(fā)現(xiàn)偏差及時分析問題原因，采取必要的措施和手段，及時治理，利用動態(tài)設計理念避免質(zhì)量問題和安全隱患。

例如K144+260附近坡積粉質(zhì)黏土層及全強風化巖土體強度較低，但路塹挖深不大，因此首級邊坡坡率采用1：0.75，二級邊坡坡率采用1：1。施工過程中，隨著山體開挖后風化及含水量增高，土體強度大幅度降低。邊坡開挖后，類土質(zhì)邊坡產(chǎn)生由于強度不足的坍滑變形或圓弧形滑動變形。在施工過程中，針對發(fā)生的以上情況，提出上部放緩邊坡，下部加固的工程處理措施。

4? 交旅融合發(fā)展、路景比翼齊飛

項目區(qū)域為豆蔻山脈原始森林區(qū)，具有魅力的自然風景，同時公路線形是優(yōu)美的三維空間結(jié)構，在滿足線型指標安全的基礎上，應考慮與地形、地貌結(jié)合，保持現(xiàn)有環(huán)境，減小對環(huán)境的破壞，與環(huán)境融為一體，設計路線應線條流暢，具有韻律感。同時項目做好綠化設計，項目的建設帶動旅游觀光，成為風景公路，呈現(xiàn)道路曲線優(yōu)美，宛如柬埔寨信仰的神獸巨龍，具有獨一無二的視覺體驗。

5? 結(jié)語

海外項目的建設，除把項目建設、勘察設計經(jīng)驗、中國標準、中國制造帶出國門外，還應注重海外項目的獨特性。在設計過程中，應根據(jù)海外項目特點、風俗文化，因地制宜，工作方法開拓創(chuàng)新，做到選線合理，技術過硬，同時注重動態(tài)設計，設計質(zhì)量可靠，注重生態(tài)，融合環(huán)境。

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作者簡介：關海超（1987-），男，北京人，路線專業(yè)。