山区农村公路勘察设计

摘要:农村公路建设难度大,投资小,养护难,路线既要适应地形变化,又要避免大挖大填,破坏生态环境及占用耕地。针对山区农村公路,如何做到线形的顺适、连续和均衡,减少工程造价,又要利于养护管理。本文对山区农村公路勘察设计谈一些体会。


  关键词:农村公路;勘察设计


  当前,随着我国农村经济的飞速发展,山区公路建设突飞猛进,为改变不通公路和等外公路的落后面貌,等级公路建设显得十分重要。如何在缺少资金、地形地质困难的条件下,在安全、经济的总要求下,实现农村公路改造的标准化、等级化,需要广大公路建设尤其是勘查设计人员共同研究,努力改变农村公路抗灾能力弱、技术标准低、通行条件差的现状。然而,现行公路标准、规范涉及农村公路尤其是山区农村公路的内容少,也有不尽合理之处,因此,笔者结合多年设计施工经验,进行基本的探索、研究。


  一、山区的自然特征对公路勘察设计的影响


  (一)地形


  山脉相连,高低起伏,坡大沟深,山崖陡峭。伴随着大小水系分布着大小河流及山间谷地。山区河流具有河考试吧床纵坡大、流量小、流速快,形成山区地形山高谷深垂直切割明显的特点,路线布设在平、纵、横三个方面受到限制,迫使路线平面、和纵断面转折频繁。因此在选定路线时,应先摸清山脉水系的特点,选定好路线的总体走向和主要控制点。结合地形特点,选定利用和改建的实施方案,反复比较统筹安排。


  (二)地质


  山区地表坡度大,土壤浅薄,植被稀少。强分化的土石易被水冲走。岩石直露,岩体破碎,产状多变,褶曲断裂。裂隙水和地下水的长期作用对地质稳定有很大影响,加之气候变化,地表存在着一些不良地质情况,如岩堆、碎落、滑塌、岩溶、泥石流等。而路基的稳定性取决于所处地段地质构造的稳定性,故岩石的种类,岩层走向和倾斜度及有无软土夹层及地下水的影响,在路线设计时,必须从地质构造上正确判断岩层的稳定性,对不良地质的影响范围做出认真研究与分析,采取防治结合的有效措施予以根除。


  (三)气候


  山区一般温度较低,昼夜温差较大,温度垂直性差异非常明显。夏季多暴雨,往往会伴随着山洪暴发。由于地形、地貌特征雨水的作用显著,沿河路基易冲刷。应充分调查了解降雨量、汇水面积、洪水位的情况,合理地选择路线、线位高度或采取措施确保路基的使用安全。


  二、山区农村公路勘察设计应注意的事项


  (一)加强调查研究


  现场勘察是公路设计的重要环节,其目的主要是对拟定的路线方案进行核实,以确定总体方案和主要控制点。从而进一步了解路线所处的地理环境,摸清原有道路的使用、养护情况及存在的病害。掌握所经地区的自然环境条件,特别是与地形条件的矛盾。如发现拟定的方案确实存在问题时,应本着实事求是的原则和认真科学的态度,通过实地考察比较后,做出合理修改,以达到既能利用有利地形,又能满足使用要求、节省工程投资的目的。


  (二)正确选用技术指标


  对于山区道路而言,应根据地形特点正确划分设计段落。在满足使用要求的前提下,一定要从实际出发,因地制宜的灵活采用各项技术指标。


  (三)确保线型的匀衡性、连续性及与周围环境的协调性


  勘察设计时既不盲目地追求高标准,也不轻率地采用低指标。应多在技术方案上下工夫,力求选择路线短、工程量小的最佳方案。避免以降低技术指标作为减少投资的作法、不盲目追求长直线,力求弯道半径要大。严格控制最大纵坡和最大纵坡长度,适当加大缓坡段长度,直曲组合协调,平纵配合适当,确保使用功能的发挥。重视地质问题。


