山區(qū)二級公路改擴(kuò)建中路線設(shè)計方法的探討

黃寧

（郴州市路通設(shè)計有限公司，湖南 郴州 423000）

1 山區(qū)二級公路改擴(kuò)建中選線設(shè)計的意義

山區(qū)二級公路改擴(kuò)建選線設(shè)計前，要研究公路沿線和周圍的實際環(huán)境情況，如土層、巖層、生物、水以及空氣等。選線設(shè)計中，地質(zhì)條件是重要影響因素，全面、細(xì)致的地質(zhì)調(diào)查可以掌握公路沿線的不良地質(zhì)情況，明確水文地質(zhì)的詳細(xì)信息，并且由于公路建設(shè)會造成局部地質(zhì)環(huán)境發(fā)生變化，應(yīng)對可能引發(fā)的環(huán)境變化情況進(jìn)行分析，從而完善選線方案，避讓不良地質(zhì)，確保選線方案科學(xué)合理并且具有較強(qiáng)的可行性[1]。

2 改擴(kuò)建路線設(shè)計及路段的劃分

本文根據(jù)山區(qū)二級公路改擴(kuò)建工程的線路設(shè)計指標(biāo)的特點(diǎn)進(jìn)行路段劃分，根據(jù)不同地段的特點(diǎn)，對改擴(kuò)建工程路線設(shè)計采取的方法進(jìn)行分析和探討。

2.1 路線設(shè)計基本要求

1）嚴(yán)格根據(jù)規(guī)范要求布置路線，將宏觀和微觀因素相結(jié)合進(jìn)行分析，然后合理確定設(shè)計技術(shù)指標(biāo)。在此過程中應(yīng)盡可能節(jié)約土地，保證路線于周邊環(huán)境具有良好的適應(yīng)性。

2）在路線布置過程中，要重視并做好可行性研究工作，嚴(yán)格執(zhí)行可行性研究報告中批準(zhǔn)的各項技術(shù)指標(biāo)。

3）按照以人為本的基本理念，對地質(zhì)、地形、生態(tài)路線進(jìn)行合理選擇，建設(shè)安全性高與綠色交通相結(jié)合的現(xiàn)代公路。

4）結(jié)合文化遺產(chǎn)保護(hù)、社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展、歷史文化等因素，確定最佳路線方案。

5）正確處理好既有路基與新建路基的關(guān)系，禁止出現(xiàn)互相干擾的問題，兩者應(yīng)和諧統(tǒng)一。

6）在路線設(shè)計過程中，綜合考慮平面、橫截面、縱斷面3個方面，實現(xiàn)空間的線性連續(xù)性。此外，充分利用現(xiàn)有地形，使道路與周邊自然環(huán)境融為一體。

7）根據(jù)山區(qū)二級公路的特點(diǎn)，在選線設(shè)計時需考慮以下因素：為確定最佳路線方案，建設(shè)單位應(yīng)明確工程項目對地質(zhì)勘察工作的要求；政府和有關(guān)主管部門對公路沿線的要求和意見；工作計劃中所有控制點(diǎn)及互通設(shè)施的方位；公路線形指標(biāo)和各項基本要求之間的銜接和過渡；當(dāng)前公路的使用狀況和二次利用規(guī)劃的情況；占用其他土地及征地難易程度；是否涉及拆解轉(zhuǎn)移和施工保護(hù)；對現(xiàn)有其他道路和設(shè)施是否會產(chǎn)生影響。

2.2 老路平縱指標(biāo)較好路段

對于既有道路平縱線形指數(shù)較好的路段，改擴(kuò)建的選線設(shè)計相對簡單，基本上沿著舊路鋪設(shè)或加寬即可，設(shè)計過程中需要注意以下方面：

1）老路兩側(cè)居民區(qū)密集。鑒于老路兩側(cè)人口稠密地區(qū)的路段，應(yīng)盡可能沿著老路設(shè)計擴(kuò)建路線，路線設(shè)計的中線和縱坡應(yīng)盡可能與老路相匹配，不應(yīng)進(jìn)行大量土方填挖。對于老路寬度不符合重建和擴(kuò)建技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求的路段，路線設(shè)計時應(yīng)在道路一側(cè)盡可能擴(kuò)寬。一方面，不改變沿途居民的出行習(xí)慣，另一方面可以減少拆遷，控制項目投資。

2）老路兩側(cè)無居民區(qū)。鑒于老路兩側(cè)沒有居民區(qū)的路段，路線的平縱線形指標(biāo)良好，重建和擴(kuò)建路線的設(shè)計應(yīng)盡可能采用單邊加寬，并根據(jù)沿途的實際情況選擇合適的加寬方式。

