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        山區(qū)高速公路設(shè)計存在的問題及對策研究

        2011-12-20 03:49:24張冬民
        城市建設(shè)理論研究 2011年23期
        關(guān)鍵詞:線形路堤山區(qū)

        張冬民

        內(nèi)容摘要 由于山區(qū)的地形、地質(zhì)及氣候條件等都十分復(fù)雜,在這種情況下,對于高速公路設(shè)計來說,路線設(shè)計就成為了影響工程造價的決定性因素。文章將從山區(qū)高速公路路線設(shè)計存在的問題進行分析,并提出相關(guān)的解決對策。

        關(guān)鍵詞 山區(qū)高速公路 設(shè)計技術(shù)

        一、山區(qū)高速公路勘察設(shè)計的指導(dǎo)思想

        山區(qū)公路勘察設(shè)計是高速公路建設(shè)過程中的一個重要環(huán)節(jié),其設(shè)計指導(dǎo)思想也是隨著高速公路建設(shè)指導(dǎo)方針的變化而不斷變化的。從整體情況看,指導(dǎo)思想轉(zhuǎn)變可以分為三個階段。第一階段是以安全和經(jīng)濟作為指導(dǎo)思想;第二階段以快速、安全、經(jīng)濟為原則;第三階段設(shè)計的指導(dǎo)思想側(cè)重于安全、快速。第三階段是進入山區(qū)的高速公路建設(shè)最為關(guān)鍵的一個時期,因此,需要較高的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),如還采用平原區(qū)的設(shè)計思想,那么必將嚴(yán)重破壞區(qū)域的自然環(huán)境,誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害。

        進入山區(qū)的高速公路設(shè)計思想要從以下幾方面入手:強調(diào)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)肅性,并合理掌握和運用技術(shù)指標(biāo);重視環(huán)境保護,堅持可持續(xù)發(fā)展;強調(diào)技術(shù)創(chuàng)新,以提高設(shè)計質(zhì)量。

        二、山區(qū)高速公路線形設(shè)計相關(guān)問題

        (一)線形設(shè)計中存在的安全問題

        1、直線

        直線段過長,極易使駕駛員因景觀單調(diào)而產(chǎn)生疲勞,一旦有突顯的信息出現(xiàn),就可能會因為措手不及而出現(xiàn)交通事故。此外,一些駕駛員在長直路段喜歡加速、開快車,致使車輛進入直線路段末段后的曲線部分速度仍較高,這樣也可能導(dǎo)致傾覆或其它類型的交通重大事故。

        2、平曲線

        平曲線也可以稱之為彎道,許多起交通事故的發(fā)生都與平曲線有著很大的關(guān)系。在圓曲線上,因為橫向力的長期存在,對汽車的安全行駛會產(chǎn)生及其不利的影響。通過分析總結(jié)得出了這樣的結(jié)論:連續(xù)曲線當(dāng)半徑協(xié)調(diào)時,事故率比不協(xié)調(diào)時低;大半徑曲線比小半徑曲線的事故率低。

        3、線形組合

        行車安全性與高速公路路線之間是存在著密不可分的關(guān)系的,組合的不協(xié)調(diào)必將誘發(fā)安全隱患。在直線路段的凹形縱斷面上,如果出現(xiàn)線形變化,可以在凸形豎曲線與凹形豎曲線的頂部或底部插入急轉(zhuǎn)彎的平曲線,在底部設(shè)置斷背曲線。

        (二)線形設(shè)計中存在的其他問題

        1、在山區(qū)高速公路線形設(shè)計的各個階段,并沒有用先進的手段對公路線形設(shè)計方案做深入細致地研究,沒經(jīng)過對比分析就確定了設(shè)計的最佳方案。

        2、公路選線與線形設(shè)計是密切相關(guān)的,山區(qū)高速公路的線形設(shè)計往往忽視了與選線工作的重要性。

        3、山區(qū)高速公路線形設(shè)計忽視對工程地質(zhì)、水文地質(zhì)進行勘測,同時也忽視了環(huán)境保護,在施工前沒有充分準(zhǔn)備好具體相應(yīng)的解決措施。

        (三)山區(qū)高速公路設(shè)計的關(guān)鍵(結(jié)合著漳龍、邵三、龍長高速公路的路線設(shè)計實踐研究)

        1、合理安排縱坡越嶺

        山區(qū)高速公路往往需要在集鎮(zhèn)附近設(shè)置互通,而這些集鎮(zhèn)往往都是四周群山環(huán)繞,集鎮(zhèn)間關(guān)山阻隔??梢砸札堥L高速公路龍門至涂坊段為例,段落內(nèi)的龍門、古田、蛟洋、新泉、涂坊互通均處在高程較低的山谷之中,兩互通間被分隔。因此,要克服高差是山區(qū)高速公路路線設(shè)計的要點,也是節(jié)省工程造價的關(guān)鍵。

        2、對長距離連續(xù)下坡的路段,應(yīng)在線形設(shè)計上采取相應(yīng)的安全措施

        山區(qū)高速公路的長陡縱坡是難以避免的,目前我國的超載現(xiàn)象仍是屢禁不止,如果只是從交通工程方面采取措施,作用不大,因此最根本的辦法就應(yīng)該從最基本的線形設(shè)計上采取有效措施。如:嚴(yán)禁在陡坡底設(shè)置小半徑平曲線、孤立的平曲線,保持連續(xù)陡坡路段平縱面線形應(yīng)均衡、順適;注意長距離陡坡底的互通立交的選型;選擇適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置供失控車輛駛出等。

