1、山区高速公路选线的探讨【摘要】山区公路的选线在技术和经验方面面临着前所未有的机遇和挑战。山区公路的选线受平纵横的制约较多,与平原区及微丘区公路有很大区别。因此,对山区公路的设计进行更深入的研究,探讨出新的理念以指导山区公路的选线十分必要。 【关键词】山区高速公路选线 中图分类号: U412.36+6 文献标识码: A 文章编号: 近年来,随着国民经济的快速发展,我国交通基础设施建设进入了一个快速发展的阶段,高速公路建设逐渐向山区延伸,而与地形条件单一的平原地区相比,山区的地形、地质条件复杂,高速公路线路布设的限制条件和影响因素很多,这就使得山区高速公路设计面临很大的挑战。一、山岭区选线的基本原
2、则 1、地形选线 地形选线即是要达到平面顺适、纵面均衡、横面合理。充分利用山区的地形、地貌,巧妙地进行线形布设,尽可能减小工程量和对环境的破坏。山区高速公路地形复杂,选线过程中过分强调高指标不仅会加大工程量,增加造价,还会造成高速公路大填、大挖和高护坡,严重破坏自然环境和生态平衡。因此山区高速公路选线应结合迂回曲折的山体,高低起伏的地形,宜曲不宜直,合理的选用各种线形要素,在满足规范的前提下尽量做到与地形地貌环境的结合。平曲线形可以采用对称型、不对称型、S 型、卵形等多种曲线组合,达到降低工程造价和减小对环境破坏的目的。在困难路段可以采用左右分离、上下分离、半路半桥、半路半隧等多种分离式路基方
3、式,做到与地形地势的协调。 2、地质选线 一般选线时是先定走廊带,然后进行地质水文调查,很有可能把走廊带选在地质复杂的构造带上。山区高速公路所在区域地形地质复杂多变,地质选线的深度和质量是山区高速公路设计的关键,对路线方案有决定性的控制作用。不良地质的处理往往造价高,且降低高速公路的安全性,因此选线阶段是解决高速公路不良地质问题的最好阶段。地质现象一般较为隐蔽不易发现,在选线前应对走廊带的地质水文环境进行地质调绘,在此基础上进行路线选线工作,初步的线位确定后应先进行全线的物探工作,然后在物探资料基础上对疑似不良地质段落进行钻探调查确定,对于处理难度大的不良地质段落能避则避,必须通过的在已具有有
4、效的处理方案基础上,尽量减少穿越范围。 3、安全选线 安全是公路设计和建设需要考虑的首要因素,也是高速公路运行的首要保证。高速公路的选线和工程措施都必须充分考虑行车安全,不能遗留安全隐患。因此线路应尽量绕避泥石流、崩塌、岩溶、泥沼、冻土、塌陷、滑坡、活动断裂带和软弱地基等不良地质地带,个别地点不能绕避时,要采取保证安全的必要工程措施。 4、环保选线 山岭区地形地质条件错综复杂,生态环境也极其脆弱,在山岭区高速公路选线、设计与建设过程中应尽量减少对山体的扰动,少挖多填。确定线形线位时,要与自然环境协调,且充分考虑司乘人员的视觉心理体验,从行车透视性、诱导性、协调性出发,不仅要求舒适环保的静态环境
5、,也要求大视野的静态环境满足高速行车时的动态景观需求。山区高速公路选线多为傍山或沿山体展线,很容易选择视觉透空的线位,达到环保协调且舒适性好的行车效果。 5、经济选线 高速公路经济效益分为高速公路本身的造价和运营效益两方面。高速公路建设可以带动地方经济发展,改善投资环境,实现国家的总体资源配置;但高速公路本身建设投资也较大,特别是在地质条件复杂的山岭地区。因此,在进行路线设计时,应综合考虑当地的经济、交通、旅游等实际规划情况,并进行技术经济评价分析,以选择最佳的路线方案。不仅降低公路造价,还向社会提供快捷、方便的交通条件,同时带动沿线社会经济的进一步发展,提高社会经济效益。 二、山区高速公路选
6、线技巧 1、大高差、短直线距离路段展线的升降坡问题 在山岭区选线,经常遇到从山坡脚到山垭口的相对高差较大,而直线距离较短的地形,如何利用有利地形展线是选线成败的关键。在这些区域,一般要利用突出的山梁螺旋展线升降坡并借助修建桥梁、隧道等构造物才能解决问题,如果没有突出的有利山梁地形时,也可以利用山凹螺旋展线升降坡及修建桥梁等构造物来实现。 2、越岭线垭口的选择问题 越岭路线选线时,应结合水文地质情况处理好垭口选择、过岭标高和垭口两侧路线展线方案三者间的关系。垭口是越岭线方案的重要控制点。垭口最好选择与路线总走向一致且标高较低和两侧利于展线的垭口,可缩短公路里程。不需展线或仅需少量展线而又靠近路线
