闕文煒

（中交第一公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，陜西 西安 710075）

1 工程概況

聯(lián)十一線長(zhǎng)泰段項(xiàng)目的起點(diǎn)位于廈門和漳州兩市的交界地，與聯(lián)十一線中的廈門段相連接，終點(diǎn)與聯(lián)十一線中的龍文段相連，是完善區(qū)域路網(wǎng)布局、實(shí)現(xiàn)“廈漳泉同城化”的重要舉措。天柱山是廈門與漳州重要的交界山脈，地質(zhì)條件復(fù)雜，屬典型的山區(qū)地形。

2 山區(qū)公路的特點(diǎn)

2.1 地形復(fù)雜

山區(qū)自然地形條件陡峭、地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不良地質(zhì)較發(fā)育，公路施工、運(yùn)營(yíng)中可能誘發(fā)滑坡、泥石流、崩塌等災(zāi)害地質(zhì)，應(yīng)特別重視工程地質(zhì)勘察工作，為布設(shè)線位及方案選擇提供充分的依據(jù)。

2.2 構(gòu)造物多、防護(hù)大

山區(qū)公路受復(fù)雜地形條件限制，需要設(shè)置大量的橋涵、隧道構(gòu)造物，以適應(yīng)路線線形的布設(shè)，高填深挖路段較多，所需的防護(hù)量較大。因此合理布設(shè)線位，減少構(gòu)造物、防護(hù)量對(duì)降低工程的造價(jià)具有重大的意義。

2.3 走廊帶稀缺

山區(qū)特定走向的有利地形和通道較少，路線走廊資源十分貧乏，屬不可再生資源，因此合理充分利用路線走廊資源，成為設(shè)計(jì)人員重大的目標(biāo)，要求設(shè)計(jì)人員從多方面、多角度對(duì)山區(qū)國(guó)省干線進(jìn)行統(tǒng)籌考慮。

3 設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1 路線平縱設(shè)計(jì)

（1）指標(biāo)。

山區(qū)選線應(yīng)靈活設(shè)計(jì)，充分利用地形地貌，順山就勢(shì)，不片面追求高指標(biāo)，注重平縱線形的組合協(xié)調(diào)、平順，靈活取用指標(biāo)，盡量避讓基本農(nóng)田，減少土地分割，避繞自然保護(hù)區(qū)、水源地保護(hù)區(qū)等生態(tài)敏感區(qū)，在特定地形條件下因地制宜選用低指標(biāo)。為后期改擴(kuò)建時(shí)預(yù)留條件，降低改造難度，在地形較平緩路段，可選用較高的線形標(biāo)準(zhǔn)；對(duì)于較難改造的橋隧構(gòu)造物，應(yīng)充分考慮未來(lái)改造的可能性，經(jīng)過(guò)論證選用較高標(biāo)準(zhǔn)。

（2）平面設(shè)計(jì)。

山區(qū)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，地質(zhì)災(zāi)害的類型多，分布面廣，成因復(fù)雜，且有些災(zāi)害較為隱蔽，一旦發(fā)生災(zāi)害，將給工程及人員帶來(lái)重大的損失。路線走廊內(nèi)的地質(zhì)勘察在山區(qū)公路設(shè)計(jì)過(guò)程中尤為重要，路線布線時(shí)堅(jiān)持地質(zhì)選線。

平面由直線、圓曲線、緩和曲線組成，直線難以適應(yīng)山區(qū)地形的變化，片面追求線位的順直，容易造成大填大挖。山區(qū)公路應(yīng)采用較多的曲線順應(yīng)地形，盡量沿著等高線進(jìn)行爬坡，靈活選用S形曲線、卵形曲線，受地形條件或其他特殊情況限制時(shí)，還可采用凸形曲線、C形曲線及復(fù)合曲線，山嶺區(qū)曲線線形占比可達(dá)60%以上。聯(lián)十一線長(zhǎng)泰段在仙靈旗隧道和興泰開發(fā)區(qū)約12 km山區(qū)路段，大量采用了曲線，曲線占比約80%。

山區(qū)國(guó)省干線設(shè)置較多的橋梁隧道，在線位布設(shè)時(shí)要特別注意規(guī)范對(duì)于橋梁隧道段線形的要求，規(guī)范要求隧道洞口內(nèi)外3 s行程內(nèi)的平面線形保持一致，橋梁線形也應(yīng)采用較好的線形指標(biāo)，特別是大跨、高墩橋梁。

