葉煒
(中鐵第五勘察設計院集團有限公司,北京 102600)
山區高速公路選線是一項系統而復雜的工作,需要注意各種影響因素。在山區選擇公路線路,應當根據具體地形地質條件、水文和路基,選擇有利方向,區段路線和地質路線選擇應遵循可持續科學發展觀和曲線路線選擇標準,以具體陸路路線和環境保護路線的選擇為出發點,確保山區高速公路選線科學、合理、經濟、可行。高速公路的路線選擇在很大程度上影響著高速公路設計質量,所選路線是否合理,將直接影響道路質量、工程造價和工程安全,為提高設計質量,合理選擇路線,本文系統地分析了山區公路路線選擇的主要原則和控制因素。
受地質構造影響,山區具有地形復雜、坡度陡、溝渠縱橫、溝壑窄深、不利地質分布廣泛等特點。作為山區路線,克服不利的地質、水文等因素,河流路線往往是主要路線,沿線的地貌形態主要有河谷梯田和中—低山地。
山區地質構造復雜,主要來自落基山脈,地表覆蓋薄,區內斷裂帶壓縮特征明顯,斷裂分布大,不利地質分布廣泛,對路線選擇有很大影響。
由于峽谷狹窄,大部分房屋、工廠和礦業公司都建在河兩岸的海灘路線上,房屋相對分布集中,由于地形原因,人均土地占用相對較小,對于道路建設來說,拆遷與占用土地的矛盾非常明顯[1]。
河流廣泛分布在山區,河流狹窄曲折,河床坡度大,大多數河流是由降雨形成的。洪水和降水的比例非常相似。
山區公路路線選擇與路線規劃密切相關,是非常重要和關鍵的工作。一旦確定路線計劃,就決定了設計方案、建設實施、項目成本和整個項目的其他內容。因此,在選擇路線時,必須考慮以下問題:
第一,公路選線是一項全面、系統的工程規劃,體現了政治、經濟價值和重要性。從實踐角度看,公路選線是國家政策和地方規劃建設任務的綜合體現,包括線路的效用特點、技術要求、農業戰略支持、綜合利用等重要方面。
第二,在選擇路線時,要根據路線的級別和功能,全面系統地制定相應的路線選擇方案。方向要連續、平衡;線路結構應當與路網總體設計相一致;路線使用必須保證安全和方便,并為當地經濟發展提供適當支持。
第三,路線選擇過程是一個系統的規劃過程,從早期的路線圖制定到中期的路線建設,再到最終確定路線位置,是規模由大到小,加工精度由粗到精的實現過程。
第四,在確定路線廊道時,要充分權衡廊道內不同車輛運輸、分工和周邊合作,統籌規劃,結合距離遠近進行合理安排,充分提高高速公路的整體效益。
第五,山區高速公路線路的選擇除了遵循自然統一的原則外,還需要根據數量、技術指標水平、成本水平等因素,充分利用一般布線的地質環境特點,同時嚴格防止片面追求長直線,或彌補施工時間,降低技術指標。
山區公路地形復雜,受生態地質特征限制,由半徑小的連續短水平曲線和縱傾角大的連續垂直曲線組成。一般來說,這種復雜的組合容易忽略視覺路徑要求,提高山區高速公路的寬度,會導致山區高速公路上車輛比例相應增加。但是,根據行駛速度設計的路線標高標準,一般與行駛車輛所追求的行駛舒適性不相對應。在山區高速公路線路的選擇中,如果縱向傾斜很小,不受其他地質條件的影響,也不會影響車輛的安全行駛,考慮到規范和路線設置,應加大方向轉換。然而,必須明確表示,在路線選擇區域,指定的低速和高度必須考慮現有的規范和技術標準。同時最大綜合速度必須嚴格按照規范執行。因此,在一定范圍內,山區小半徑曲線的轉移路線需要最大速度,在平均曲線半徑處不會損害行車安全。