        三、山區(qū)高速公路設(shè)計問題所采取的對策

        (一)根據(jù)地形靈活地布線,以便于拓展路基設(shè)計空間

        針對山區(qū)高速公路地形差異較大的特點,我們可以拓展路基設(shè)計的空間、較準(zhǔn)確地把握新技術(shù),以合理的路基斷面形式來驗證線位的合理性、經(jīng)濟性。

        1、陡坡路堤

        當(dāng)公路路基填方范圍受到嚴(yán)格的限制時,或路基大量借方,而段落前后或為避免隧道、或為避免深挖路塹等因素而不允許壓低設(shè)計標(biāo)高時,可考慮采用加筋陡坡路堤,以達到路基穩(wěn)定,減少路基借方的目的。

        2、高路堤、填石路堤

        首先,山區(qū)高速公路布線難以避免地會出現(xiàn)高填方路堤;其次,大量的路基開挖土石方及隧道洞渣又需要在高填路堤利用、消耗。因此對于一些山凹、窄口的山谷來說,必須采取穩(wěn)定(包括沉降)及環(huán)保措施,在此基礎(chǔ)上允許科學(xué)的、合理的、經(jīng)濟的高填方路堤、填石路堤的存在。

        3、隧道形式、軸線及洞門位置的選擇

        山區(qū)高速公路為了克服地形障礙,可以綜合里程、造價、環(huán)保等方面因素來選用隧道方式穿過山體。隧道形式、軸線及洞門位置的選擇也就成為了線位布設(shè)時要重點考慮的一個因素,并直接影響著隧道的長短、工程造價、施工的難易程度等。

        4、合理地選擇隧道軸線及進出口位置

        首先,傍山隧道的軸線應(yīng)盡量向山內(nèi)移,以避免因覆蓋層過薄而導(dǎo)致洞身的偏壓;其次,充分研究地形地貌及已經(jīng)掌握的地質(zhì)資料,并把隧道洞身置于穩(wěn)定的地層中,盡量避免穿越斷層、破碎帶等不良地質(zhì);再次,洞口應(yīng)盡量避免落在狹窄的山凹之中, 狹窄的山凹地質(zhì)條件很差,殘積層厚,也就增加了施工的難度。

        (二)安全問題的解決對策

        在平曲線上應(yīng)保持期望車速的連續(xù)性,一旦出現(xiàn)了因經(jīng)濟和環(huán)境的原因?qū)е碌臉?biāo)準(zhǔn)降低,就應(yīng)通過清晰的標(biāo)志、標(biāo)線和其他設(shè)施提前告之駕駛員前方潛在的危險,并引導(dǎo)他們安全通過道路的危險位置;緩和曲線是從安全角度出發(fā)設(shè)計的一條駕駛員易于遵循的路線,能使車輛在進入或離開圓曲線時不致侵入鄰近的車道。此外,在豎曲線設(shè)計中就盡量避免連續(xù)的短豎曲線及長而淺的凹型豎曲線,上面還要確保道路的橫向排水系統(tǒng),最終使行車安全得到保證。

        (三)其他問題的有效措施

        1、根據(jù)山區(qū)特征順應(yīng)地形設(shè)計,公路的線形設(shè)計要達到平面順適,橫面合理,降低路堤高度的作用,盡量保護山體平衡體系。

        2、根據(jù)山區(qū)地質(zhì)水文條件設(shè)計線形,設(shè)計時應(yīng)盡可能多地收集有關(guān)地質(zhì)水文方面的資料,因山區(qū)地形十分復(fù)雜,設(shè)計人員必須進行實地踏勘,較全面地掌握有關(guān)地質(zhì)水文情況,使線形設(shè)計盡量避開不良地質(zhì)地段,以減少地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的機率。對于受地形、地質(zhì)水文條件及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)限制,縱坡控制難度較大時產(chǎn)生的高填深挖路段,一定要進行多方案比較,不僅從經(jīng)濟上作路基高填深挖與橋隧方案的比較,還要從技術(shù)上分析方案的可行性,綜合考慮環(huán)境因素,使工程經(jīng)濟、合理。當(dāng)線形必須經(jīng)過不良地質(zhì)地段時,要在滿足技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的前提下,盡量利用縱斷面的變坡點控制填挖高度,使路基設(shè)計時較容易采取有效措施來防治地質(zhì)災(zāi)害。

        3、當(dāng)高速公路穿山越嶺跨江過河時,要充分的考慮到地質(zhì)及水文條件的復(fù)雜性,線形設(shè)計必須要適應(yīng)多變的環(huán)境,堅持以人為本,堅持安全第一,尊重自然,保護自然。

        四、結(jié)束語

        總之,在山區(qū)高速公路建設(shè)中,設(shè)計始終是工程的靈魂,那么線形設(shè)計也就成為了整個道路設(shè)計的基礎(chǔ)。公路設(shè)計者要抓住主要矛盾,提高環(huán)境保護意識,不斷創(chuàng)新,跟上時代發(fā)展的步伐,這樣才能促進高速公路建設(shè)。

        五、參考文獻

        【1】張雨化《道路勘察設(shè)計》,人民交通出版社。

        【2】李麗《試論山區(qū)高速公路設(shè)計工作的開展及注意事項》,《長春理工大學(xué)學(xué)報》2005年09期。

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