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高速公路规划设计要点 山区高速公路施工便道规划与优化

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桩基灌注导管正常悬空多少 西南山区高速公路总体设计问题与分析

吴明先 赵立廷 陈常明 拜亚南

中交之一公路勘察设计研究院有限公司

高速公路规划设计要点 山区高速公路施工便道规划与优化

摘 要:西南地区工程建设条件复杂,高速公路在建设过程中面临工程地质、生态环保及交通安全等问题。结合西南地区多个高速公路项目,对工程穿越的泥石流频发区、膨胀岩区、岩溶地区、顺层高边坡及高陡斜坡存在的设计难题进行分析,提出解决方案;对工程涉及的环境保护与交通安全问题进行梳理,结合工程经验提出建议措施,对类似地区的公路总体设计具有一定的借鉴意义。

关键词:高速公路工程地质生态环保交通安全总体设计

基金:中交之一公路勘察设计研究院有限公司科创基金项目,项目编号KCJJ2020-14

近些年,西南地区高速公路发展迅速,高速公路建设取得了巨大成就,但是在建设过程中也遇到了许多工程难题,同时也发生过一些工程事故,值得公路设计者深入思考。西南地区公路走廊带多崇山峻岭,地形地貌和工程水文地质复杂,工程勘察设计过程中涉及到的工程本身以及生态保护与交通安全等难题较多。本文结合笔者多年勘察设计经验,针对传统设计理念不能适应西南地区工程现状的问题,对工程穿越泥石流频发区、膨胀岩区、岩溶地区、顺层高边坡、高陡斜坡存在的设计难题进行分析,提出解决方案;对工程涉及的环境保护与交通安全等问题进行深度梳理,结合工程经验提出建议措施,旨在为以后的工程建设提供借鉴和参考。

1 工程地质

西南地区山高谷深,山区面积占85%,是我国地形地质条件最为复杂的地区。区内面临的主要不良工程地质有:滑坡、泥石流、崩塌、岩溶等。查清工程地质条件对做好高速公路总体设计尤为重要,下面结合以往工作中的具体项目,对几种典型不良地质条件下的总体设计进行总结。

1.1泥石流频发地区

以四川省九寨沟地区某高速公路为例,九寨沟地区山高谷深、地质多变、地形极为复杂,路线沿峡谷河流布设,走廊带极为狭窄。项目建设初期,为减小工程规模,降低工程造价,在有条件时路线尽量以明线沿河流布设。设计期间对沿线泥石流的历史爆 *** 况进行了充分调查,见图1。

图1 泥石流爆发现场

2020年8月10日至17日,四川省阿坝州九寨沟县全境普降暴雨,连续强降雨导致部分区域引发大面积山洪、滑坡、泥石流等自然灾害,致使交通、通讯、电力、水利等基础设施严重受损,G247、G301国道多处道路中断。特大泥石流造成高速公路几个项目部及钢筋加工场、拌和站、料场、宿舍区等临建设施多处冲毁,其中部分项目部住地已被泥石流完全掩埋;在建高速公路的桥梁、施工便道、便桥多处被冲毁,区内村民房屋大量被冲毁或淤埋,人员流离失所。灾情导致高速公路九寨沟段全面停工,灾害造成的直接间接经济损失及社会不良影响巨大。

灾情过后在排查过程中发现,本次泥石流物源主要来自距离勿角互通约12 km的甲勿沟上游熊猫公园内特大型山体滑坡(约100万m3),滑坡产生的大量松散物质被洪水冲刷形成泥石流。泥石流对沿河布线的桥梁破坏最为严重,主要表现为桥下淤积、冲刷后桩基外露、撞击后桩柱破损及磨蚀;特别是两条泥石流沟的汇集处,很容易形成堰塞湖,公路受损尤为严重。

此次泥石流造成的灾害超乎寻常认知,值得所有设计人员深思。面对如此强烈的泥石流灾害,公路勘察设计必须改变常规思路。笔者认为在泥石流频发地区进行公路设计时应重点做好以下几点。

