某地公路工程的建設(shè)條件與總體設(shè)計

◎廖莊

本段公路工程規(guī)劃S237 全線位于湖南省常德市境內(nèi)，為南北向道路。北起石門縣太平鎮(zhèn)湘鄂界，南至石門縣牌樓，途徑石門縣維新、皂市、新關(guān)、石門縣城等鄉(xiāng)鎮(zhèn)。本項目為S237 皂市～新關(guān)段公路工程。項目起點位于皂市鎮(zhèn)，往北沿S237 至維新、太平；往西沿 S304 至白云、慈利；終點與G353 順接，沿G353 西至慈利苗市，東至澧縣。項目的建設(shè)是《交通強(qiáng)國建設(shè)綱要》、《長江經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展規(guī)劃綱要》的具體落實，將進(jìn)一步加快推進(jìn)武陵山地區(qū)經(jīng)濟(jì)協(xié)作發(fā)展。

一、工程概況

本次公路工程項目全線使用的是雙向四車道結(jié)構(gòu)，為國家一級路建設(shè)工作標(biāo)準(zhǔn)路線，總長度7.38km，公路工程設(shè)計通車時速80km/h，整體式路基寬度為21.5m，分離式路基寬度為11.25m。路線起點位于皂市鎮(zhèn)路網(wǎng)規(guī)劃西南角，與S304 平面交叉路線基本沿皂市鎮(zhèn)路網(wǎng)規(guī)劃往東南方向前行，于周家屋場新建南溪河大橋（5×30m）上跨南溪河，經(jīng)皂市鎮(zhèn)朱坪社區(qū)、桅崗村、巖灣村，于巖灣設(shè)置巖灣埡隧道（分離式，左線1570m、右線1545m），由段家灣出口，經(jīng)新關(guān)鎮(zhèn)新橋社區(qū)，終點順接G353 渫水大橋（在建），如圖1：

圖1 項目施工位置

二、公路工程建設(shè)條件

1.地形地貌條件。

本次公路工程項目建設(shè)施工位于湘西北常德市石門縣，該區(qū)域地形條件屬于河流高階地和剝蝕丘陵地貌條件河流地形地勢比較開闊，同時菱形分布饅頭形狀的小山丘和連片的桔園為主，局部位置為水塘，其中夾雜著居民村落。剝蝕丘陵區(qū)主要體現(xiàn)為高聳的跌宕起伏形狀，地形起伏量相對較大，局部山區(qū)頂部坡度比較偏陡，山坡和溝谷主要是以林地為主，局部位置為居民的村落，河流區(qū)域地表高程范圍在77.74～122.4m 之間，丘陵地區(qū)地表高程范圍在98～532m 之間。如圖2：

圖2 公路沿線地貌條件

根據(jù)公路工程深區(qū)域的地質(zhì)條件勘察資料、工程地質(zhì)調(diào)查以及鉆孔參數(shù)資料，公路路線走廊范圍內(nèi)不存在斷裂的構(gòu)造分布，地層條件比較穩(wěn)定沒有出現(xiàn)禁活動性的斷裂構(gòu)造痕跡，場地區(qū)域范圍內(nèi)的地質(zhì)比較穩(wěn)定，地表覆蓋層為第四系填筑土、種植土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土、可塑粉質(zhì)黏土、含卵石粉質(zhì)黏土、卵石、碎石、塊石及殘積粉質(zhì)黏土等，覆蓋層厚度整體較小，基巖為二疊系、三疊系、泥盆系及志留系的灰?guī)r、砂巖、石英砂巖及泥質(zhì)粉砂巖等，巖層穩(wěn)定。擬建路線區(qū)區(qū)域地質(zhì)是穩(wěn)定的，適宜公路建設(shè)。

