蔡華玲 劉志偉
(江西省贛州市于都縣公路分局,江西 于都 342300)
高速公路從路線方案選擇到具體定線是一個(gè)研究范圍由大到小、精度由粗到細(xì)的過程,經(jīng)過詳細(xì)調(diào)查、綜合分析、仔細(xì)比選,最后確定中線的具體位置。紙上定線是以初擬路線方案為基礎(chǔ),在實(shí)測(cè)或航測(cè)的1:2000地形圖上進(jìn)行的。
對(duì)于定線來說,不同的地形條件有不同的矛盾。在平原微丘區(qū),地形平緩,路線一般不受高程限制,定線應(yīng)以方向?yàn)橹鲗?dǎo),正確繞避平面上的障礙,力爭(zhēng)控制點(diǎn)間路線短捷順直。在山嶺重丘區(qū),地形復(fù)雜,橫坡陡峻,路線一般受高程限制較嚴(yán),定線應(yīng)以安排縱坡為主導(dǎo),合理利用有利地形,避讓艱巨工程、不良地質(zhì)地段或地物,力爭(zhēng)平、縱配合協(xié)調(diào),工程經(jīng)濟(jì)合理。
需要收集的資料主要有:初擬路線方案及所確定的控制點(diǎn),沿線地質(zhì)情況,不良地質(zhì)地段,城市規(guī)劃,地下電纜,文物古跡,自然保護(hù)區(qū)以及氣候氣象等資料。
準(zhǔn)備工作包括:在地形圖上標(biāo)繪各個(gè)控制點(diǎn)、應(yīng)避讓的地段和區(qū)域。
在相鄰控制點(diǎn)之間,根據(jù)所經(jīng)過的不同地形和地物分布情況,參照準(zhǔn)備工作所標(biāo)繪應(yīng)避讓的地段和區(qū)域,滿足一定標(biāo)準(zhǔn)和要求,選擇合適的路線位置,沿著前進(jìn)方向加密中間控制點(diǎn)或采用徒手滑顧地勾繪曲線。
2.2.1 平原微丘地區(qū)
在兩控制點(diǎn)之間主要是地物障礙,合理解決哪些可穿越?哪些該繞避?哪些應(yīng)趨就?從而建立起一系列中間控制點(diǎn),路線一般應(yīng)由一個(gè)控制點(diǎn)直達(dá)另一個(gè)控制點(diǎn)。
選擇線位時(shí),應(yīng)注意在保證標(biāo)準(zhǔn)的前提下,盡量做到少占和不占高產(chǎn)田和經(jīng)濟(jì)林,少拆或不拆遷各種電力,電訊設(shè)施,沿高地布線,避免斜穿水田和直穿大的池塘和沼澤地,減少對(duì)自然景觀的破壞。
2.2.2 山嶺重丘地區(qū)
在兩控制點(diǎn)之間主要是地形或高差的限制,對(duì)受高差限制的路段必須通過放坡得到一系列坡度控制點(diǎn),沿著自然地形,參照坡度控制點(diǎn)和地形地物控制點(diǎn),徒手勾繪出與地形基本吻合且線形舒順、平緩的路線概略位置。
在山區(qū)選擇路線位置時(shí),要注意線位的高低,考慮平、縱協(xié)調(diào)配合,盡量避免大砍大伐和大填大挖,注意環(huán)境保護(hù)問題。
定線必須滿足技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定,同時(shí)又要參照初擬的路線位置進(jìn)行。根據(jù)不同地形特點(diǎn),定線方法一般有兩種,一種是傳統(tǒng)的“直線型定線法”,另一種是“曲線型定線法”。
2.3.1 直線型定線法
直線型定線法是先定出與地形相適應(yīng)的一系列直線,然后用適當(dāng)?shù)那€把相鄰的直線連接起來的傳統(tǒng)定線方法。
對(duì)平原微丘區(qū),就是在沿著前進(jìn)方向加密的控制點(diǎn)之間用直線連接,對(duì)山嶺重丘區(qū),在放坡得到的一系列坡度控制點(diǎn)的基礎(chǔ)上,根據(jù)保證重點(diǎn),照顧多數(shù)的原則,按照高速公路的幾何標(biāo)準(zhǔn),用直線尺試穿出與較大地形相適應(yīng)的一系列直線。然后用適當(dāng)?shù)那€把上述相鄰的直線連接起來。當(dāng)?shù)匦螐?fù)雜而多變或轉(zhuǎn)彎處控制較嚴(yán)時(shí),也可以根據(jù)地形變化先定出曲線,然后用直線把相鄰曲線順滑地連接起來。
2.3.2 曲線型定線法
這種方法是借助“鐵道彎尺”先定出圓曲線,然后用緩和曲線相互連接的以曲線為主的定線方法。
定線時(shí),選用不同半徑的鐵道彎尺逼近前面徒手勾繪的曲線,按照高速公路的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),逐一定出圓曲線的位置和半徑,再用緩和曲線連接相鄰兩圓曲線,當(dāng)兩圃曲線之間的地形比較順直或距離較長(zhǎng)時(shí),也可以設(shè)置適當(dāng)直線,并用緩和曲線將直線和圓曲線連接起來,但應(yīng)注意保證直線長(zhǎng)度的要求。在定圓曲線時(shí),設(shè)計(jì)者應(yīng)注意掌握技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與地形彎曲的大趨勢(shì),以定出平順和緩的高標(biāo)準(zhǔn)平面線形,不要過多地遷就地形上次要的不規(guī)則性或一些小的障礙物。
實(shí)際上,直線型和曲線型定線方法并無本質(zhì)上的區(qū)別,只是所適應(yīng)的地形不同而已。具體做法詳見后述。按上述方法定平面線形時(shí),是一個(gè)反復(fù)試定、檢查和調(diào)整的過程,直到找出符合標(biāo)準(zhǔn)的最佳路線后,再進(jìn)行下一步縱斷面設(shè)計(jì)與調(diào)整工作。