7、总走向的较低垭口为最理想。但有的垭口虽然在路线总走向的位置上,但从垭口到山脚间的距离较短,高差也较大,需要长距离展线时,反而不如展线条件好,离开路线总走向稍远的垭口。有的垭口虽然相对高差较大,但如垭口两侧有较开阔的山坡或山谷可用来展线,或可采用稍长的隧道以降低越岭的海拔标高时,可大大缩短公路运输里程,营运经济效益显著,亦应认真考虑,仔细比选。 3、长大纵坡应做好安全评价 随着公路建设向山区延伸,长大纵坡引发的交通事故越来越引起人们的重视,八达岭、107 粤北段等多个国家级交通黑点都是此类设计问题造成的。针对不可避免的长大纵坡应对路段的通行能力和服务水平进行检验,避免由于通行能力不足导致交通事故
8、增加。分析设置爬坡车道、紧急避险车道、紧急停车带的必要性。 4、平面线形与桥梁、隧道的协调问题 桥梁和隧道往往是影响和制约路线方案的关键,路线设计时对桥梁和隧道考虑不当会严重影响路线方案的合理性。过去,在一定的社会经济和技术条件下,公路选线时考虑大型桥梁和隧道设计、施工的困难和造价问题,习惯上要求路线布设服从于大桥和隧道布设,使路线布设的自由度受到很大限制。山区公路路线方案设计时,过多直线要求的制约,强求桥隧位于直线段,导致大量采用最小半径、极限半径与短直线的不良组合,线形标准大大降低,与环境的协调性差,生态环境遭受破坏严重。随着社会经济的发展,桥梁和隧道技术的不断进步,长大弯斜坡桥和长大弯隧
9、道等的特殊设计、施工已有较成熟经验,工程造价也未必成为项目首要控制因素,这为山岭重丘区高速公路路线设计提供了更大的自由度。而且,山区高速公路建设对环保的要求越来越高,特殊地形地质条件下的防护工程不但造价很高,对生态环境的破坏相对严重,而且处理相对困难。近几年全国山区高速公路建设的经验表明,从安全和环境保护的角度出发,在确保高标准线形的前提下,为减少对环境的破坏,桥梁和隧道所占比例越来越高。因此,山区高速公路路线设计时,不应过多受桥隧限制,而应从地形、地质和环境等方面综合考虑。 三、采用新型技术手段改进选线方法 1、平面选线方法的改进 平原区地形条件单一,相关控制条件较少,采用的交点直线法能提高
10、定线速度。山岭重丘区地形条件复杂,路线布设时限制条件很多,如采用交点直线法,定线效率低,线形往往显得呆板,与地形的符合性差,平纵组合不佳,设计者的意图难以实现。 在曲线形设计方法中,直线、圆曲线、缓和曲线被视为同等重要的线形加以利用。尤其是缓和曲线,已不仅为缓和行车而设置,而是作为主要的线形要素加以灵活运用,使得线形的平顺程度大大提高,并且增加了结合地形布置路线的自由度,大大提高了平面线形视觉的协调性,特别是在山岭、重丘地区易于布设出技术经济合理的线形,使线位布设与沿线地形吻合,减少高填深挖,同时,也可保证一定路段内平面线形指标的均衡。 2、计算机软件的发展 现代道路勘测设计水平飞速发展,GP
11、S、DTM 等勘测手段大大提高了基础资料的利用率,CARD/1、等现代道路设计软件极大提高了道路线形设计的效率。在定线过程中,如能充分利用这些现代高科技手段快速调整路线,检验路线方案的合理性,设计者的意图就能够被充分体现,并且在 DTM 的支持下,动态可视优化线位,使得设计人员摆脱了烦琐的计算过程,更加专注于优化线位,方案对比更加充分,使得工程更趋合理。结束语 线形在整个公路设计及运营过程中起到关键的作用。良好的线形设计能够确保行车的安全性、舒适性,为乘客提供优美的旅途环境,可以确保公路具有合理的技术性和经济性,实现公路建设在综合性的最优化。参考文献 1 张晓淑. 浅谈高速公路景观设计J. 山西科技. 2010(02) 2 陈遵行. 山区公路选线方案探讨J. 林业勘察设计. 2010(01) 3 于彩波. 高速公路选线的影响因素与合理设计 J. 建筑. 2012(06)