劉祥利
(中交公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司,新疆 烏魯木齊 830000)
伴隨著新疆地區(qū)高等級(jí)公路事業(yè)的不斷發(fā)展,山區(qū)公路等級(jí)也急需進(jìn)行升級(jí)改造,不僅需要保證公路路線平順、流暢和安全性,還應(yīng)該能夠與周圍環(huán)境有效協(xié)調(diào)起來。有必要對(duì)山區(qū)公路設(shè)計(jì)基本特征進(jìn)行分析,并通過采取針對(duì)性的措施,保證工程設(shè)計(jì)的安全性與合理性。
G577線旱田至特克斯段位于新疆維吾爾自治區(qū)伊犁哈薩克自治州的鞏留縣和特克斯境內(nèi),是新疆維吾爾自治區(qū)“57712”交通規(guī)劃中的“五橫七縱”高速、高等級(jí)公路網(wǎng)中“第三縱”喀納斯至英吉沙公路的重要組成部分。
既有道路為三級(jí)公路,改擴(kuò)建后全線采用雙向四車道一級(jí)公路建設(shè)標(biāo)準(zhǔn),設(shè)計(jì)速度采用60 km/h、80 km/h,路基寬度為22 m、24.5 m。沿線地貌為沖洪積平原—低山丘陵—中山—山前傾斜平原。沖洪積平原由古老的階地及近代河谷組成[1]。夏爾湖至特克斯路段布設(shè)于阿拉喀爾山脈中,公路沿山谷布設(shè),與溪通行,山谷陡峭,平縱線形指標(biāo)低,基本不滿足改建設(shè)計(jì)速度60 km/h一級(jí)公路要求。目前,既有公路建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)低,特別是特克斯達(dá)坂路段地形地質(zhì)情況復(fù)雜,急彎陡坡,線形指標(biāo)極差,病害嚴(yán)重,公路通行能力較差,交通事故頻發(fā)。
為保證設(shè)計(jì)方案經(jīng)濟(jì)、合理、協(xié)調(diào)、適用,總體設(shè)計(jì)遵循以下原則:
(1)路線走向符合新疆維吾爾自治區(qū)公路路網(wǎng)規(guī)劃、伊犁州公路路網(wǎng)規(guī)劃要求,與地方城鎮(zhèn)規(guī)劃協(xié)調(diào)一致。
(2)處理好既有老路利用和新選線位的關(guān)系。既要因地制宜充分利用原有資源,又要以滿足安全和功能為基本前提。路線基本沿原有公路布設(shè),盡可能利用原有公路,盡量提高線形指標(biāo),并使之符合相應(yīng)公路等級(jí)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和使用要求。
(3)以人為本、安全至上的設(shè)計(jì)原則。把安全放在首位,采取一切有效方法和措施。設(shè)計(jì)中組成道路的各個(gè)要素都要與安全有關(guān),如線形、視距、超高、路線交叉、對(duì)視覺的誘導(dǎo)、運(yùn)行速度的變化和相關(guān)工程設(shè)施等。對(duì)于中山區(qū)路段存在的長(zhǎng)大縱坡問題,由于區(qū)域內(nèi)無展線空間,因此在避險(xiǎn)車道的設(shè)置及安全設(shè)施設(shè)計(jì)上需下足功夫,確保行車安全。
(4)尊重自然、保護(hù)環(huán)境的設(shè)計(jì)原則。在設(shè)計(jì)中應(yīng)充分貫徹“不破壞就是最大的保護(hù)”的理念,將對(duì)自然環(huán)境的破壞減少到最低限度,并最大程度地修復(fù)公路建設(shè)對(duì)環(huán)境造成的損害[2]。
(5)路面設(shè)計(jì)中,在確保其使用功能的條件下,優(yōu)先利用當(dāng)?shù)刂凡牧?,降低工程造價(jià)。
(6)注重環(huán)境保護(hù),做好路基防護(hù)工程、綠化及臨時(shí)占地恢復(fù),提高環(huán)保水平和生態(tài)效益。
(7)體現(xiàn)老路改擴(kuò)建工程“以新帶老”的設(shè)計(jì)原則,對(duì)沿線既有路修建時(shí)未進(jìn)行防護(hù)的路段充分防護(hù),對(duì)沿線棄土堆盡量加以利用,施工場(chǎng)地選擇盡量結(jié)合沿線設(shè)施的布置情況進(jìn)行等。
