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山区高速公路设计的思考

   摘要: 由于山区复杂的自然环境,山区高速公路的设计面临着很多新的课题。文章从设计指导思想、设计原则、技术标准的确定、线位的确定以及桥梁的设计,对山区高速公路的设计提出了自己的看法。
  关键词:路基设计;原则;山区高速公路;
  Abstract: Due to the design of the mountain ranges of the natural environment of mountain highway facing many new issues. Guiding ideology of articles from the design, design principles, technical standards to determine the lines to determine the design of the bridge, put forward their views on the design of the mountain highway.
  Key words: embankment design; principles; mountain highway;
  中图分类号:S611文献标识码:A 文章编号:
  引言
  路基工程在每一条高速公路建设中都有着重要的作用。在高速公路建设的过程中,如果路基的质量得不到充分保障,存在潜在隐患,那么,其后续施工如路面工程、防护工程等部位再牢固坚硬,也始终无法使高速公路的质量等到保证。
  1、山区高速公路路线的特点
  我国大部分面积都是山地及丘陵,各地区的地形、土地地质、气候、生态等都不尽相同,但影响高速公路设计的特点却是基本一致的,主要特点有以下几点:
  1 )复杂性
  山区自然环境较为复杂,普遍存在崩塌、滑坡、岩溶等极易影响高速公路质量的不良地质现象,有些地区还有可能存在暴雨、洪灾。泥石流等自然灾害。
  2 )生态性
  山区自然景观优美、环境保护较好,选择路线时必须重视对生态环境的保护,尽最大可能保持原生态,不影响路线所在地区的动。
  3) 唯一性
  山区中地形条件有限,同时受工程投资的影响,可供选择的路线较少,在确定了一些必须经过的经济点后,一般路线的走向具有唯一性。
  4) 不可再生性
  某些山区地形、地质条件比较复杂,要选择一条符合公路走向的较为理想的路线比较困难,后期的扩建更加困难,几乎不可能另建新线。
  5) 永久性
  大型建筑物的共同特点之一就是永久性,山区高速公司投资较大,且由于其有不可再生特点,在设计时更应该考虑到其实用的永久性。
  6) 风险性
  山区高速公路相较于平原区来说,交通量不大,路线增长缓慢,隧道等特殊工程后期的营运管理费用较高,项目抗风险能力较差。因此,控制工程规模,尽可能降低投资,减少投资风险是山区高速公路设计的共同问题。
  2 、山区高速公路路基设计原则
   山区高速公路设计过程中必须综合考虑多种因素,现结合其内容,有针对性地对高速公路路基设计的一般原则综合归纳如下:
   1.要与当地的自然环境相结合,与环境保护相结合。选择路基横断面、路基防护等设计方案要充分与地形地质等相结合,尽量与工程的结构相一致。根据地势的要求,选择合理的路基结构,增强路基结构的稳定性和安全性,寻求合理的公路路基保护形式,如挡墙的选择、寻求合理的断面形式、降低边坡的高度增加稳定性等。同时公路的护坡的设计,也要注重与环境保护相适应,宜采用与草相结合的方式。例如杭州至瑞丽公路贵州境毕节至都格段,由于山区地形和地质条件复杂,地势陡峭,自然环境比较复杂,在设计时就需要考虑环境因素。
   2.要因利势导,合理利用地理环境。路线经过风景名胜区,应结合填土高度、挖方边坡高度、弃方和地形条件对边坡进行特殊设计,以利边坡的绿化,形成优美的绿化带,诱导行车顺入佳景,路线通过工程困难地段或地质不良地段时,更需要注意路线与路基的协调配合,合理选定线位,可以避开地质不良地段和工程艰巨地段,保证路基稳定,减少工程量,节约投资;如路线难以绕开地质不良地段和工程困难地段;也可通过正确、巧妙的路基设计,作出恰当处理。
   3.要实行动态跟综设计,确保路基稳定。高速公路路面应平整、匀顺,才能连续、高速、舒适运行,应要求涵洞、通道区域的整体刚度与其后的路基整体刚度要匹配,变形应协调。滑坡、崩塌及高边坡路段逐个进行专门的岩土工程勘察,确定边坡土质类别,提供验算边坡稳定和变形的计算参数,进行动态设计,提出施工的特殊要求和检测要求。如滑坡、崩塌及高边坡等路段要逐个进行专门的岩土工程勘察,确定边坡土质类别,提供准确的验算边坡稳定和变形的计算参数,进行专项设计,并提出特殊的施工要求和质量检测标准。
