選線是道路設計的一個重要環節,路線的合理性直接關系到道路的質量、工程造價以及道路使用條件、安全性和使用年限。特別是在山嶺地區,由于山嶺地區的地形、地質條件復雜多變,橫坡陡嶺、溝谷縱橫,路線跨谷切梁,高填深挖和橋隧相接現象難以避免,因此山嶺地區的選線問題就成了一個重點和難點。
一、山嶺地區的特點
山嶺區具有地形起伏大、溝壑縱橫、平面展線位置狹窄、平縱配合困難等特點,并且山嶺地區的生態環境也極其復雜。
具體自然特征如下:
1.山高谷深,地面起伏大、高差大、地形復雜,山脈水系分明,地面自然坡度一般在20度以上;
2.石多、土薄、地質復雜,不良地質現象較多。譬如巖堆、滑坡、崩塌、泥石流、巖溶等都是比較常見的;
3.水文條件復雜。山區河流曲折迂回,水流比降大,河岸坡陡,洪水短暫,水位漲落變化大,流速快,流量集中,沖刷及破壞力較大;
4.氣候條件多變。晝夜溫差大,山高霧大,氣壓較低等。
一條山區公路要經過很多地方,各路段的具體情況不盡相同,各段路線的連接點通常為控制點,大體而言有越嶺的埡口、跨河的橋位、與其他公路或者大型渠道等建筑物的交叉點等等,這些多數是影響平而線形的,但是也有影響高程的,如埡口、交叉點等。這些都給科學選線又兼顧當前利益與長遠利益提出了挑戰。
在山嶺區修建高速公路無論其在設計方面還是在施工方面,其難度都是比較大的;相應的工程造價也要比出平原區高速公路高很多。同時,由于我國的綠化工作已得到全民的高度重視,封山育林、退耕還林正在積極運作,森林植被的恢復和發展較快,因此,高速公路的修建將不可避免地對原有的森林植被、景觀、地貌造成破壞。而山嶺地區恰恰是植被相對比較多的地方,如何充分利用山嶺區的地形、地貌,巧妙的對線形進行布設,盡可能減小工程量,降低工程造價,也是山嶺區高速公路設計過程中必須認真考慮的。
二、山嶺地區選線的原則
公路線形的擬定,應該根據本項目的特點,按照《公路工程技術標準》的有關規定,確定切實可行的選線原則。概括起來,選線原則大致應有以下幾個方面:
1.通過考察地質進行選線
地質選線的深度和質量是山區公路選線的關鍵,對路線方案有決定性的控制作用。不良地質的處理不但造價高,而且往往安全性相對較低,因此,選線階段是解決不良地質問題的最好階段。選線時應對工程地質和水文地質進行深入勘察,查清其對公路工程的影響。因為有的地質現象較為隱蔽,因此選線時首先必須有詳盡的地質資料。山嶺地區公路選線常見的不良地質路段一般包括滑坡、崩塌、巖堆、泥石流、巖溶、軟土、還有多年凍土、水庫、人為坑洞、強烈地震區等等。對于難以處治的不良地質路段,應慎重對待,設法避讓。對必須通過的,在已具有有效的處理方案的前提下,盡量縮小穿越范圍,盡量選擇有利于工程安全的角度穿過,從而節省高速公路的投資,縮短施工工期,減少工程隱患。
2.按照路網原則確定路線走向
高速公路的修建目的是為了帶動區域經濟、政治發展,改善投資環境,使當地的資源流動起來,實現國家的總體資源配置。為了更好的發揮高速公路的橋梁、紐帶作用,更好的為沿線地區服務。所以,道路的走向一定要與當地總體規劃密切結合,包括經濟規劃、交通規劃、旅游規劃等等,通盤考慮,使地方路網更合理有效。
3.選線的安全性問題
安全是公路設計和建設需要考慮的首要因素,也是公路運行的首要保證。公路的選線和施工都必須充分考慮到安全性,不能留下安全隱患。
4.經濟選線
公路的經濟效益分為公路本身的效益和運營的效益兩個方面。公路建設可以帶動地方的經濟發展,改善投資環境,實現國家的總體資源配置;但是公路本身的投資也是相當大的,特別是在地質復雜的山嶺地區。因此,在進行路線設計是一定要綜合考慮當地的實際情況,提高社會經濟效益。
5.采用線型設計指標選線