(1)路線跨越庫(kù)爾烏則克深溝路段。路段起訖樁號(hào)AK78+000~AK79+100,老路平面線形存在連續(xù)S彎,縱面最大坡度為7.2%,視距及線形均無法滿足改造后設(shè)計(jì)速度80 km/h一級(jí)公路要求,存在安全隱患。該次初步設(shè)計(jì)對(duì)其進(jìn)行裁彎取直,路線于AK78+140偏離老路向東南方向改線新建,跨越庫(kù)爾烏則克溝后,折向西南,于AK79+040處接回老路。同時(shí)優(yōu)化調(diào)整該路段縱斷面設(shè)計(jì),設(shè)置6×25 m大橋跨越深溝。圖1是庫(kù)爾烏則克深溝路段平面優(yōu)化。
圖1 庫(kù)爾烏則克深溝路段平面優(yōu)化
(2)翻越特克斯達(dá)坂路段。特克斯達(dá)坂路段地形、地質(zhì)情況復(fù)雜,目前該路段急彎陡坡、線形指標(biāo)極差、停車視距不足,整個(gè)路段多處設(shè)置回頭曲線,最小平曲線半徑僅為20 m。按照該次改擴(kuò)建設(shè)計(jì)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn),設(shè)計(jì)速度60 km/h一級(jí)公路要求,達(dá)坂路段不具備展線空間,無法通過平面展線增長(zhǎng)路線長(zhǎng)度降低道路縱坡。初步設(shè)計(jì)對(duì)既有老路按照規(guī)范極限要求最大縱坡6%,坡長(zhǎng)600 m,設(shè)置緩坡3%,坡長(zhǎng)150 m進(jìn)行縱斷面試?yán)略O(shè)計(jì)。該路段最大挖深約61.5 m,全路段平均挖深35 m左右,初步匡算挖方土石方數(shù)量約983萬m3,該路段完全不具備利用老路拓寬改造布設(shè)明線方案,故采用隧道方案穿越特克斯達(dá)坂。圖2是特克斯達(dá)坂路段平面優(yōu)化[3]。
圖2 特克斯達(dá)坂路段平面優(yōu)化
(3)特克斯縣城過境路段?,F(xiàn)有S220出山谷進(jìn)入特克斯盆地,道路兩側(cè)沿線居民逐漸增多。既有道路兩側(cè)樹木較多,電力電訊及地下管線分布密集,部分居民點(diǎn)距離既有公路較近。在靠近特克斯縣城路段,既有道路兩側(cè)已設(shè)置有路燈,街道化現(xiàn)象逐漸顯現(xiàn)。既有S220穿越特克斯縣城,利用現(xiàn)有四環(huán)路通過,公路過境特克斯縣城,使得縣城內(nèi)交通混亂,不利于縣城的規(guī)劃發(fā)展,同時(shí)還影響了公路運(yùn)輸通行能力。
特克斯過境路段,路線方案結(jié)合特克斯縣城總體規(guī)劃,本著“近城不進(jìn)城”的原則,將既有S220特克斯縣城段進(jìn)行繞城改建,減少過境交通對(duì)特克斯縣城的影響。同時(shí)考慮公路建設(shè)給特克斯縣城的發(fā)展留有空間。圖3是特克斯縣城過境段落平面優(yōu)化。
圖3 特克斯縣城過境段落平面優(yōu)化
初步設(shè)計(jì)階段對(duì)該項(xiàng)目區(qū)域內(nèi)各控制因素進(jìn)行了詳細(xì)的踏勘和調(diào)查,加強(qiáng)了全線及重要工點(diǎn)的地質(zhì)勘查,做好了與交通、規(guī)劃、林業(yè)、水利等部門的溝通協(xié)調(diào)工作,提出了進(jìn)行比選的2條路線方案。
(1)夏爾湖村路段路線方案比選。該路段主要控制因素為夏爾布津古墓群、庫(kù)爾烏則克深溝、夏爾湖村等。該段路線的布設(shè)是在工可推薦路線基礎(chǔ)上,對(duì)K78~K79老路平縱面線形較差路段進(jìn)行了優(yōu)化。根據(jù)路線跨越庫(kù)爾烏則克深溝的位置,結(jié)合老路利用情況及路線布設(shè)與夏爾湖村的關(guān)系,在老路西側(cè)布設(shè)C線方案與A線方案進(jìn)行同深度比選。
路線布置情況:
A線:AK77+400至AK78+100沿老路右側(cè)拓寬,AK78+100至AK79路段偏離老路,優(yōu)化老路平縱面線形,于老路東側(cè)布設(shè)新線,跨越庫(kù)爾烏則克深溝,接入老路,AK79至夏爾湖村北利用老路左側(cè)拓寬,路線繼續(xù)沿老路布設(shè)至AK81+800,采用右側(cè)拓寬。
C線:路線在AK77+600附近偏離A線,向南前行進(jìn)入老路西側(cè)夏爾布津古墓群,盡量避讓古墓,跨越庫(kù)爾烏則克深溝,路線繼續(xù)南行,沿磚廠西側(cè)布線,經(jīng)夏爾湖村西,于AK81+700附近接入A線,C線長(zhǎng)4.109 km,對(duì)應(yīng)A線長(zhǎng)4.398 km。圖4是夏爾湖村段落路線比選方案圖,表1為A線和C線方案優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比表。
