成奎
摘 要:山區公路是一種較為特別的公路,與其他公路相比具有非常顯著的特點。其修建路線位于丘陵、高山等地區,受地形、地質等地理條件影響較大,同時線路又受到坡度、行車安全、生態保護、建設及養護成本等多種條件的限制。因此對山區公路的路線設計也提出了更高的要求,需要以正確的設計理念為指導,采取科學的設計方法,確保路線設計合理、安全、經濟。受多種客觀因素影響,山區公路的設計過程中往往面臨較多問題,如坡面選線錯誤、長坡設計不合理、線路設計不滿足沿線居民出行需求等,導致行車安全隱患和增加改線成本。所以對山區公路路線設計存在問題進行研究、探討合理應對措施,對提高山區公路設計水平、保障公路的社會效益和經濟效益,具有重要的意義。
關鍵詞:山區公路;路線設計;問題與措施
中圖分類號:U412.36 文獻標識碼:A
0 引言
合理的路線設計是山區公路行車安全的基礎保障,這要求在線路設計時應充分結合現場環境進行選線,避開地質災害隱患地點及避免路線設計本身造成的行車安全隱患。同時,合理的路線設計還應最大滿足山區公路沿線的居民出行需求,提高出行的舒適度和通達性,促進山區的經濟發展,實現良好的社會效益。此外,因山區地質條件復雜,施工難度較大,公路建設造價也較高,合理的路線設計可以充分利用山區地形特點,結合橋梁隧道等工程的運用,節省建設和養護成本。因此合理的路線設計對山區公路實現其正常功能、充分發揮其經濟效益和社會效益,具有至關重要的作用,對選線、坡度設計、橋隧設計等重點環節應結合多種設計思路和方法進行審慎考慮,充分論證。
1 山區公路路線設計的特點
山區公路路線設計的復雜度遠超一般公路,設計過程也會遇到許多問題,由于整個公路路途是曲折的建在山上,而不同地方的自然環境也差異很大,概括來看,需要考慮的問題很多,也要充分考慮施工過程的危險性,具體表現在以下幾個方面:
(1)需要考慮自然環境因素。山區地形變化幅度比較大,這在一定程度上增加了山區公路設計與施工難度。我國大部分山區地勢落差大,山區公路路線設計環節需要增加填埋與架橋等一系列內容。如果山區公路路線設計方案不合理,必然會對后續的施工造成不利影響,從而降低山區公路的整體效益。在山區公路的規劃和設計過程中,大多數路線都必須應結合場地的地形條件、氣候條件和水文條件。因為山區地形條件惡劣,暴雨、山洪等災害頻頻,溪流水位很容易受到影響而改變很大。另外,陽光充足的區域施工環境較為干燥,但背向陰的路段往往泥濘濕滑,因此,在整個山區公路的設計過程中,這些要素都應該予以充分的考慮。
(2)需要考慮各種意外情況。現階段,國內山區公路建設過程中普遍存在一些意想不到的問題,主要是路長而陡,并且窄而尖。面對凌亂多變的地勢,山區公路的設計人員應根據山區公路工程路途的平面和縱向視點進行丈量。但由于這些要素的影響很大,造成施工難度系數很高,凌亂的山地地勢不只對公路路途的總體規劃有著深遠的影響,并且對公路設計規范也提出了巨大的挑戰。大部分山區的河流較為曲折,公路路線設計環節無法完全躲避河流,河流對山區公路路基會產生一定沖刷,故設計人員要采取合理的措施,有效減小河流對公路路基產生的不利影響。此外,大部分山區存在暗河,若勘察數據不夠全面會嚴重影響山區公路建設質量。
(3)需要考慮地質因素問題。我國大部分地區的山體屬于多石少土山體,開挖難度特別大,再加上山體內部的組織結構比較疏松,增加了滑坡與泥石流災害發生概率。另外,在山區地質勘察環節,受當地的地形與環境因素干擾,地質勘察難度大。山區地質層結構還具有多變性特點,因此,山區公路路線設計中存在許多不容忽視的地質問題,地質結構的凌亂性決定了公路規劃的線形布局,現在許多凌亂地勢的地質問題非常嚴峻,對公路的安全安穩構成了威脅。作為山區公路的設計師,在規劃山區公路工程線路時,必須對山區地勢進行深入調查,只有在深刻了解并掌握當地地質條件的情況下,才能設計出更為科學并且符合當地實際情況的山區公路路線。
2 山區公路路線設計原則
(1)確保安全原則。安全原則是公路線路設計中最重要的原則,所有線路設計應在確保安全的基礎上進行,對包括線路安全、行車安全、建設施工安全等多種安全要素進行綜合考量。對于山區公路而言,面臨的環境因素復雜、氣候條件多變,因此在進行路線設計時更應將安全原則作為重中之重進行考量,對公路沿線的地理環境、地質地形條件、居民村落分布等進行詳細的勘察,確定合理的路線的走向和構筑物設計[1]。山區公路線路設計時還應結合工程建設復雜程度和工程量大小進行綜合考慮,在確保安全的條件下應采用較高技術指標的設計,根據地勢和地形條件合理選擇沿河線、山腰線、越嶺線等設計方案。
(2)經濟合理則。受山區地形環境因素影響,山區公路建設往往具有較高的工程造價,因此控制公路建設成本、確保線路設計經濟合理,是一項重要的設計原則。在山區公路線路設計過程中,對路線的走向和構筑物等的設計除滿足安全要求外,還應對其建設成本進行考量,避免多余不必要的設計,選擇適當的技術標準,在不影響公路基本功能的條件下降低建設工程的總體造價。同時,山區公路線路設計不能一味追求成本節約,還應將沿線居民出行需求和生態環境保護納入考慮,保證總體的建設及使用效益。