  (四)纵断面设计


  路线设计高的确定至关重要,在山区公路设计中,在满足洪水位的情况下,为减少路堤高度,节省投资宜适当下挖来满足各类净空高度要求。


  山区农村公路以中小型载重汽车、中小型客车为主要交通流量,其冲坡能力一般较强,但往往车辆技术状态不好,如刹车系统等极易出问题,因此纵坡不宜过长,过长则不利车辆运行质量,也不利与地形相结合,增加工程量,也不利于排水设计,一般公路缓和坡段可按3%,长度大于100m即可,充分利用大纵坡在满足坡长限制的条件下去克服高差以争取高程。我国现行技术标准中山区四级公路最大纵坡为9%,但其中注明在受地形条件或其它特殊情况限制时,经经济技术论证,可增加1%。结合山区公路的特点,对众多公路的调查结果,为争取有利地形,减少对自然环境的破坏,必要可采取最大纵坡,在条件特殊的情况下,如里程不长且展线困难,需过长的绕线等山区的各级公路均可将最大纵坡提高1%~2%,但纵坡坡长必须按现行技术标准控制。只要在设计中注意平纵线型的优化组合,保证汽车正常运行是没有问题的。在山区农村公路四级标准中,特殊地段10%的纵坡是可以布设的。


  (五)横断面布设


  山区地面横向起伏较大,若整个横断面设计为同一标高是不可取的,势必增加挖方的工程量,对原有地形植被破坏较大,半填部分路基的稳定性也较差,因此,横断面设计不必强求左、右车道同一标高,半填部分路基可适当降低,也可设计成分离式断面。至于沿河线左、右两岸各设半幅的方案,公路营运管理及使用功能是否存在不利因素应认真研究,特别是分离和汇合的问距。其最不利因素是两岸山体均受到破坏,植被、生物群落遭到阻断,极为不利环境保护;地表经流的集中,流速、流量增大,对山体冲蚀加剧,导致水土流失,建议采取工程措施,最好在一岸完成公路的布设。公路等级越高,路基宽度越宽,路基宽度增加每单位米对工程总投资影响越小。对高速公路和一级公路,每增加1m的路基宽度增加造价不足5%;公路等级降低,路基宽度的变化对工程造价影响也就逐渐增大,每增加1m可达25%。


  (六)公路红线用地问题


  现行公路红线用地的常规设计方法是在公路建筑边线(排水沟、截水沟、桥梁等)以外确定一定的距离作为用地范围。此法忽略了重要的构造物及沿线设施的特殊性,缺乏现场施工的指导意义。因此应根据构造物的形式或路线经过路段的地物、地形、地貌等情况,对公路用地范围进行综合考虑。


  1.桥梁地段应充分考虑基础开挖产生的超挖情况。由于山区公路桥梁设置较多,特别是高架桥,受地形影响较大,无论是桩基础还是扩大基础,在满足基础埋置要求的情况下,施工工作平台的超挖十分严重。在这种情况下,应适当加大用地范围,有效地避免因施工场地受限导致放坡不够而引起坍塌和毁坏农田、山体,造成不必要的损失。


  2.山区公路的特殊设计方法。由于地形复杂,横断面变化频繁,山区公路采用以往的常规设计方法与实际数量相差较大,不能满足施工要求。应适当加密对横断面的测量,在地形变换点处一定要测量中桩标高及横断面,并力图准确,避免施工期间的用地纠纷,同时对提高路基石方数量的准确性也有很大的作用。


  3.涵洞通道的接水接路用地。山区公路涵洞通道的接水接路用地与平原地区有很大的差别,受地形影响较大,有些涵洞通道的接水接路需开辟山头才能进行,根据以往平原地区每道涵洞洞口留0.1~0.15亩的用地范围远不能满足施工需求,容易造成后续补征用地较多。


  三、结语


  总之,重视山区地质的调查研究,有利于道路工程的使用安全,交通安全设施齐全,有利于引导车辆安全行驶。因此,在山区农村公路设计时,选择地质条件良好的地段,对公路路基的稳定性、整体性、安全性、经济性等有着密切关系,路线设计时,认真调查研究和掌握路线所经地区的自然特征是一项基础性很强的工作。本文来自《中国勘察设计》杂志