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        山區(qū)高速公路線路設(shè)計的常見問題及解決對策研究

        2020-03-06 08:31:50李龍驕陳龍
        工程建設(shè)與設(shè)計 2020年9期
        關(guān)鍵詞:選線路線山區(qū)

        李龍驕,陳龍

        (中國公路工程咨詢集團(tuán)有限公司,北京100097)

        1 引言

        在全力發(fā)展交通建設(shè)的今天,經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)與經(jīng)濟(jì)相對落后的山嶺地區(qū)高速公路的投建是非常關(guān)鍵的一點。我國人口數(shù)量多但耕地較少,因此,在高速公路規(guī)劃路線的時候不僅僅需要考慮公路沿線的經(jīng)濟(jì)發(fā)展,還需要遵循盡可能少占用耕地的原則。山區(qū)從本質(zhì)上來講就是地殼運(yùn)動造成的結(jié)果,所以,也就會使得山區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造、地形地方比較復(fù)雜,從而導(dǎo)致高速公路的建造在選線、設(shè)計、施工、運(yùn)營的過程中碰到許多問題。公路路線規(guī)劃過程的勘察因為在專業(yè)等方面的認(rèn)識不夠,對山區(qū)中的某些地質(zhì)現(xiàn)象認(rèn)識不夠全面而未受到應(yīng)有的重視。路線選擇的合理性與否會直接影響后續(xù)設(shè)計、施工和運(yùn)營的每個環(huán)節(jié)。適合的選線會提升路線的安全性,降低成本。因此,在山區(qū)高速公路路線設(shè)計過程中,應(yīng)當(dāng)結(jié)合環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、交通、社會等因素來綜合考慮。這樣,不僅可以有效地避免類似問題的發(fā)生,還能給山區(qū)高速公路的路線設(shè)計提供一定指導(dǎo)意義,進(jìn)而使我國山區(qū)高速公路設(shè)計建設(shè)的水準(zhǔn)得到更好的提高【1】。

        2 山區(qū)高速公路路線設(shè)計中存在的問題

        2.1 安全問題

        由于一些特殊情況,設(shè)計人員在還沒有完全掌握項目地址情況時就草率地進(jìn)行選線,這會造成后期極大的安全問題。在山嶺地區(qū),路線從山嶺的一邊跨至另一邊,一般都會采用明線路基,也可以設(shè)置暗線隧道。明線方案能夠使道路的平面縱斷面配合良好,對道路總體設(shè)計是有益的。但是,明線容易產(chǎn)生高邊坡,這種情況會增加施工難度,在防護(hù)不到位的情況下,邊坡容易失穩(wěn),且易產(chǎn)生坍塌滑坡等一系列安全問題。而且如果明線修建區(qū)域冬季下雪量較大,就會出現(xiàn)路面結(jié)冰而增加養(yǎng)護(hù)成本,同時道路結(jié)冰會造成各種安全問題。相較于明線方案,隧道方案則有填挖方小、展現(xiàn)短、對周邊生態(tài)環(huán)境影響較小等優(yōu)勢。但是,隧道的工程造價一般都大于明線路基,且后期維護(hù)成本也相對較高。所以,山嶺地區(qū)高速公路路線選線時一般要綜合考慮走廊位置、地形條件、工程量、項目造價等情況后才能確定【2】。

        2.2 直線段過長問題

        直線是路線設(shè)計中最為常見的形式,盡管在路線設(shè)計過程中還須考慮到地貌形態(tài)的限制,但據(jù)統(tǒng)計,直線段還是占據(jù)了大部分比例。在目前的路線設(shè)計時,直線的長度在選取的時候還有不夠合理的地方。例如,在地勢較為平坦的段落,選取長直線的設(shè)計可能會造成司機(jī)在駕車的過程中產(chǎn)生疲勞現(xiàn)象,這種情況下極易造成道路交通事故。根據(jù)統(tǒng)計,交通安全事故的發(fā)生概率與直線段的長度有一定的關(guān)聯(lián)。數(shù)字表明,假如直線段的總長超過4km,那么,100km 的交通事故發(fā)生概率就會大于1.5%。因此,需要非常謹(jǐn)慎地控制路線直線段的設(shè)計總長。

        2.3 連續(xù)坡度的設(shè)計問題

        在目前的設(shè)計中,大部分情況均考慮了坡長的問題,并對坡長進(jìn)行了限制,在一定程度上可以減少交通事故的發(fā)生。但是,大部分的路線設(shè)計并未考量連續(xù)縱坡的設(shè)計,所以,有很多連續(xù)上坡和連續(xù)下坡的情況,這為安全事故的發(fā)生埋下了隱患。這里以持續(xù)的下坡道路為例,在連續(xù)下坡時,司機(jī)會根據(jù)坡度的情況進(jìn)行頻繁換擋操作,如果路線使得司機(jī)需要緊急剎車或者減速,加速度會變動較大,給行駛?cè)藛T的安全帶來顯著的影響。

        2.4 經(jīng)濟(jì)問題

        設(shè)計師在對山區(qū)高速公路進(jìn)行路線設(shè)計時,相比較于平原公路高速,山區(qū)高速公路有其獨特之處,就是地質(zhì)地形情況比較復(fù)雜。這就造成線路往往需要翻山越嶺,如果在選線時沒有盡量結(jié)合項目區(qū)域的地形地貌情況,會造成橋隧比偏高、土石方及防護(hù)工程增加,使得項目的工程數(shù)量變大,從而造成項目造價變大。但是,在設(shè)計時不能一味地考慮降低項目的成本,也要考慮道路對地方的經(jīng)濟(jì)發(fā)展的帶動性。線位應(yīng)考慮臨近人口密集的村鎮(zhèn)。沿溪線往往經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá),人口比較密集,能促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,但大多沿溪線線型指標(biāo)偏高,遇到不良地質(zhì)時不易避讓,使得項目土石方數(shù)量增大。越嶺線由于需要穿越山嶺,導(dǎo)致線路縱斷面指標(biāo)較差,平面線位也迂回婉轉(zhuǎn),形成很多陡坡急彎。而且越嶺線周邊人口不是十分密集,對于地方的社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的促進(jìn)作用略低。所以,在山區(qū)高速公路線位設(shè)計時,要多方比選,綜合考量成本和促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展問題。

