探究山區縣鄉公路路線設計

黎 廣

(貴州智恒工程勘察設計咨詢有限公司，貴州 貴陽 550000)

在公路中，路線是它的骨架，其優劣與公路自身各項功能的正常發揮與其在路網中占據的位置有重要影響。路線設計也是工程建設重要環節之一，所選路線是否可行，決定了公路的質量、造價和使用條件。尤其是在山區，因地形地質、氣候等條件復雜，對路線設計提出了更嚴格的要求，使路線設計變得較為復雜。對此，需要在認識路線設計重要性的基礎上，采用適宜的方法，選出對工程建設和使用、對保護環境和打造景觀最有利的路線。

1 山區縣鄉公路特點

對于山區縣鄉公路，大多山高谷深且溝壑縱橫，不僅地形條件復雜，而且有很大的起伏，地面坡度通常不小于20°；表面土層相對較薄，但有深厚的巖層，地質構造與巖層產狀都十分復雜，存在很多不良地質；從地形的角度講，平面展線所在位置較為狹窄，路線平、縱之間的配合難度較大；山區的自然生態環境十分脆弱，工程建設勢必破壞自然平衡；山區內的水系曲折迂回，易發生山洪，沖刷與破壞能力均很大；山區氣候條件復雜，晝夜溫差較大。在山區進行縣鄉公路的修建，設計與施工都存在很大的難度，造價高，在修建過程中難免造成破壞，對此，在路線設計過程中必須充分考慮自然地形地貌的合理應用，盡量減少實際的工程量。

2 山區縣鄉公路路線設計原則

2.1 總體設計原則

公路作為環境中的子系統，公路建設實際上就是將這一子系統融入到環境這一巨系統當中。對于公路總體設計，實際上就是頂層設計，指的是在符合公路各項功能要求基礎上，使公路融入到環境當中，使兩者達到相互平衡與協調發展，在總體設計過程中不僅要充分考慮公路內部不同組成部分之間的關系，還要充分考慮和外部環境之間的關系與限制，這不僅屬于生產活動，還屬于思維活動。在公路工程的前期勘察設計過程中，總體設計是一項重要工作，國內交通行業始終對此具有很高的重視度。

從總體設計自身角度講，有極為豐富的內涵，所有和公路存在直接或間接關系的因素，都需要在總體設計過程中充分考慮，要想切實做好總體設計工作，需要從設計理念、設計原則和設計措施三方面積極入手。其中，設計理念是指人們對特定事物給出的看法與思想，可作為思維活動主要結果；設計原則是人們在處理事物過程中根據的規范及準則；而設計措施指的是處理問題采取的具體方法。公路屬于帶狀線形構筑物，需要從不同的地形地貌及地質單元上跨越，有十分廣泛的涉及面及影響范圍，工程建設投資很高。在公路工程設計過程中，總體設計是靈魂所在，是公路沿線范圍內不同設施進行專業設計工作的重要基礎。

在實際工作中要對項目實際情況進行充分分析，明確總體設計基本思路，選擇適宜的指標體系，保證公路的線形和地形達到吻合，并和環境達到良好協調，盡量避開敏感點，減少或避免高填深挖，防止出現大面積地質問題和病害。為不同專業確定詳細的設計原則，尤其是連續長大下坡段平均縱坡，以及路基填土的填高等，必要時可采用橋梁的方式加以控制。公路是將環境作為基礎的帶狀構造物，不同項目的環境條件及技術難點均不相同，設計中應始終貫徹正確的設計理念，并根據環境條件和項目存在的技術難點，基于總體設計基本理念，充分體現出項目存在的差異性與特殊性，保證項目功能得以順利實現，同時成功融入到自然當中。

嚴格來講，考慮到建設項目自身存在的差異和環境條件差異，對于總體設計，其原則也千變萬化，在編制設計原則的過程中必須充分考慮項目建設條件，尤其是地形和地質條件，以及人文及生態環境，具體要遵循下列各項基本原則：(1)以功能為主線；(2)安全至上；(3)保護環境與整體協調；(4)全壽命周期成本達到最優；(5)合理選擇各項技術標準；(6)靈活運用各項技術指標；(7)做好不同典型方案的綜合比選；(8)永久與臨時性工程良好接合。