（3）縱斷面設(shè)計(jì)。

山區(qū)縱面中設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮最大縱坡、最短坡長(zhǎng)、緩和縱坡、平均縱坡。山區(qū)公路為較快克服高差通常采用較大的縱坡，較大縱坡之間插入緩和縱坡，用于恢復(fù)速度或減少剎車。雖然縱坡滿足規(guī)范規(guī)定，但如果過(guò)多采用極限值，將會(huì)對(duì)行車安全帶來(lái)較大隱患[1]。因此，縱坡設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合平面設(shè)計(jì)，盡量平面展線，采用較緩的縱坡，規(guī)范規(guī)定任意連續(xù)3 km平均縱坡宜不大于5.5%，設(shè)計(jì)過(guò)程中通常按照5%的平均縱坡來(lái)控制標(biāo)高，對(duì)于彎道多、半徑小的地段可適當(dāng)降低平均縱坡。聯(lián)十一線長(zhǎng)泰段作為廈門、漳州的交通動(dòng)脈，為節(jié)省運(yùn)營(yíng)期的油耗及行車安全，采用了較小的縱坡，70%以上的路段縱坡小于3%。

縱斷面設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮土方平衡，移挖作填，減少借方、棄方。和平面類似，規(guī)范對(duì)橋梁隧道路段的縱面也進(jìn)行了較嚴(yán)格的規(guī)定，大、中橋上的縱坡不宜大于4%，橋頭引道縱坡不宜大于5%。特長(zhǎng)、長(zhǎng)隧道最大縱坡宜控制在2.5%以下，中、短隧道最大縱坡宜控制在3%以下，隧道洞口內(nèi)外3 s行程內(nèi)的縱面線形應(yīng)保持一致。

（4）平縱組合。

平縱線形組合設(shè)計(jì)著重考慮平縱指標(biāo)的協(xié)調(diào)，平、豎曲線的對(duì)應(yīng)關(guān)系應(yīng)滿足平包豎，線形平順圓滑，力求使線形保持較好的連續(xù)性和良好的視線誘導(dǎo)作用，滿足駕駛員視覺、心理反應(yīng)及車輛行駛安全的要求。山區(qū)公路如果設(shè)置了長(zhǎng)陡坡，長(zhǎng)陡坡盡頭應(yīng)避免采用小曲線半徑。

（5）橫斷面設(shè)計(jì)。

對(duì)于山區(qū)公路，較大的斷面容易形成高邊坡、深挖方，對(duì)工程的防護(hù)量及造價(jià)影響較大。因此，公路寬度的擬定要從交通量、區(qū)域規(guī)劃、地形條形等方面綜合考慮，滿足交通服務(wù)的功能需求和經(jīng)濟(jì)性。

3.2 路基工程

山區(qū)由于地面起伏較大，路線在前進(jìn)過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)高路堤、路塹高邊坡、陡橫坡路基以及局部的軟土需要對(duì)邊坡進(jìn)行防護(hù)。設(shè)置各種支擋工程以保證路基的穩(wěn)定性，因不同的地質(zhì)、地形、成因使得路基處理方式多種多樣，同時(shí)做好路基排水，減少水毀。

（1）高低路基。

邊坡高度較高時(shí)，可調(diào)整線位或縱坡，但當(dāng)山坡較陡、路基較寬時(shí)，調(diào)整縱坡也通常造成高填、深挖二選一的局面，難以取得較為滿意的效果。若采用分離式路基，左右幅采用不同的設(shè)計(jì)標(biāo)高，可以更好地適應(yīng)走廊地形，減少挖方，起到節(jié)省造價(jià)、保護(hù)環(huán)境的效果。

聯(lián)十一線長(zhǎng)泰段K16+500～K18+500，2 km范圍內(nèi)地面橫坡陡峭，自然坡降大于40°，采用高低路基，減少填方。

（2）防護(hù)。

山區(qū)公路較多高填深挖，防護(hù)量大，因此防護(hù)的設(shè)計(jì)也至關(guān)重要。應(yīng)保證邊坡工程的安全，采取擋土墻、護(hù)腳墻、錨桿和拱形骨架等防護(hù)措施，合理進(jìn)行支擋防護(hù)及坡率設(shè)計(jì)，縮減工程性加固措施。與生態(tài)環(huán)境和諧，以生態(tài)防護(hù)為主，避免純工程防護(hù)，工程防護(hù)與植物防護(hù)相結(jié)合，使用掛網(wǎng)噴播或者框格植草，減少擋土墻的硬質(zhì)防護(hù)，增加景觀效果。

（3）路基排水。

路基排水可填方路段排水、挖方路段排水。涵洞排水能力應(yīng)保證山洪排水需求，防止填方路基及涵洞被沖毀，造成路基中斷，除了采用較大涵洞尺寸外，在總體設(shè)計(jì)時(shí)，適當(dāng)抬高縱斷面，多增加排水的通道，可避免集中排水。對(duì)于挖方路段，主要是坡面排水和邊溝排水，可概況為“攔、截、疏、排”，在邊坡頂上方設(shè)置截水溝，防止山坡雨水進(jìn)入邊坡坡面。設(shè)置排水邊溝，及時(shí)將路面及坡面水排出路基影響范圍內(nèi)，引至附近涵洞或天然水系內(nèi)[2]。