2.3 連續(xù)彎道路段

連續(xù)彎道路段的特點(diǎn)在于彎道較多且半徑非常小。連續(xù)彎道路段可分成兩種不同的類型,一種是區(qū)域地形和地質(zhì)條件比較復(fù)雜的路段；另一種是區(qū)域地形和地質(zhì)條件比較良好路段。以地形以及地質(zhì)條件比較差的路段為例，進(jìn)行路線設(shè)計時，應(yīng)選擇較低的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，而且將建設(shè)重點(diǎn)放在線性變化的均衡性控制方面，保證整個工程的規(guī)模控制在合理范圍之內(nèi)。而在針對地質(zhì)地形條件比較好的路段擴(kuò)建施工時，應(yīng)采用較高的技術(shù)指標(biāo)。

2.4 臨河路段

山區(qū)中許多道路沿溪而設(shè)，線路施工空間有限，同時限制了路基的寬度。在路線設(shè)計中，應(yīng)在擋土墻和開挖方案之間進(jìn)行權(quán)衡，以獲得最佳路線方案和較好的經(jīng)濟(jì)效益。

對于側(cè)坡巖性較好的路段，可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)拈_挖，減小路塹坡度，增加適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)，拓寬路基；對于沿河一側(cè)，如果擋土墻的高度低于15 m，且山側(cè)的斜坡巖性差，不適合開挖。應(yīng)選擇水下?lián)跬翂Γ瑥难睾右粋?cè)加寬路基。所以，針對沿河段，主要是高擋土墻和開挖邊坡安全性的綜合比較，并根據(jù)實際地理和地貌條件選擇方案。例如，對于某省道，路線的右側(cè)是山，左側(cè)是河。由于路線右側(cè)山體巖性良好，適合開挖，左側(cè)坡度較陡。如果采用左側(cè)加寬，擋土墻的高度相對較高，砌體體積相對較大。因此，在重建和擴(kuò)建路線方案中采用右側(cè)加寬。

2.5 老路縱坡較大路段

通常可以采用兩種方法設(shè)計老路的大縱坡段：（1）挖掘低填充高度的老路，以減小路線縱坡；（2）采用新路線時，提前提高路線縱坡高度，以避免較大的縱坡或回頭彎。例如，在某省級公路的后彎道部分，由于縱向坡度較大，為老路設(shè)置了后彎道。為了避免后彎和改善路線指標(biāo)，在改擴(kuò)建路線設(shè)計期間，路線設(shè)計開始提前提高路線高度，避免了后彎，路線平面相對平直，縱坡也符合要求。

2.6 城鎮(zhèn)路段

改造延長線穿過城鎮(zhèn)時，應(yīng)綜合分析城鎮(zhèn)路段老路的實際情況。如果市區(qū)老路兩側(cè)建筑物的特許距離較大，并且兩側(cè)之間的距離滿足重建和擴(kuò)建路基寬度的要求，在不改變沿途居民出行習(xí)慣的前提下，應(yīng)盡可能沿著老路鋪設(shè)重建和擴(kuò)建路線。如果城市內(nèi)部道路的現(xiàn)狀難以滿足交通需求，并且城鎮(zhèn)有長期規(guī)劃，建議在重建和擴(kuò)建路線規(guī)劃中采用新線路。一方面，改道道路可以減輕城鎮(zhèn)內(nèi)部的交通壓力；另一方面，考慮到城鎮(zhèn)的長期規(guī)劃，改建道路可以促進(jìn)新區(qū)的發(fā)展。另外，要堅持“靠近村莊而不進(jìn)入村莊”的原則，處理城市部分老路和重建擴(kuò)建線路的重疊問題。

3 實例分析

3.1 工程概況

某道路改造路段，途徑多個村落，整條線路長度大約為12 km，項目的主要技術(shù)指標(biāo)詳見表1。

表1 項目主要技術(shù)指標(biāo)的具體內(nèi)容

3.2 總體設(shè)計方案

首先，考慮工程所在區(qū)域的地形和地質(zhì)情況，以及資金籌措問題，遵循和諧、節(jié)約、耐久、安全的原則，做好項目勘察設(shè)計工作。以區(qū)域各項基本情況為基礎(chǔ)，落實可持續(xù)發(fā)展、堅持以人為本，確保選線設(shè)計符合標(biāo)準(zhǔn)要求，注意做好環(huán)境保護(hù)工作，不能與省干線公路的建設(shè)步伐相矛盾，注重沿線綠化，切實提升景觀設(shè)計的可行性、合理性。

路線設(shè)計過程中，對經(jīng)過某鄉(xiāng)鎮(zhèn)路段進(jìn)行了詳細(xì)的勘察，并設(shè)置了老路改造方案和向西繞行方案進(jìn)行比選，從城鎮(zhèn)規(guī)劃、水文條件等方面進(jìn)行了比較，采用BIM 技術(shù)建模進(jìn)行研究，最終確定路線為繞行某鄉(xiāng)鎮(zhèn)的方案，該方案減少拆遷，遠(yuǎn)離河流，對河流影響小，結(jié)合該鄉(xiāng)鎮(zhèn)規(guī)劃進(jìn)行布線，帶動鄉(xiāng)城鎮(zhèn)規(guī)劃的發(fā)展。