   4.路基防护设计要符合安全标准。路基防护设计以安全、经济、实用、环保、美观大方且施工方便为原则,提倡不见土少见石,顺着地形、保持原样,要有防护植被,为防止水土流失,在方案设计中要选择满铺草皮和浆砌片石拱型骨架护坡、石砌挡土墙防护、三维植被网喷播草籽、浆砌片石路堤护坡等多种防护形式。
  3、山区路基的设计应注意的问题
   1.陡坡路堤、滑坡与崩塌的设计。一般要采用清除、适当放缓坡率、抗滑挡墙、抗滑桩、抗滑桩与锚索结合、绿化及排水措施来加强路基的防护,也可以加强路基土石方的量。路基填方范围受到限制,或路基大量借方时,设计考虑加筋陡坡路堤、加筋陡坡路堤结合桩板墙方案,以达到路基稳定,在高路堤底部采用透水性好、耐风化的新鲜碎块石填料,并在路床底部、路堤中部和路堤底部各铺设双层土工格栅,以加强路堤的稳定性,减少路堤不均匀沉降。
   2.高路堤、填石路堤的设计。根据不同的地质情况分别采用挡墙、桩板墙、锚索、锚杆、土钉墙等措施加固,对不同的地区采取防止滑坡处理;为防止爆破破坏岩体结构危及边坡稳定,必要时考虑光面爆破、预裂爆破等技术,消除存在的安全隐患。通过稳定性验算确定安全、经济的设计方案,并设置土工格栅加筋、钢筋网格加筋,以加强路堤的稳定性、减少差异沉降和区域性滑坡。
  3.上、下行分离的高低式路基设计。在地势比较狭窄的地区,在地面横坡陡峻的路段,为降低填方、挖方、降低边坡高度,减少防护、支柱工程量和施工的难度,在充分研究路段前后的地形、地质条件及构造物设置情况的基础上,考虑采用上、下行分离成不同高度的高低式路基,这样可以减少工程的造价,也能够给公路带来安全。
  4.取土、弃土设计。在沪蓉西项目中,两幅路基之间的土地全部征用,作为取土和弃土场地,分别设计两幅路基的外侧占地线及占地宽度,然后再计算两侧占地线包括的占地面积,为取土和弃土做好准备,并做好防护工作。取土场尽量选在公路视线外的荒地,并进行相应的平整、绿化、排水及防护设计,不能破坏当地的生态环境,不能造成当地的水土流失。为了使弃土堆不至于产生新的水土流失现象,沿线弃堆应在调查的基础上统一安排和规划,进行相应的平整、绿化、排水及防护设计
  5.路基排水设计
   路基的强度与稳定性和水的关系十分密切,路基的病害有多种,原因也很多,但水的作用是主要因素之一,因此路基设计必须重视路基排水设计,尤其是山区高速公路,地表植被覆盖率高,雨量充沛,气候多变,山区地势险峻,水流急,山洪也易爆发,因此更应有针对性地予以设计。
   路基用地范围以外,并防止地面水漫流、滞积或下渗,对于影响路基稳定的地下水,则应予以隔断、疏干、降低,并引导至路基范围以外的适当地点。主要原则如下:
   (1)设计前必须进行调查研究,查明水源和地质条件,重点地段要全面规划,考虑路基排水与桥涵布置配合,地下排水与地面排水配合,排水沟渠的平面布置和竖向布置相结合。
   (2)山区高速公路的路基排水设计尤其要注意防止附近山坡的水土流失,尽量不破坏天然水系,不轻易合并和改变水流性质,尽量选择有利地质条件布设人工沟渠,对重点地段的排水设施应注意加强防护与加固。
   (3)充分利用有利地形和自然水系,因地制宜,全面规划,一般情况下地下和地面的排水沟渠宜短不宜长,以便水流不过于集中,做到及时疏散,就近分流。
   (4)注意与农田水利相配合,但路基边沟一般不应用作农田灌溉渠道,实在无法分开布设时,宜加大断面尺寸,并予以加固,以防水流毁坏路基。
   (5)填方路段的路基排水主要依靠坡脚的排水沟,排水沟应设有纵向坡度,并分别与附近的涵洞或河道自然沟连接。
   (6)挖土方路段主要依靠边沟及截水沟排水,并与填方路段的排水沟连接,沟底纵坡较大地段修筑急流槽或跌水沟过渡,并与排水系统顺接。
   (7)山区高速公路避免不了有深填高挖的实际情况,因此为保护路基及边坡,甚至整个山体的稳定,跌水、急流槽、截水沟等排水设施应用较多,必须根据实际需要充分考虑设置。
  结束语
  由于山区高速公路路基设计受地形、地质、气候、水文、植物覆盖等各种自然因素影响较大,设计任务和难度加大。根据不同的地质条件、建设要求进行合理地设计,并严格地按照施工规范付之实施,才能使建设质量得到充分的保障。
  参考文献
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  [2]刘勇健.浅谈山区高速公路路基设计[J].科学之友,2011(3).
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  注:文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。

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