        3 解決方案分析

        針對以上在山嶺地區(qū)高速公路路線設(shè)計過程中存在的問題,提出以下解決方案來優(yōu)化道路路線的設(shè)計質(zhì)量,從而使得駕駛車輛的安全性得到提升,并保證路線與周邊環(huán)境相協(xié)調(diào)。

        3.1 線形合理組合

        對線形進(jìn)行合理優(yōu)化調(diào)整,選用合適的直線長度并通過豎曲線或者平曲線進(jìn)行過渡,讓道路的設(shè)計盡可能的人性化。一般情況,直線的最大長度不能超過20 倍的設(shè)計車速,但也不能小于設(shè)計車速的3 倍或6 倍。公路的線形應(yīng)為曲線及直線的結(jié)合,且在組合中保證過渡連接平順緩和,不能產(chǎn)生突然的變化而對車輛行駛的安全造成威脅,使駕駛員的視線能夠平緩過渡。

        3.2 有效處理連續(xù)坡度路段

        道路路線設(shè)計最大的影響因素就是速度,而加速度又是速度的重要反映,對于有連續(xù)的上坡或下坡路段,應(yīng)當(dāng)參照加速度參數(shù)并考慮運(yùn)行速度曲線圖來判斷路線的設(shè)計是不是合適,進(jìn)而來確保駕駛車輛的安全性,減少交通事故的發(fā)生概率。

        3.3 環(huán)境保護(hù)問題

        在山區(qū)高速公路規(guī)劃與設(shè)計過程中要盡量對地形地貌加以運(yùn)用,秉承少破壞植物、少占農(nóng)田、少占河道的準(zhǔn)則,要將路線與自然環(huán)境聯(lián)系在一起。盡量規(guī)避易發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的區(qū)域,且在設(shè)計與施工的過程中,需要對公路建設(shè)中產(chǎn)生的廢棄物進(jìn)行合理的處理,并對公路兩側(cè)的自然環(huán)境進(jìn)行維護(hù),注重保護(hù)野生動物植被,并考慮河流和水庫的環(huán)境污染情況,達(dá)到道路與自然協(xié)調(diào)、路線美觀、環(huán)保綠化的目標(biāo)。

        3.4 遵守選線的原則

        山區(qū)高速公路在進(jìn)行選線工作時是在考慮工程項目的實際情況下,再參考路線選線的常規(guī)原則。對于能夠適用的原則,一般都會遵守。有些選線的原則對于山區(qū)高速公路來說不是特別適合,這種情況就需要選擇性地參考遵循。對于可以利用地勢選線的情況,可以極大地降低工程數(shù)量,使得工程的造價減少。對于地形復(fù)雜無法利用的段落,要考慮其他線型或者方式。

        但是,如果把結(jié)合地形地貌當(dāng)作首要考慮元素的話,會使得線位展線過長,加大了建設(shè)的成本,也導(dǎo)致線型指標(biāo)較低,降低了行車舒適性與安全性。所以,要對工程所在地的總體情況進(jìn)行全面了解后,再開展道路的選線工作。

        3.5 重視山區(qū)地質(zhì)勘察

        山嶺地區(qū)的地質(zhì)情況一般比較多而雜,這對于工程設(shè)計來說無疑增加了不少困難。而且在前期路線設(shè)計時,設(shè)計人員往往沒有非常重視地勘情況,對于項目的地質(zhì)情況沒有詳細(xì)了解。這就導(dǎo)致設(shè)計時考慮不夠全面,沒有對特殊巖土或不良地質(zhì)帶進(jìn)行避讓,或者給出相應(yīng)的解決方案,這就使得后期施工運(yùn)營時會產(chǎn)生各種危害,威脅車輛行駛的安全性。所以,在設(shè)計前,要對項目的地質(zhì)勘察進(jìn)行深入了解,在設(shè)計時還要考慮線位減少地形地貌的損壞程度。這樣,一方面可以提高山區(qū)高速公路面對自然災(zāi)害等極端情況的抵御功能;另一方面還能避免施工過程中的風(fēng)險,保證工程建設(shè)的安全性。

        4 結(jié)語

        山區(qū)高速公路路線的設(shè)計作為一個綜合性的設(shè)計,在山嶺地區(qū)進(jìn)行路線的規(guī)劃設(shè)計時,需要考慮到地形地貌情況、生態(tài)環(huán)境限制、地勢制約等因素的影響,同時,還需要確保路線規(guī)劃的安全性能以及應(yīng)有的經(jīng)濟(jì)性。在路線設(shè)計的過程中會出現(xiàn)很多問題,主要有安全方面的問題、經(jīng)濟(jì)方面的問題以及直線段長度問題和連續(xù)坡度的問題。本文系統(tǒng)地論述了這些問題,并對這些情況提出了有效的解決措施及建議。確保山區(qū)高速公路路線的設(shè)計得以優(yōu)化,提高行車的安全性,減少道路安全事故的發(fā)生概率,并且可以有效地解決路線與生態(tài)環(huán)境之間的協(xié)調(diào)性。

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