以上方案已經確定,接下來應該關注如何優化平縱面線形。
具體應做以下幾點:
第一點,平面線形在滿足規范要求的前提下,要做到盡可能與地形地貌相結合;
第二點,指標采用必須均衡,并盡可能采用指標的較高值;
第三點,線形設計必須舒緩平順保證行車的安全與舒適;
第四點,工程量盡可能做到最小。
根據《公路工程技術標準》中規定的指標可知,計算行車速度的指標不同,計算結果的差異就會很大,工程數量的影響也是十分巨大的。因此,合理的選用計算行車速度作為控制指標,是控制設計標準和工程造價的決定因素。在確定計算行車速度時,如何采用合適的技術指標是保證行車安全、舒適以及控制工程造價的關鍵。我人我在指標選取時,應采用此次計算行車速度指標與上一計算行車速度指標的中值作為全線的控制指標,同時,應避免采用極限指標。因為較高的線形指標可以更好的保證行車的安全和舒適;并且可以較好的做到平面及縱斷面線形與地形、地貌有機的結合,減小對原有景觀及地貌地破壞;還不會使工程造價有過大的增加。
在具體的選線工程中,應注意以下問題:
第一點,線形指標運用上要做到均衡、舒展,避免長直線接小半徑的平曲線等現象出現;
第二點,直線段長度盡管在《路線設計規范》中做了長度限制,但這不是絕對的,道路建設應該結合地勢綜合決斷,必要時可采用標志牌提示或景觀設計來彌補長直線的不足之處;
第三點,除非有特殊限制,否則盡量少用復合曲線;
第四點,在需要設置隧道的情況下,要做到“早進洞,晚出洞”,特別是進出口的位置應做多方案的比選,取其最優方案;
第五點,在北方冰凍積雪地區,路線應盡可能選在陽坡面上;
第六點,對于設置緩和曲線的平曲線緩和曲線長度應在滿足規范規定的前提下盡可能取大值,其長度宜為規定值的二到三倍。
在平面線形布置上應盡量與地形相結合,宜采用曲線定線法。具體做法為:在選線時首先在地形圖上確定平曲線的位置和曲率半徑,然后插入直線進行連接。相應的平曲線可以采用單曲線、對稱曲線、非對稱曲線、卵形曲線和復曲線等。
6.注重公路線形美學與景觀設計
和諧既是美,這是美學的基礎。目前,公路美學設計已經逐步得到應用和重視,公路美學與景觀設計是相輔相成的,兩者缺一不可。要巧妙的將美學與景觀設計與公路設計有機的結合是公路美學設計的基礎和關鍵。高速公路美學設計和景觀設計必須做到要有前瞻性和全局觀。一個完美的設計作品,應該經得起時間的考驗,并且在相當長的時間內做到不落伍。
7.選線時還應注意互通式立交的布設
由于公路一般具有全封閉、收費的特點,為了與地方路網互通,需設置互通式立體交叉。 規范規定“高速公路互通式立交間距,一般大城市附近為 5~10km,一般地區15~25km”。所以,間距過大,則影響高速公路為地方服務的功能,過小則影響服務質量,增加造價。立交地址的一般原則是充分考慮路網結構兼顧城鎮建設和政治、經濟發展。而山嶺區地形復雜,在選線時一定要同時考慮是否有合適的互通立交設置,并且公路選線時,應同時考慮互通立交的布設位置、形式及規模。
三、結 語
道路選線是路線設計最根本的問題,特別是在山嶺地區,山嶺地區公路的路線方案只有在顧及多方面因素,多方案論證、比選的基礎上選定,才能保證最優的設計方案。研究路線方案時,既不能脫離實際,也不能過分遷就地形而輕易采用極限指標,應力求掌握適度標準以保證行車安全與舒適;在保證通行能力的同時,要充分發揮投資效益。同時在選定方案的過程中注意結合地形、地質、水文等實際情況,使平面線形、縱坡、視距、附屬設施、服務設施等互相兼顧,在實現環保、和諧、經濟的原則下最大限度的為整個社會的發展帶來最大效益。
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