路線的平面線形確定以后,可按照規(guī)定要求設(shè)置中樁。除起終點(diǎn)樁、曲線主點(diǎn)樁、百米樁、公里樁、大中橋位樁、隧道起終點(diǎn)樁以及通道和立體交叉中心樁等外,還有地形和地物加樁。平原微丘區(qū)樁距一般取50m,山嶺重丘取為20m。在地形圖上讀取各樁位的地面高程。
2.4.1 繪制路線縱斷面地面線圖
根據(jù)各樁樁號(hào)和地面高程點(diǎn)繪制縱斷面地面線圖??v斷面圖采用直角坐標(biāo),橫坐標(biāo)表示距離,縱坐標(biāo)表示高程,比例尺:通常平原微丘區(qū)橫坐標(biāo)取1:5000,縱坐標(biāo)取1:500,山嶺微丘區(qū)橫坐標(biāo)取1:2000,縱坐標(biāo)取1:200。
2.4.2 標(biāo)注豎向控制標(biāo)高及平面線形
根據(jù)收集調(diào)查的資料,在縱斷面圖上分別用不同符號(hào)標(biāo)出橋涵控制標(biāo)高,通道和立體交叉控制標(biāo)高,隧道出、入口控制標(biāo)高,經(jīng)過水田等不良地質(zhì)路段的最小控制標(biāo)高,以及其它人工構(gòu)造物的縱向控制標(biāo)高等。在縱斷面圖上繪出乎面線形示意圖。以上標(biāo)注內(nèi)容主要供試定縱坡時(shí)參考。
2.4.3 試定縱坡設(shè)計(jì)線
仔細(xì)分析研究縱向控制標(biāo)高的重要程度和可活動(dòng)范圍,結(jié)合地形起伏變化情況和平曲線位置,試定出滿足縱斷面線形設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的縱坡設(shè)計(jì)線。定縱坡設(shè)計(jì)線可以采用先定直坡線,后用豎曲線連接的方法,也可以先定豎曲線,后用直坡線連接。
檢查上述試定縱坡沒計(jì)線是否經(jīng)濟(jì)合理,線形是否舒顧,技術(shù)指標(biāo)掌握是否適度,平、縱面線形是否協(xié)調(diào),豎曲線與平曲線組合是否得當(dāng),有無脫離實(shí)際或考慮不周等等。如發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時(shí)調(diào)整修正。具體操作是修改平面線形還是縱斷面線形,或二者都修改,要認(rèn)真分析,找出問題的關(guān)鍵,權(quán)衡利弊,以定取舍。
經(jīng)過上述檢查與修正,應(yīng)該說路線的平面和縱斷面均已基本成型,但橫斷面是否適當(dāng)也應(yīng)檢查。高速公路經(jīng)過的地形比較平緩,最佳橫斷面一般不是控制平、縱線形的主要因素,但在山區(qū),當(dāng)?shù)孛鏅M坡較陡時(shí),如果不考慮最佳橫斷面,會(huì)導(dǎo)致填,挖方邊坡很高,防護(hù)支擋工程高大,很不經(jīng)濟(jì)。因此,在路線的平面和縱斷面基本確定以后,應(yīng)繪制出地面橫坡較陡地段以及其它可能高填深挖處的橫斷面,找出最佳橫斷面位置,由此再修正平面或縱斷面設(shè)計(jì)線形。
在室內(nèi)利用地形圖進(jìn)行紙上定線后的平、縱、橫面的成果,應(yīng)再到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地核對(duì)檢查,當(dāng)核查無誤后,方可以最后定案,并報(bào)請(qǐng)或征求使用單位或甲方的意見,然后進(jìn)行水文、地質(zhì)勘探調(diào)查工作。
紙上定線工作完成之后是否需要去現(xiàn)場(chǎng)全部實(shí)地放線,各地做法不一,有的是局部或重點(diǎn)地段放線,也有的全部現(xiàn)場(chǎng)故線,主要視地形圖的準(zhǔn)確程度,以便在實(shí)地進(jìn)行核對(duì)檢查經(jīng)定線后的平、縱、橫面的成果,以及便于現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行水文、地質(zhì)勘探調(diào)查工作。具體實(shí)施時(shí),若在新測(cè)地形圖或在已經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查補(bǔ)測(cè)的早期地形圖上進(jìn)行紙上定線,可以對(duì)局部或重點(diǎn)地段,或大型構(gòu)造物所在地段進(jìn)行實(shí)地放線。而對(duì)于測(cè)設(shè)年限過早且地物變化較大的地形圖,一般不應(yīng)直接用于紙上定線,必須經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)補(bǔ)測(cè)核實(shí)后才能使用。
從上述紙上定線的步驟可以看出,紙上定線實(shí)質(zhì)上是一個(gè)反復(fù)調(diào)整和修正的過程,在一定限度內(nèi),修改次數(shù)越多,最后的設(shè)計(jì)成果越好,直到無論采取什么措施都不能再顯著地增進(jìn)美感或節(jié)省工程時(shí),才可認(rèn)為紙上定線工作已告完成。這也正是紙上定線的優(yōu)越性之一,它可以做到盡善盡美,集中各專業(yè)設(shè)計(jì)人員的智慧,定出一條理想的路線來。
[1]溫琳,黃繼軍,丁偉.高速公路線形設(shè)計(jì)中有關(guān)問題的分析探討[J].交通科技,2009-10-28.