表1 A線和C線方案優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比表
圖4 夏爾湖村段落路線比選方案圖
經(jīng)綜合比選,在滿足道路功能的基礎(chǔ)上,推薦采用相對(duì)平縱指標(biāo)好、工程規(guī)模小、新增用地少、既有道路利用率高的A線方案。
(2)特克斯達(dá)坂隧道段路線方案比選。該路段主要控制因素為特克斯達(dá)坂,達(dá)坂路段海拔高,冬季時(shí)間較長(zhǎng),地形、地質(zhì)情況復(fù)雜,冬季積雪嚴(yán)重,本來就坡陡彎急路窄,再加上積雪冰凍造成路面結(jié)冰,老路行車十分困難,時(shí)常發(fā)生堵車現(xiàn)象,嚴(yán)重影響道路通行能力。根據(jù)工可推薦方案,該路段采用隧道形式穿越特克斯達(dá)坂,該次設(shè)計(jì)根據(jù)地形情況及初步勘測(cè)成果,提出A線、B線兩方案進(jìn)行同深度比選。
路線布置情況:
A線:路線于AK96附近偏離老路,往西南方向跨越?jīng)_溝,繼續(xù)前行設(shè)置長(zhǎng)隧道(右洞2 780 m/左洞2 750 m)穿越特克斯達(dá)坂,在老路樁號(hào)K102+320附近出洞接入老路,進(jìn)入阿拉喀爾山南側(cè),向南沿老路布線。隧道進(jìn)洞口位于直線段,右線樁號(hào)AK96+365,左線樁號(hào)ZAK96+425,出洞口位于圓曲線,需設(shè)置2%超高。右線樁號(hào)AK99+145,曲線半徑850 m,左線樁號(hào)ZAK99+175,曲線半徑1 000 m。
B線:路線于BK96附近偏離老路,往西南方向跨越?jīng)_溝,繼續(xù)前行設(shè)置長(zhǎng)隧道(右洞2 985 m/左洞3 005 m)穿越特克斯達(dá)坂,在A線隧道出洞口以南約460 m處出洞,向南沿老路布線,于AK100+303.792接入A線。該方案隧道進(jìn)洞口位置與A線方案基本一致,位于直線段。右線樁號(hào)BK96+395,左線樁號(hào)ZBK96+425,出洞口位于圓曲線,需設(shè)置2%超高。右線樁號(hào)BK99+380,曲線半徑850 m,左線樁號(hào)ZBK99+430,曲線半徑900 m。B線長(zhǎng)4.664 km,對(duì)應(yīng)A線長(zhǎng)4.806 km。圖5是特克斯達(dá)坂隧道段落方案比選圖,表2是A線和B線方案優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比表。
表2 A線和B線方案優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比表
圖5 特克斯達(dá)坂隧道段落方案比選圖
兩方案同處一走廊帶,工程地質(zhì)條件相當(dāng),路網(wǎng)功能相同,平縱指標(biāo)相當(dāng)。經(jīng)綜合比選,A線工程規(guī)模較小,易于與既有道路銜接,推薦采用A線方案。
夏爾湖至特克斯達(dá)坂隧道段最大縱坡5.6%,路段平均縱坡3.8%,特克斯達(dá)坂隧道出口至庫(kù)熱村路段最大縱坡5.9%,路段平均縱坡3.7%,為保證車輛的行駛安全及道路通行能力,同時(shí)為防止在連續(xù)長(zhǎng)陡下坡路段失控的大型車輛沖出路基造成重大事故,該工程在夏爾湖至庫(kù)熱村路段設(shè)置避險(xiǎn)車道,夏爾湖至特克斯達(dá)坂設(shè)置6處,達(dá)坂至庫(kù)熱村設(shè)置4處。
隨著時(shí)代的不斷發(fā)展,對(duì)開展山區(qū)公路路線設(shè)計(jì)提出了更高的要求。針對(duì)當(dāng)前山區(qū)公路路線設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問題,應(yīng)該首先引起足夠的重視,認(rèn)真分析相關(guān)問題發(fā)生的原因,及時(shí)采取針對(duì)性的措施,做好路線設(shè)計(jì)工作,避免路線設(shè)計(jì)對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境造成不良的影響,并盡量做好各種綠化工作。