1）在確定路線指標(biāo)時，遵循因地制宜原則，使路線指標(biāo)定位更加科學(xué)、合理，充分發(fā)揮老路的優(yōu)勢，結(jié)合各個路段的特點(diǎn)與功能，制訂完善的改造方案。若路段技術(shù)指標(biāo)不能滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，可通過增設(shè)減速標(biāo)志、限速等措施來解決相關(guān)問題，保證路段通行的安全性。

2）高效利用現(xiàn)有資源，不斷提升資源利用率，使改造后整個工程的管理水平、等級和各項技術(shù)指標(biāo)滿足設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。

3）在規(guī)劃路線的總體布局時，要與城鎮(zhèn)建設(shè)規(guī)劃保持高度統(tǒng)一，使路線設(shè)計滿足規(guī)劃設(shè)計的各項指標(biāo)要求。

4）做好地質(zhì)勘察工作，積極采取避讓措施處理滑坡路段選線設(shè)計。

5）以政府資金情況為基礎(chǔ)，結(jié)合各項自然條件，將工程造價和工程量壓縮到最低。對于存在施工困難的路段，可合理降低標(biāo)準(zhǔn)。

6）將車輛行駛安全放在第一位，對于事故高發(fā)路段，應(yīng)將其列入重點(diǎn)改造范圍。

7）有效利用現(xiàn)有自然景觀，設(shè)計時，要確保自然環(huán)境與公路美學(xué)的協(xié)調(diào)性，使公路建設(shè)與自然環(huán)境融合在一起。

3.3 路線指標(biāo)

根據(jù)施工項目在路網(wǎng)中所發(fā)揮的作用和占據(jù)的地位為基礎(chǔ)，科學(xué)預(yù)測遠(yuǎn)景交通量，該項目被認(rèn)定為是二級公路，設(shè)計行車速度為40 km/h，車道形式為雙車道。對于比較險峻的施工路段，依然采用原來的設(shè)計速度，路基寬度設(shè)置為8.5 m，部分路段為12 m，路線設(shè)計的思路為橫、縱、平相結(jié)合，盡量做到與地形保持統(tǒng)一，使其滿足視覺良好、指標(biāo)均衡和線形連續(xù)的標(biāo)準(zhǔn)。從縱斷面角度分析，項目會受到地質(zhì)條件、地形條件的制約，因此，盡量采取緩和坡段的設(shè)計，以避免高填深挖路基。對于超長縱坡段，要將安保設(shè)計放在首要位置。以項目所在地的地形條件為基礎(chǔ)，充分發(fā)揮各項技術(shù)指標(biāo)的優(yōu)勢，遵循次要指標(biāo)靈活運(yùn)用、主要指標(biāo)強(qiáng)制執(zhí)行、突破指標(biāo)論證使用的原則，使線形的均衡性和連續(xù)性得到最大程度的滿足。

3.4 連接高速公路路線設(shè)計

該公路改擴(kuò)建工程沿線涉及某高速公路路段，該高速公路在某鄉(xiāng)和某鎮(zhèn)之間設(shè)置落地互通，本公路路線設(shè)計須以快捷連接高速公路為目的。因此，在路線設(shè)計過程中，對延續(xù)地形、地質(zhì)等進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查，以互通為中心進(jìn)行布線，對路線進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整，在滿足技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范前提下，確定最終路線方案。

3.5 生態(tài)環(huán)境保護(hù)路線設(shè)計

對該公路改擴(kuò)建工程沿河、沿江路段布線時，為了降低對河流以及沿線生態(tài)環(huán)境的影響，在路線設(shè)計過程中考慮對自然植被、沿線生態(tài)敏感區(qū)、農(nóng)田等區(qū)域的保護(hù)，同時考慮地質(zhì)安全、城鎮(zhèn)、景區(qū)、高速公路互通等因素，依據(jù)生態(tài)環(huán)境保護(hù)相關(guān)要求，路線采用低路基、低開挖等方式，降低了公路改擴(kuò)建對沿線生態(tài)環(huán)境的影響。

4 結(jié)語

綜上所述，根據(jù)具體公路改造工程的實際情況，對其總體路線設(shè)計方案、路線布置及路線指標(biāo)進(jìn)行了深入分析。結(jié)果表明，只有對二級公路改擴(kuò)建的路線設(shè)計方案進(jìn)行有針對性的控制，如根據(jù)因地制宜的原則確定路線指標(biāo)，保證定位的合理性，將行車安全及路段的事故率作為改造時考慮的重點(diǎn)，從而保證道路交通系統(tǒng)安全穩(wěn)定地運(yùn)行。