2.填方路基條件。

公路路線經(jīng)過的地區(qū)為河流高階地區(qū)和剝蝕丘陵地區(qū)填方路段，大部分分布在河流高階地區(qū)和丘陵，地沖溝低洼地帶覆蓋層，主要是以填筑土、種植土、淤泥質(zhì)土、粉質(zhì)粘土以及可塑性粉質(zhì)粘土為主，并且其中還包含大量的卵石以及還有卵石的粉質(zhì)粘土、碎石以及局部區(qū)域的淤泥地質(zhì)條件。沿線公路路低填方高度范圍在3～8m，最大的填方高度為14.7m，位于公路工程左線K3+620 位置。在施工過程中建議清除表層比較松軟的填筑土種植土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土等，然后直接進(jìn)行路基填筑施工，如圖3：

圖3 填方路基結(jié)構(gòu)

3.水文地質(zhì)條件評價。

該場地內(nèi)部分布的地表水，主要是以沿線的南溪河、水塘以及水渠中的水體為主，含水量相對較小，對橋梁的基礎(chǔ)、路基基礎(chǔ)層的影響程度相對較小。除此之外，在山區(qū)的斜坡地段，特別是沖溝上方的坡面結(jié)構(gòu)，由于斜坡上方的匯水面積相對較大，因此需要設(shè)置出相應(yīng)的截水溝和橫向輸水涵洞等排水系統(tǒng)，防止山洪對路基形成破壞，或者是造成填方路基積水產(chǎn)生軟化情況。本段公路工程地下水主要是以基礎(chǔ)巖體裂隙水為主，對于挖方地段地下水位埋設(shè)深度相對較大，對于路基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的影響程度相對較小，但是在挖方施工段需要充分注意土質(zhì)挖方邊坡沖刷所產(chǎn)生的影響，有效做好坡面排水設(shè)計以及抗水體沖刷設(shè)計等各項工作。

4.不良地質(zhì)路段條件情況。

公路工程線路走廊帶內(nèi)部沒有出現(xiàn)危險的巖石崩塌、泥石流采空區(qū)域以及地面塌陷等不良地質(zhì)條件。本次項目工程勘察工作當(dāng)中，雖然經(jīng)過了灰?guī)r地質(zhì)條件區(qū)域，但是地質(zhì)調(diào)查工作過程中沒有發(fā)現(xiàn)明顯的溶蝕等不良地質(zhì)條件情況，巖溶發(fā)育程度相對較弱，對公路工程項目建設(shè)施工影響程度相對較小。在施工路線范圍內(nèi)沒有見到古河道、墓穴、防空洞或者是孤石等對公路工程建設(shè)施工產(chǎn)生不良影響的埋藏物，公路工程線路走廊帶的特殊性，巖土主要是以填土和軟土為主填筑土成分，主要是以粉質(zhì)粘土、砂石和少量卵石等為主，局部位置為回填塊石和碎石材料為主，可以直徑范圍在5～15cm 之間分布不均勻，厚度大小范圍在0.6～2.0m 之間，軟土厚度相對較小范圍較小，建議需要清除換填透水性材料到地表水位之后，再進(jìn)行后續(xù)的分層路基填筑處理。

三、公路工程項目整體設(shè)計要點分析

1.公路工程設(shè)計指導(dǎo)思想和原則。

本次公路工程項目設(shè)計工作過程中，有效遵循安全選線、地質(zhì)選線、地形選線、生態(tài)環(huán)保選線等相關(guān)設(shè)計工作要求，同時還遵循以下幾個方面原則，包含安全性原則、服務(wù)社會性原則、尊重地區(qū)性原則、整體協(xié)調(diào)性原則、自然性原則等，同時還需要全面貫徹工工程建設(shè)工作，以預(yù)防為主、保護(hù)優(yōu)先、防治結(jié)合、綜合治理的設(shè)計工作原則。