(1)地震发生后3至5年内(九寨沟曾在2017年8月发生7.0级地震),由于坡地堆积物、山体风化层松散,泥石流物源非常丰富,在极端天气下极易爆发泥石流。高速公路建设过程中应高度重视泥石流对高速公路造成的危害。

(2)泥石流频发区域必须做泥石流专项论证,在进行路线设计时应充分尊重泥石流专项论证结论。

(3)路线在泥石流沟布线时,线位布设应坚持“宁高勿低”,尽可能走高线。事实证明,高线受泥石流影响较小。低线尤其是沿河布线因压缩河道影响行洪,极易受到泥石流的掩埋。

(4)路线经过大型泥石流沟时,尽量采用隧道形式通过;路线经过小型泥石流沟时尽量采用大跨径桥梁跨越通过,墩台应远离沟心设置;在沟口顺应水势设置泥石流导流槽、消力坎等构筑物,防止泥石流正对桥梁墩柱或路基形成冲击[1]。

(5)项目区域内如存在多条泥石流沟汇集,汇集处极易形成堰塞湖导致河道淤积抬升。此处路线应采用高线位,同时避免构筑物侵占河道及泥石流流通区[2]。

(6)在可能发生泥石流淤积的区域应慎重设置互通,必须设置互通时,应有目的性地选用互通形式,避免河道淤积后影响互通正常使用。

(7)看似小型的泥石流沟可能蕴藏着大能量,该地区不明显的小型沟,都爆发了不可预见的泥石流。

1.2膨胀岩地区

云南省某高速公路经过了近十几公里的含炭质页岩区域。炭质页岩属于软质岩,呈灰黑色,具有风化快、强度低、遇水软化崩解等不良特征,暴晒后易出现明显的裂纹,属于含炭质的膨胀类岩土,见图2。

图2 膨胀岩地区边坡开裂

项目沿河谷两侧山坡布设,沿线出现了较多的挖方路段,且路基边坡相对较高。鉴于炭质页岩具有特殊的工程特性,路基开挖后应及时进行坡面封闭及防护。但在实际施工过程中由于没有及时对边坡进行封闭和有效防护,使其 *** 在自然条件下。在受到降雨的影响下,雨水一部分沿坡面向坡脚排泄,对坡面形成冲刷;一部分通过岩体风化裂缝下渗,增加了坡体的含水量,降低了岩体的强度,使斜坡稳定性降低。大气降雨是滑坡产生的自然因素,也是主要外因。太阳暴晒后岩体强度降低,崩解严重,开挖边坡坡面的岩体强度急剧下降,自稳性变差,坡面出现大量节理裂隙,甚至出现坍塌,导致边坡失稳[3]。本项目在施工过程中出现了多处不同程度的滑坡、坍塌等现象。

在软质膨胀岩地区建设公路时,应着重注意路基的边坡设计。尤其是南方地区,由于降雨频率高,边坡极易出现垮塌或滑坡现象。为尽量避免上述现象发生,除了及时做好坡面封闭、重视坡面排水、加强坡面防护之外,还应在总体设计时给予高度关注,设计理念上要进行改变。建议在总体设计时重点考虑以下几个问题。

