張志磊

深圳市綜合交通與市政工程設計研究總院有限公司 廣東 深圳 518000

城市道路是承載城市交通各項功能的主要載體，也是承載市政管線、附屬設施和景觀綠化的主要空間，其對于城市地區(qū)的經(jīng)濟社會發(fā)展和居民生活水平提升發(fā)揮著重要的作用。當前，隨著我國城市化的進一步推進，新建道路工程涉及到的各項要素也在逐漸增多，如何確保道路工程具有更高的建設質量，且確保新建道路工程能夠有效融合到既有的道路網(wǎng)當中，仍是需要重點研究的一項內容[1]。

1 工程概況

某地城郊地區(qū)因現(xiàn)有交通網(wǎng)絡將難以滿足未來通行需要，且考慮到帶動當?shù)鼗A設施發(fā)展和城市化水平提升等多方面的要求，擬新建一道路工程項目，該路段設定為該市主干路線的重要組成部分之一。由于該工程項目啟動建設計劃時，全市路網(wǎng)規(guī)劃并未將其囊括其中，因此，為加快項目建設，并使之帶動周邊地塊項目建設，規(guī)劃路網(wǎng)修編及道路設計兩項工作為同步進行。

具體來看，該路段與現(xiàn)有的兩條主干道路采取交叉方式，道路等級設定為城市主干路，設計速度為60km/h，規(guī)劃道路紅線寬度為40m。但由于該項目尚未納入到全市路網(wǎng)規(guī)劃中，因此未確定是否采用立體交叉方式。同時，通過現(xiàn)場勘查后發(fā)現(xiàn)，該路段將穿越某廣場區(qū)域，但該廣場區(qū)域為回填土區(qū)域，地質條件相對較差，給施工期間的防護工作帶來了更高的難度。

2 交通規(guī)劃方面的主要工作

2.1 地質勘查作業(yè)

為明確該地區(qū)的地形地貌，有關單位組織地質勘查人員，使用GIS和GPS技術對該區(qū)域進行較為詳細的勘查作業(yè)。根據(jù)整體的勘察結果來看，該項目所處區(qū)域的地層巖性復雜程度較低，沿線地貌單元主要有構造剝蝕殘丘崗地地貌、構造剝蝕低丘地貌以及構造剝蝕中丘地貌三種。①殘丘崗地地貌：海拔不超過150m，相對高差不超過40m的低丘緩坡地帶；②低丘地貌：海拔小于200m，相對高差在40-100m的地帶；③中丘地貌：海拔200-300m，相對高差不超過100m的地帶。總體說來，本項目自北向南地形相對平緩，大部分路段為微丘地形，地形條件對路線走向的影響較小。但從土層分布情況來看，在該區(qū)域存在一些零散分布的風化巖層和粉土，以及因以往施工而引入的回填土層，這些區(qū)域土質的力學強度相對較低，是路線規(guī)劃建設中需要重點關注的細節(jié)問題。

2.2 路線整體布設規(guī)劃

在路線整體布設環(huán)節(jié)，規(guī)劃設計人員主要基于以下幾方面的原則加以進行：首先，在公路路線設計工作中，貫徹“滿足功能，降低造價，節(jié)約土地，平順安全，服務經(jīng)濟，減少爭議”的指導原則，樹立可持續(xù)發(fā)展的指導思想進行設計；其次，針對該區(qū)域內不同的地質條件，靈活運用不用的技術指標；再次，加強對該路線的運營安全性研究，在設計中樹立“用戶第一”的理念，從該路段的交通參與者的角度出發(fā)，在不過多增加工程造價的前提下，適當采用較高的超高及視距等技術指標來提高該路段的通行安全；最后，在路線規(guī)劃布局過程中，盡量減少對土地資源的占用和影響[2]。

根據(jù)以上幾點原則，設計人員以現(xiàn)有規(guī)劃資料作為基礎，并輔以必要的工程測量和勘察，多方案技術經(jīng)濟比選，做到在設計深度層面上滿足項目的可實施性，從而反饋規(guī)劃并加以調整。以此來保證道路項目能夠更好地與城市建設發(fā)展相匹配，減少后期因道路設計問題對規(guī)劃反復調整，影響城市建設。