第一，設(shè)計工作單位在全面了解公路工程整體特點的基礎(chǔ)之上，有效結(jié)合評審工作意見、項目建設(shè)環(huán)境以及工程項目建設(shè)規(guī)模，對公路路線走廊帶地形地質(zhì)、沿線規(guī)劃等相關(guān)工作內(nèi)容展開深入研究和分析，并且認(rèn)真落實地形地質(zhì)選線安全，選線生態(tài)環(huán)保選線等各項工作原則，提出科學(xué)合理化的路線選擇工作方案。本次公路工程項目建設(shè)及工作方案之后，加大了新區(qū)域地質(zhì)條件的勘察工作，并且全面查明公路沿線附近區(qū)域存在的不良地質(zhì)條件問題與最終的勘察工作結(jié)果，合理指導(dǎo)優(yōu)化工程施工路線方案。

第二，要合理確認(rèn)取土棄土工作方案，保證公路線路和周圍的環(huán)境景觀之間形成和諧與統(tǒng)一。公路工程沿線橋梁設(shè)計工作方案，需要考慮到工程的整體造價施工條件等多方面影響因素，需要選擇更加經(jīng)濟(jì)合理、安全耐久、施工比較成熟的橋梁結(jié)構(gòu)形式，樹立起全壽命周期范圍內(nèi)的成本控制理念，合理控制向工程建設(shè)成本以此來達(dá)到最佳的經(jīng)濟(jì)效益。

第三，公路工程沿線涉及到的橋梁隧道以及路線交叉設(shè)施布置，需要和周圍環(huán)境之間形成充分協(xié)調(diào)，保證公路工程項目簡潔實用，并且和當(dāng)?shù)貐^(qū)域的文化之間形成融合，要盡可能減少沿線管道房屋的拆遷工作，采取科學(xué)合理的耕地保護(hù)工作措施，有效降低農(nóng)田的占有量，同時減少工程投資量。

2.橋梁設(shè)計要點。

在橋梁工程項目設(shè)計工作當(dāng)中，需要有效遵循安全適用、經(jīng)濟(jì)美觀以及環(huán)保性的設(shè)計工作原則，要充分考慮到因地制宜、就地取材、便于施工以及后續(xù)養(yǎng)護(hù)工作等多方面因素。條形布置和結(jié)構(gòu)設(shè)計需要結(jié)合地形條件、地質(zhì)地貌、水文條件等，根據(jù)公路現(xiàn)行條件，對山區(qū)橋梁的結(jié)構(gòu)特性進(jìn)行全面了解和分析，有效降低自然環(huán)境產(chǎn)生的破壞性問題，要充分重視環(huán)境和景觀之間的協(xié)調(diào)性。在橋梁方案選擇過程中需要有效考慮到施工場地、施工道路施工工藝技術(shù)以及施工周期等多方面影響因素，避免工程項目設(shè)計工作和施工內(nèi)容之間相脫節(jié)，具體設(shè)計要點如下：

第一，橋梁設(shè)計工作過程中，需要和路線設(shè)計，作內(nèi)容之間形成有效結(jié)合，橋梁通常情況下服從路線的整體設(shè)計走向，但是公路路線需要考慮減小大橋設(shè)計的復(fù)雜性，需要盡可能避免在一些彎道線路上設(shè)置一些大跨徑的橋梁。

第二，橋梁長度跨徑大小的布置，需要充分滿足水文計算、通航要求標(biāo)準(zhǔn)，確認(rèn)橋梁長度大小需要盡可能不壓縮河床斷面，有效保證泄洪、排澇、通行以及通航的工作要求和標(biāo)準(zhǔn)。

第三，工程地質(zhì)條件是橋梁位置選擇所需要考慮的重點因素之一，需要盡可能遠(yuǎn)離陡坡和一些危險落實區(qū)域，避免橋梁位置處于斷裂破碎帶或者是巖縫等不良的地質(zhì)環(huán)境下，如果必須通過一些復(fù)雜地形條件，需要做好必要的防控和處理工作。

第四，在橋涵工作項目設(shè)計工作當(dāng)中，需要最大限度上降低運(yùn)營期間的維護(hù)工作難度，同時降低維護(hù)工作總量和維護(hù)工作成本，要有效考慮到橋梁工程項目結(jié)構(gòu)的安全性以及耐久度要求。