2.2 走廊帶選擇基本原則

走廊帶選擇是否合適直接關系到公路自身使用功能能否正常發揮，但走廊帶選擇會受到很多方面因素的直接或間接影響，為良好處理不同方面保持的關系，在設計工作中要遵循下列各項基本原則。

(1)充分考慮走廊帶中不同運輸體系實際分工及配合，做到統籌規劃，充分結合遠期設計與近期設計，保證整體布局的合理性，最大限度發揮出公路工程具有的綜合效益。

(2)高度重視地質條件和生態因素，除了要規避地質不良段，還要盡可能減小對周邊自然環境造成的不利影響，最大限度發揮出公路具有的促進經濟發展的作用；將走廊帶視作一種無法再生的資源。

(3)在設計工作中，需要在深入調查與論證前提下選擇合理可行的走廊帶，并確定各個關鍵控制點，對當地的土地情況進行詳細調查，廣泛收集土地資料，做好分類研究工作，將土地資源的占用情況作為走廊方案選擇主要指標之一。盡可能減少對耕地資源的占用，躲避基本農田與經濟作物區。

(4)對山區經濟帶基本格局引起足夠的重視，確保擬建項目成為當地的經濟帶與運輸帶。

(5)統籌兼顧工程經濟與運營經濟，在降低工程造價的同時，保證交通效率與質量，減少交通事故的發生。

(6)充分考慮公路工程建設和城鎮建設與發展之間的關系，保證整體布局的合理性，滿足各方提出的需求。

(7)如果走廊帶需要從存在名勝古跡的地區中穿過時，應處理好穿越和繞避之間的關系，保護當地自然資源。

2.3 路線選線基本原則

(1)確定合理可行的路線起點、終點與中間控制點，同時以公路使用功能為依據進行綜合權衡，明確主次，對于主要控制點，主要對路線基本走向進行控制，而對于次要控制點，應服從基本走向。

(2)對于連續長大縱坡段，應盡量確保平縱指標保持均衡與連續，同時盡量對下坡段行車速度進行控制，確定適宜的平縱向指標。

(3)路線要根據地形和地質條件確定適宜的技術指標，對橋梁隧道等構造物進行合理布設，防止高填深挖給自然環境造成破壞。

(4)對地質選線引起足夠的重視，并引入地質超前基本理念，根據沿線范圍內的調查和勘查結果，盡可能避開大面積不良地質。

(5)牢固樹立安全和環境保護意識，根據地形或地質選線，以及環保選線，確定與行車安全有利且能減少占地的路線方案。

(6)在路線方案綜合比選過程各種，要將其貫徹到整個勘察設計過程當中，對所有可供選擇的路線方案從包含安全、經濟、適用與美觀在內的幾個方面開展全方位優化及比選。

3 山區縣鄉公路路線設計要點

3.1按照路網規劃方案初步選擇若干備選路線

路網整體布局明確了路線基本走向，包括起點、重點和中間的所有控制點，按選線時遵循的原則選擇若干通過點，最終形成一個初步方案。為充分發揮橋梁具有的紐帶作用，為沿線提供良好服務，在選線過程中應和總體規劃充分結合，除交通規劃外，還需考慮旅游和經濟等方面的規劃。

3.2 地質與地形選線

山區的地質條件復雜且多變，選線深度與質量在設計中至關重要，決定了路線的總體方案。山區中的地質段落劃分往往比較零碎，即便是距離很近的地段，也會在地質條件存在明顯差別。并且還有某些地質問題或現象表現的很隱蔽，因時間的不斷推移和工程建設持續開展趨于變化，這正是很多地質問題只能在運營開始后才可以被發現的主要原因。針對這一問題，在選線階段就要高度重視地質勘察，并遵照動態的觀點深入分析和從本質上處理地質問題，在系統分析和綜合選線的基礎上，使整體達到最優。在選線中，經常遇到不良地質，如崩塌、滑坡等。任何不良地質問題的處理都要投入大量資源和金錢成本，某些情況下還會降低公路整體安全技術等級，因此在選線中要優先考慮規避的方式。由于地質現象具有隱蔽性，不容易被發現，所以在選線開始前，需要對走廊帶及其附近的地質條件開展地質調繪，并以此基礎完成選線，在確定線位后，先在全線范圍內實施物探，再根據物探資料對可能屬于不良地質的部分進行鉆探，以確定是否為不良地質，針對處治難度較大的不良地質，需要慎重對待，采取有效措施避讓。若必須從不良地質段通過，則應盡可能的減小其穿越范圍，并從對保證工程安全性有利的角度開始穿過，以此減少隱患、縮短工期、降低工程造價。