3.3 橋涵工程

山區(qū)一般沖溝發(fā)育、橫坡陡直、河流密布，因此山區(qū)公路橋涵較多、布設(shè)較為復(fù)雜，具有橋斜、橋彎、跨徑大、墩高等特點(diǎn)。在總體設(shè)計(jì)中充分考慮橋位布設(shè)、跨徑、上部結(jié)構(gòu)、下部基礎(chǔ)的選擇。

（1）跨越河流的橋梁，必須滿足泄洪要求，盡量與水流方向正交；加強(qiáng)地質(zhì)調(diào)查，避免橋位處在不良地質(zhì)段。

（2）結(jié)合橋位處地形、地質(zhì)和水文等條件，擇優(yōu)選擇技術(shù)成熟、施工方便、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的橋型。

（3）山區(qū)橋梁施工條件相對(duì)困難，為減少跨數(shù)，采用較大跨徑，一般采用20 m（含）以上跨徑的預(yù)制T梁。橋梁盡可能采用同一種跨徑，以加快施工速度，降低工程造價(jià)；對(duì)于多孔長(zhǎng)橋，橋梁孔徑布置也可采用兩種跨徑組合，并考慮施工工藝的可行性。

（4）橋梁應(yīng)注重美學(xué)設(shè)計(jì)，跨徑與地形、墩身高度相協(xié)調(diào)，同進(jìn)注重細(xì)部的處理（如護(hù)欄形式、墩身形狀、懸臂長(zhǎng)度等）。

（5）橋長(zhǎng)一般以橋頭路基填土高度4 m左右控制。當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件較好、橋頭地勢(shì)相對(duì)平緩時(shí)，且橋頭兩側(cè)棄方較多時(shí)，橋頭填土高度可適當(dāng)加高；當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件很差或橋頭地勢(shì)陡峻時(shí)，橋梁長(zhǎng)度宜適當(dāng)加長(zhǎng)。

涵洞孔徑大小選取根據(jù)匯水面積、水文調(diào)查、降雨量等因素計(jì)算后擬定。匯水面積較小的排水涵和流量較小的灌溉涵可與人行通道、機(jī)耕道合并設(shè)置，人行通道進(jìn)出口跨越邊溝時(shí)，以人行道板連通人行路。

3.4 隧道工程

山體走向和路線走向垂直時(shí)，采用隧道穿過(guò)山脈，通常是最有效、方便的方案，能取得建設(shè)成本、運(yùn)營(yíng)成本與社會(huì)成本的平衡。

（1）平、縱面布線受地形、地質(zhì)、施工技術(shù)水平、工期、運(yùn)營(yíng)要求以及工程建設(shè)費(fèi)用等多種因素制約，隧道服從路線總體走向，同時(shí)盡量使隧線形流暢[3]。

（2）隧道洞口應(yīng)盡量避開不良地質(zhì)地段，盡量避免斷裂帶、淺埋、偏壓的位置，并根據(jù)“早進(jìn)晚出”原則，盡量降低邊、仰坡開挖高度，避免破壞環(huán)境。

（3）隧道防排水設(shè)計(jì)應(yīng)對(duì)地表水、地下水妥善處理，遵循“防、排、截、堵”原則，洞內(nèi)外應(yīng)形成一個(gè)完整通暢的防排水系統(tǒng)。

（4）隧道洞門設(shè)計(jì)“以人為本”，盡量零開挖洞口，并重視隧道洞口景觀設(shè)計(jì)，力求輕松簡(jiǎn)潔、造型新穎、自然和諧、經(jīng)濟(jì)美觀，突出表現(xiàn)地方風(fēng)俗和不同角度的視覺效果，并提高行車安全性。

3.5 方案綜合比選、控制造價(jià)

山區(qū)公路由于填挖量大、構(gòu)造物多、防護(hù)大，導(dǎo)致工程規(guī)模大、工程造價(jià)高，因此進(jìn)行方案綜合比選、造價(jià)分析，對(duì)控制造價(jià)具有重大意義。

選取合理的技術(shù)指標(biāo)，在指標(biāo)與造價(jià)中取得平衡；路基方案與橋涵、隧道方案進(jìn)行比選，優(yōu)先選擇比較經(jīng)濟(jì)的路線方案，兼顧社會(huì)效益。對(duì)工程進(jìn)行造價(jià)分析，分析各專業(yè)占整個(gè)工程的比例，針對(duì)比例異常的專業(yè)深入調(diào)查，出降低造價(jià)的措施。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，山區(qū)公路受限于地形條件及經(jīng)濟(jì)性等因素的制約，給設(shè)計(jì)工作帶來(lái)較大的難度。通過(guò)分析山區(qū)公路的特點(diǎn)，對(duì)山區(qū)國(guó)省干線項(xiàng)目的各主要專業(yè)展開了詳細(xì)論述，總結(jié)山區(qū)國(guó)省干線總體設(shè)計(jì)的原則。