3.隧道工程項目設(shè)計要點。

在隧道工程項目設(shè)計工作當(dāng)中需要充分發(fā)揮出隧道的各項功能，要遵循安全經(jīng)濟(jì)以及利于生態(tài)環(huán)境保護(hù)的設(shè)計工作原則，要有效考慮到地形條件、地質(zhì)條件、氣象條件、地震災(zāi)害以及后續(xù)交通通行量大小等各種條件因素。在設(shè)計工作過程中需要符合安全適用、質(zhì)量可靠、經(jīng)濟(jì)合理以及技術(shù)先進(jìn)的設(shè)計工作要求。隧道工程項目需要基于公路工程的設(shè)計技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，公路隧道設(shè)計規(guī)范要求來進(jìn)行設(shè)定隧道主體結(jié)構(gòu)，設(shè)計工作中需要以永久性建筑設(shè)計工作標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行設(shè)計，要具備規(guī)定的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、穩(wěn)定性以及使用耐久度建。設(shè)完成之后的隧道更加適用于長期運(yùn)營發(fā)展中的要求，方便后續(xù)的維修作業(yè)。

隧道工程需要遵循防排截堵相結(jié)合的水體處理工作方法，采取因地制宜綜合治理的設(shè)計方式，對隧道工程項目當(dāng)中地表水地下水進(jìn)行合理處置，避免受到水體因素的影響，對隧道工程項目整體結(jié)構(gòu)造成不良影響。隧道工程項目設(shè)計工作當(dāng)中，需要充分體現(xiàn)出動態(tài)設(shè)計和信息化設(shè)計的思想，制定出地質(zhì)預(yù)報以及監(jiān)控測量工作方案。在項目工程設(shè)計工作當(dāng)中需要根據(jù)圍巖結(jié)構(gòu)的實際構(gòu)成情況，合理調(diào)整隧道工程支護(hù)參數(shù)和設(shè)計工作方案，隧道工程項目設(shè)計工作需要充分符合國家的國土管理、環(huán)境保護(hù)以及水土保持等各項法律法規(guī)的規(guī)定和要求。

4.環(huán)境保護(hù)設(shè)計工作要點。

在本次公路工程路線所處區(qū)域水體環(huán)境保護(hù)設(shè)計工作措施分為以下幾個方面：第一，對于跨河橋梁，設(shè)立應(yīng)急電話和視頻監(jiān)控系統(tǒng)，同時信號接入管理中心在橋梁或者是路段的兩側(cè)設(shè)置出相應(yīng)的指示牌，對于跨河橋梁的防撞護(hù)欄進(jìn)行加高加厚，確保產(chǎn)生交通施工的情況下，車輛不會掉入河中或者是沖出護(hù)欄。在工程招標(biāo)工作階段需要充分明確水源保護(hù)區(qū)域飲用水源的相關(guān)保護(hù)問題，并且承包商需要承諾對飲用水源保護(hù)區(qū)域的責(zé)任和相關(guān)工作任務(wù)，接受業(yè)主和地方環(huán)保水利工作單位的監(jiān)管，在項目工程施工前期需要將疏水明渠修改成暗渠，修改暗渠路段的長度不能小于100m，保證橋梁施工污水、施工垃圾不能直接輸入到水渠內(nèi)部，避免對水體環(huán)境造成嚴(yán)重的破壞。

四、結(jié)語

綜上，在本次公路工程設(shè)計工作匯總，通過科學(xué)確認(rèn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，靈活運(yùn)用技術(shù)工作指標(biāo)，在保證工程項目建設(shè)安全的條件下，全面貫徹生態(tài)環(huán)保資源節(jié)約的控制工作理念，最大限度上降低對自然生態(tài)環(huán)境所產(chǎn)生的破壞，同時降低對沿線建筑體的拆遷，節(jié)約項目工程建設(shè)投資總量，實現(xiàn)項目工程單位的更高經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。