由于山體基礎水平波動大,同一高度整段設計不合理,一方面會增加水土流失量,另一方面也會增加植被對原有生態環境的破壞。半埋半挖路堤填筑是山區公路常用的選線方案,充填傾斜度通常過高或難以充填,因此,通常采用砌體結構,這種形式存在與周邊生態環境不協調、沒有綠化保護、道路安全性差、路基穩定性差、工程造價高等缺點[2]。
在選擇山區公路線路時,應首先確定山區走廊線路,并首先進行道路條件的地質水文調查。山區公路地區的地形地質條件復雜多變,選線要求嚴格的設計和地質識別,這不僅是保證山區公路設計質量的關鍵,也是山區公路運營的首要保證。山區高速公路由于缺乏良好的地質條件,往往對工程造價要求較高,施工安全性較低。因此,在路線選擇中應優先考慮公路的不利地質問題,山區的地質條件往往很隱蔽,在選線前期,應當對有關路段的廊道地質水文條件進行地質監測,作為選線的基礎資料,對于不適合處理的地質段,盡量繞過,縮小邊界面積。如泥石流、巖漿、沼澤、凍土、活動斷裂帶、軟基等不利地質區域應盡量避免,這些是崩塌、滑坡等地質災害高發地區,應建立詳細的保安制度,并采取必要的保安措施。
山區是一個特殊區域,該區域縱橫溝渠,平面發展線窄,縱橫協調困難。因此,必須遵循以下原則:平面光滑、縱平面平衡、橫平面均勻。充分權衡土壤形態和地質性質,進行合理科學的線性布局,最大限度地減少對周邊生態環境的破壞。特殊路段地形復雜,如果在路線選擇上過分強調高指標,不僅會增加工作量,還會增加項目成本,同時也會造成道路大規模填筑和開挖,嚴重破壞自然環境和生態平衡。因此,在特殊地形路線選擇中,應選擇曲線而非直線的策略,并適當選擇不同的線性元素[3]。
本項目位于廣西玉林市,項目起點位于粵桂界,自起點向西經過北流市、陸川縣、玉林市福綿區,終點位于玉林市南約20公里處。
1.陽信高速:起點相接的高速公路,廣東省籌建,工可階段,120km·h-1,雙六。
2.玉湛高速:玉林至鐵山港,玉林東側繞城高速,120km·h-1,雙四。
3.荔玉高速:荔浦至玉林,玉林西側繞城高速,120km·h-1,雙四。
4.北高高速:北流至高州,南北走向,施設階段,120km·h-1,雙四。
5.岑大高速(玉橫段):本項目西段,施設已完成,120km·h-1,雙八。
6. S205:北流至高州,二級公路,南北走向。
7. S508:陸川至容縣,二級公路,東西走向。
8. S206,玉林至陸川,一級公路,南北走向。
北流陸川縣界至玉湛高速段的主要控制因素為兩處礦區,包括陸川縣白馬磷釔礦區和陸川縣米場鎢鉬礦區。
A線為最初工可線位,沿線地形相對緩和,經查礦后發現壓礦,故舍棄。
B線為初步設計線位,設置了一處隧道,長約1km。
K線為施設推薦線位,取消了隧道,受兩處礦區、地形、拆遷、玉湛高速設置樞紐等因素控制,該路段的走廊帶基本穩定。
C線為備選線,由于K線與黎湛鐵路交角較小,且黎湛鐵路與S206中間的空隙地帶狹窄,無論是轉體橋跨鐵還是吊裝跨鐵,均存在一定難度,因此擬定了備選線C,但C線的互通設置存在困難。
只有根據不同的因素選擇山區公路的路線方案,才能保證最優設計方案,在檢討路線方案時,既要避免過分追求脫離實際的高標準,又要避免對地形的過度適應,為了確保駕駛安全和舒適,采用邊界指標和制定適當的標準。同時,在方案選擇時,注意地形、地質、水文、路基結合,按規定的標準和方案進行開挖,對水平和垂直傾斜進行對齊,兼顧能見度、輔助和服務設施,尋求少量方案,成本低,整體安全運行。