為實現(xiàn)準確的測量，在本次路線測量規(guī)劃中，測量人員主要應用基于GPS的靜態(tài)定位技術進行測量，具體則分為以下幾個步驟：（1）在已知坐標的位置上布置第一臺GPS接收機，而后前往需要測量的點位，布置另一臺接收機，將兩臺GPS接收機同時固定好，避免其發(fā)生移動，保持靜止狀態(tài)；（2）控制GPS接收機向GPS衛(wèi)星發(fā)出請求信號，以獲取動態(tài)變化的未知點坐標數(shù)值，實現(xiàn)對未知點坐標的觀測分析，根據(jù)以往的經(jīng)驗可知，所得到的坐標值的精確度相對較高；（3）在獲得準確的未知點坐標后，以此確定路橋工程具體的施工區(qū)域，在確保完成路橋建設的前提下，將土地資源占用壓縮至最低水平；（4）在確定具體范圍后，指導施工部門逐步進行地基開挖、施工環(huán)境搭設等后續(xù)環(huán)節(jié)。

2.3 方案初步擬定

根據(jù)相關勘查結果，相關單位研究后初步擬定了以下兩種方案。

方案一為“低線位方案”。在該方案中，設計高程為1107.02m，以-0.3%縱坡從現(xiàn)有道路的上方跨越，同時路基段最大填方高度設置為3.85m。對于原計劃中需要穿越廣場的部分，采用暗挖隧道的方式穿過，隧道設計高程為1110.72m，隧道長度為600m，內縱坡為1.0%。

方案二則為“高線位方案”。在該方案中，設計高程為1111.90m，以1.5%縱坡從現(xiàn)有道路的上方跨越，同時路基段最大填方高度設置為13m。對于原計劃中需要穿越廣場的部分，主要采用暗挖隧道的方式穿過（廣場段可采取明挖方式進行）。隧道設計高程為1118.23m，隧道長度設置為475m，內縱坡為-0.8%。

2.4 方案優(yōu)化和比選

在初步擬定上述兩個方案后，結合已有的地質勘查結果發(fā)現(xiàn)，從路線左線方面來看，兩個方案的基礎均位于中風化巖層；從路線中線方面來看，方案一中約有6.5%隧道基礎位于回填土部位，且有17%左右的隧道洞頂位于回填土，在方案二中，路基有近16%在回填土上，而隧道洞頂則不存在回填土區(qū)域；從路線右線方面來看，方案一的隧道基礎均位于中風化巖層上，洞頂則有5%左右為回填土層，方案二的隧道基礎和洞頂則均位于中風化巖層上，不涉及到回填土層。

考慮到以上兩個方案均涉及到諸多復雜因素，如道路建設的地理特征等，因此在本次方案設置和比選中，基于GIS系統(tǒng)，引入多目標非線性的道路優(yōu)化模型，對初步設計的方案進行優(yōu)化，將非線性優(yōu)化函數(shù)應用于與道路選擇相對應的多個對象，確保方案選擇的合理性與科學性。具體來看，此環(huán)節(jié)主要分為以下兩個步驟：一是對方案進行建模，在此環(huán)節(jié)中，設計人員通過規(guī)劃網(wǎng)絡圖來表示路線設計計劃，該圖中包括道路方案的起點和終點等關鍵信息，以此建立一個可選的網(wǎng)絡圖，為后續(xù)的設計工作的優(yōu)化協(xié)調做好準備。二是對優(yōu)化模型進行建立。根據(jù)道路模型設計情況，設計人員設置如下對象函數(shù)：minF(x)=(f1(x),f2(x),f3(x),…,ff(x),fp(x))。其中，x的分量x1與a1呈弧對應，且∈[0,-1]。由此函數(shù)及其對應關系可推斷出，gi(x)≥0，i∈N*，將變量的取值約束設定為x1=0或x1=1且a1∈A。通過該模型的建立，整個設計方案之中存在問題和潛在的可能影響就容易被看出，這樣將對于道路設計方案的優(yōu)化和調整有很大幫助。