地形和選線之間也有著十分密切的關系，在復雜的山區地形中，路線往往彎多坡陡，還有很多的起伏，無論是土石方量還是防護工程量，都可以達到很大的程度。另外，山區氣候條件趨于變化，對路基穩定性與行車安全也有很大的影響。選線除了要做到科學可行與順適均衡，還要充分考慮山區地形，巧妙且靈活的布設公路線形，以此在切實減少工程數量的基礎上，防止對周邊環境造成大規模破壞。當地形條件相對復雜時，若選線盲目沿用很高的指標，除了會增加實際工程數量，還會出現很多高填深挖，嚴重損害自然環境，打破原有的生態平衡。對此，選線必須充分考慮山體與地形，能曲則不直，選用適宜的線形要素，在滿足現行技術規范的基礎上，和地形地貌環境之間充分結合。在平面線形方面，可使用不同曲線的相互組合，在減少造價的同時，減少不必要的環境破壞。對于困難路段，可通過分離式路基的設置來實現和地形地勢之間的良好協調。

3.3 對線形指標的合理選用

對于線形指標，應滿足以下各項要求。

(1)公路的平面線形需要在符合技術規范的基礎上，和地形地貌充分結合；

(2)實際的線形設計應做到舒適與平順；

(3)各項指標的確定應均衡，在必要的情況下，優先考慮較高值；

(4)指標選擇應能確保行車舒適性與安全性；

(5)將實際工程量減少至最小。

按照現行技術標準，在設計速度存在差別的情況下，將使線形指標表現出明顯差異，最終必然對工程數量造成影響。針對這一情況，首先要選定適當的速度等指標，將其作為設計控制指標。選取具體的指標過程中，以設計速度指標和上一級指標對應的中值為整條線路的指標是最常用的做法。在現行設計中盡量不考慮極限指標，這會因為如果采用高指標，雖然能確保行車舒適性及安全性，但工程造價會明顯增加。

選線時，應充分考慮下列幾個要點。

(1)選取線形指標時應做到舒展與均衡，防止長直線和直接與小半平曲線相連接兩種情況的發生；

(2)除了在特殊情況下，盡量不使用復合曲線；

(3)對于直線段的長度，雖然在現行設計規范當中給出了明顯限制，但并非絕對，還需要根據地勢等條件來綜合確定，在必要的情況下，可通過標志牌的設置或特殊的景觀設計來解決長直線問題；

(4)對于平曲線中的緩和曲線，其長度需要在符合標準要求的基礎上取較大值，一般以規定值2～3倍為宜；

(5)當需要在路段中設置隧道時，應遵循早進洞和晚出洞的基本原則，尤其是進出口處，必須通過多方案的綜合比選來選擇最佳的方案；

(6)在北方冬季氣溫較低的地區，應盡量把路線布置于陽坡面；

(7)對于平面線形的布置，需要和地形之間充分結合，對此可借助曲線定線法；

(8)當需要在平曲線中增設緩和曲線時，其長度以規定值的兩倍為宜；如果長度不足，則雖然在規范上可行，但會使人感到視覺突變，限制了緩和曲線應有作用的發揮。

3.4 景觀設計

景觀設計也是路線設計中需要考慮的重要內容，在實際的景觀設計過程中，需要注意下列幾點。

(1)對公路沿線范圍內景觀與視覺特點予以充分考慮；

(2)對原始景觀及公路原始地貌進行最大限度的保護；

(3)減少對河流等自然排水系統造成的破壞；

(4)對所有構造物進行專門的美化設計，尤其是要和路基的邊界打造優美線條；

(5)對歷史形成的簡易路給予高度尊重；

(6)和遠處景觀充分協調；

(7)為行車提供開闊的視野。

4 結束語

綜上所述，山區縣鄉公路路線設計具有很高的系統性與綜合性，線路選擇是否適宜，對工程本身規劃設計、建設、使用、景觀等有很大影響。因此，在路線設計過程中，應高度重視公路具有的各項特點，并對不同的因素加以綜合，選擇適宜的技術指標，注重環保，降低造價，滿足路網規劃要求，促進地方經濟發展，積極開拓思路，堅持從實際情況出發，從而得到科學合理、經濟可行的最佳路線。