(3)環境保護原則。環境保護原則是貫穿于山區公路路線設計及公路建設全過程的指導性原則,在進行路線設計時,應對公路沿線生態環境進行調研,評估公路建設及通車后對當地生態環境可能造成的影響,合理選擇對環境影響較小的設計方案。確定路線方案后還應設計科學合理的配套措施,以促進道路建設后環境的恢復,以及便于在后期運營中對沿線原有動植物進行保護。
3 山區公路路線設計存在的問題
(1)坡面選線問題。山區公路路線設計時,由于公路設計者對現場疏于考察等原因,對山谷路段選線設計在山坡背陰面,從而導致在低溫雨雪環境下造成較大道路交通安全隱患。尤其在我國北方,冬季氣溫較低,雨雪天道路結冰情況較為普遍,背陰面道路往往會形成更厚的冰層且長時間難以融化,對道路交通造成阻斷,也增加了道路養護的困難程度和成本投入,嚴重者甚至導致交通事故的發生[2]。
(2)改路設計問題。因主設計路線在設計時,往往采用更高的標準,對山區既有道路會產生阻擋或截斷等影響,因此還需對既有道路進行改路設計。在改路設計過程,因道路等級較低且有別于主路設計,常常致使設計者考慮欠完善,只考慮節省成本問題,而忽略了附近居民的切實出行需求。而改線道路設計不合理的問題往往在施工過程才由居民發現,并提出更改要求,此時再進行調整優化將導致較大的資源浪費,對工程進度也造成了嚴重影響。
(3)長大縱坡設計問題。長大縱坡是山區公路較常見的設計,對于穿越坡度較陡的高山埡口地區的山區道路,從避免破壞山體、減少工程量、控制工程造價等方面考慮,常常沿山坡地形設計曲折迂回的展線,由此不可避免地采用長大縱坡的設計。在現實操作中,受地形條件的限制,部分山區道路長大縱坡往往按照最大限度的設計規范進行設計,若在設計過程把握不當,將產生嚴重的后果,對道路交通安全造成隱患。
4 山區公路路線設計的優化措施
(1)北方地區盡量選擇向陽面布線。山區道路坡陡崎嶇,受雨雪冰凍天氣影響較大,尤其在北方地區,道路結冰對行車安全造成嚴重隱患。因此在山區道路路線設計時,應盡量選擇山坡向陽面進行布線。在現實應用中,受地形等環境因素影響,公路路線不可能一直處于山坡的向陽面,部分路段不可避免地要在山坡背陰面進行布線。因此,對于處于背陰面的路段,應考慮冬季雨雪天氣的影響,增加該路段除冰除雪設施的設計,有利于道路的養護及確保交通安全。
(2)改路設計以滿足出行需求為目標。在進行改路方案設計時,設計人員應對原有道路走向及沿線居民出行習慣和需求進行充分調研,以滿足居民的出行需求為目標,同時保障改路設計的經濟性和便捷性,避免可能的糾紛造成工程進度受阻或造成資源的浪費[3]。
(3)長大縱坡設計要點。1)長大縱坡應對坡度和坡長進行合理的計算和選擇,盡量避免按設計標準的極限進行設計;2)在連續上坡的路段,應在兩個長大縱坡間設計緩和坡段,確保緩和坡段的長度和坡度符合標準,以利于載重汽車爬坡,避免發生交通事故,同時在長大下坡路段還應根據地形情況設置緊急避險車道;3)對所設計道路的平均縱波進行科學準確地計算,并與規范值進行比對,確保長大縱坡的設計符合平均縱坡的要求;4)根據路線情況設置合理的交通安全標志和標線,如振蕩標線、凸面鏡、警示標牌等,提高司機在長大縱坡路段的精神注意力,避免因疲勞駕駛等人為因素導致交通事故的發生。
(4)結合其他專業進行路線設計。除道路設計專業標準、指標外,山區公路線路設計時還可對同項目其他專業的設計標準、理念等進行借鑒,充分參考不同專業人員的意見,最大限度對設計方案進行優化。同時,不同專業人員間的互相交流,有利于對總體工程設計水平的提升,提高工作效率,減少設計、施工等各項環節之間的沖突,避免因設計原因導致建設難度增加甚至導致安全生產事故等問題的發生。
5 結束語
山區公路路線設計是山區公路建設的關鍵核心環節,線路設計是否合理直接決定了山區公路的使用功能,對充分發揮公路的經濟效益和社會效益造成影響,不合理的線路設計甚至會導致較大行車安全隱患及對山區生態環境產生破壞性影響。本文結合山區公路的特點,闡述了在山區公路路線設計時應遵循的確保安全原則、經濟合理原則和環境保護原則等基礎設計理念,對山區公路路線設計過程中存在的坡面選線問題、改路設計問題、長大縱坡設計問題等進行了分析,并結合實際提出了相應優化措施,以供業內人員參考。
參考文獻:
[1]米春奇.山區改擴建公路路線設計要點分析[J].大眾標準化,2020(5):51-52.
[2]溫影影,汪才喜.山區高速公路長大縱坡路段安全設計要點探究[J].工程建設與設計,2020(5):63-65.
[3]易娟.山區公路路線設計要點與實例探究[J].低碳世界,2020(7):188-189.