整體來看，通過相關軟件對收集到的數(shù)據(jù)信息進行處理后，得出方案一和方案二的綜合對比情況，分別如表1和表2所示。

表1 兩種方案工程規(guī)模及投資對比

表2 兩種方案綜合對比情況

根據(jù)表1中的對比情況，經(jīng)過有關單位各部門的綜合分析后決定，采取方案二為本次道路工程的規(guī)劃建設方案。相對而言，這種方案的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾點：（1）該方案為既有道路后期改造預留了空間，并對于現(xiàn)有規(guī)劃道路的修建之影響較小，保證了現(xiàn)有規(guī)劃道路的可實施性；（2）該方案隧道洞口和洞頂?shù)炔课换静簧婕盎靥钔羺^(qū)域，安全風險相對更低；（3）該方案能夠合理利用隧道出渣進行填筑作業(yè)，有效降低了土石方棄方量，實現(xiàn)填挖平衡；（4）該方案的工程投資相對更低，經(jīng)濟性更為突出。

2.5 交通規(guī)劃的其他補充性內容

在確定了整體的交通規(guī)劃方案后，設計人員著重考慮該路線中的車輛掉頭問題，考慮到實際設計的需要，該路段的掉頭車道設計于路段末端與其他道路的平面交叉部位，在路口的人行橫道后40m設置掉頭口，且兩側渠化中央分隔帶，車輛掉頭后先進入加速車道加速后再并入直行車道，保證行車安全。掉頭口應設在公交站后[3]。掉頭車道寬度設置為3.5m，過渡段長度設置為30m，掉頭口寬度設置為8m。同時，掉頭口處設置掉頭指示標志并增設信號燈，當對向車道為紅燈且無行駛車輛時方可掉頭行駛，其余時間則需要在掉頭車道等待掉頭。

3 相關管理措施的應用

3.1 新技術的應用

為實現(xiàn)規(guī)劃效率及質量的進一步提升，在本次工程作業(yè)中，應用了以下兩類技術：一是BIM技術，技術人員在施工前使用BIM技術及其相關軟件對隧道工程進行整體建模，明確在道路的橋梁和隧道等施工過程中會對周圍的哪些環(huán)境因素造成干擾，根據(jù)建模仿真分析結果，對預定的施工方案進行細節(jié)上的修正，以降低施工環(huán)節(jié)可能帶來的副作用[4]。二是GPS技術，在現(xiàn)場勘查作業(yè)中，為確?？辈閿?shù)據(jù)的準確性，全部應用GPS技術及其對應的相關設備進行勘察作業(yè)。三是物聯(lián)網(wǎng)技術，一方面這項技術用于實時監(jiān)控勘查數(shù)據(jù)，另一方面則用于各種精密設備保存環(huán)境的監(jiān)控，這不僅能夠確保測量體系始終在最優(yōu)條件下運行，而且也有助于保持測量設備的精準度[5]。

3.2 確保測量過程精準的有關措施

為確保本次交通規(guī)劃測量數(shù)據(jù)的精準度，設計單位對于這方面的工作尤為重視，在實際工作開始前，對所有勘查測量人員均進行專業(yè)培訓工作，并引入考核機制確保培訓工作行之有效，通過此環(huán)節(jié)，確保所有勘查測量人員均可掌握應具備的專業(yè)知識和技能，打造一支專業(yè)化的工作團隊，以確保測量過程的準確可靠。另一方面，設計單位對于確保測量儀器的綜合性能也較為關注，在日常工作中，工作人員加強了對儀器的維護，保證儀器的穩(wěn)定性。具體來看，首先，工作人員始終根據(jù)實際需要，及時調整相應的測量設備，確保測量設備的精準度，以實現(xiàn)測量工作的準確可靠。其次，設計單位也與檢測儀器的生產(chǎn)商加強技術層面的溝通，以獲得可能的技術支持和備件供應，從而應對可能出現(xiàn)的不利情況[6]。

4 結束語

整體來看，城市交通規(guī)劃與道路工程建設這項工作有著極為突出的綜合性和復雜性，為確保這方面的工作能夠進一步提升，就需要從規(guī)劃、技術、質量管理等多個層面入手，對各個環(huán)節(jié)的技術要點和管理方法等加強審視，確保各種技術方法能夠真正落到實處。同時在今后的工作中，仍需要在現(xiàn)有的基礎上做進一步的優(yōu)化創(chuàng)新，確保道路工程質量水平的穩(wěn)步提升。