(1)路线设计时,做好纵面方案比选,重点将深路堑与隧道进行比较,建议少做深路堑,以短隧道代替为宜,这样有利于避免破坏原有山坡的稳定性,从而避免后患。

(2)重视明线与隧道的方案比选,方案比选时要以工程安全为主要比选因素,尤其在地质条件较差的区域,有条件时尽可能以隧道方式绕避灾害群地区和大的灾害工点。

(3)重视“长隧道”和“隧道群”的比选,尤其是在软质膨胀岩地区,“隧道群”的地质条件往往比“长隧道”要差,建议考虑用“长隧道”代替“隧道群”。

(4)重视桥梁与路基的方案比选,在看似缓坡的地带上进行路基填筑,有可能会造成一定的路基滑移,尤其是在覆盖层较厚的地区,建议考虑旱桥或高架桥代替路基。

(5)在沿河地带选线,应充分利用河谷两岸阶地进行布线,尽量避开高填深挖、高边坡及大型地质灾害等场地,必要时可采取“多次跨河”的布设方式,这样工程会更安全。

(6)在进行路基边坡开挖时,尽可能地降低路基挖方边坡高度,以不超过三级边坡为宜,适当放缓边坡坡率,挖方坡脚应设置路堑墙、抗滑桩等进行支挡。

(7)路基边坡应做好排水设计,较普通项目而言,在软质膨胀岩地区,不仅要做好平台、坡顶的截排水,还要做好坡体内部排水,设置仰斜式排水管及时排出坡体内的降雨渗水。

1.3岩溶地区

西南地区岩溶非常发育,贵州省某高速公路在建设过程中,隧道内遇到大型岩溶洞穴(干溶洞),其中溶洞深度大约40 m、长度大约50 m。隧道断面正好穿越溶洞,且位于溶洞的左上角,溶洞内不时有岩块掉落,给项目实施带来了极大困难。设计对桥梁、路基方案进行了多次的研究评审,最终采用洞渣回填的方式进行处理。

公路在穿越岩溶地区遇到大型溶洞时,处置措施一般都较为复杂,见图3。尤其是隧道遇到大型溶洞、暗河或管道流时,有可能会发生突水突泥,进而引发地面塌陷,造成地表水源枯竭,导致严重的环境地质问题;遇到暗河时还有可能造成重大人身安全事故,后果十分严重。因此,做好岩溶地区的路线选线尤为重要。

图3 隧道内出现大型岩溶洞穴

做好岩溶地区的选线,首先要查明区域地质情况,应该对该区域内大范围的岩溶分布情况进行调查,如水系、岩溶洼地、地下漏斗、暗河出水口及区域内的断层发育情况。依托近些年从事西南地区公路建设的经历,笔者认为做好岩溶地区的公路设计,应重点做好以下几点。

(1)要会通过地形地貌来判断岩溶的发育情况。如:岩溶地区的山间洼地都会发育溶洞;岩溶地区的低山坡立谷区、垭口附近多溶洞暗河;岩溶区植被稀少的山峰,其内往往分布有溶洞[4]。

(2)当高速公路经过可溶岩地层时,公路路线应尽可能避开岩溶发育区,尽量选择较难溶解的岩层通过。

(3)岩溶地区的地质构造一般都会有比较明显的特征,如岩溶洼地、干谷、垭口、坡立谷。这些往往发育在构造带上,需要重点对待,地质勘察时应重点查明是否存在溶洞。

(4)路线尽量避开断层破碎带,尽量与主要构造线垂直或大角度交叉,以减少断层破碎带岩溶对项目的影响。

(5)重视两条断裂带之间的垭口,这些地方往往分布有溶洞。路线布设时,不要选择在沟底布线,应尽量选择高一些的线位。

(6)可溶岩层与非可溶岩以及可溶岩层与不透水层之间的接触带,往往发育有暗河、漏斗、落水洞,路线布设时应尽量远离。

(7)在岩溶地区,峰林或者孤峰的顶部常有早期岩溶的水平通道,而谷底则是现代岩溶的水平通道,路线选择时更好选择在山峰的腰部通过。

(8)路线在坡立谷或溶蚀洼地里面布线时,往往谷内有多处落水洞,如区域内的排水条件一般,路线布设时要尽量靠山一侧,尽可能远离落水洞,且路线标高要尽可能高一些。

1.4顺层边坡

西南地区出现顺层边坡的现象比较普遍,公路设计时需谨慎处理。贵州省某高速公路某路段的路线沿山谷东侧布线,沿线十几公里均为顺层边坡。山谷西侧山坡为逆层边坡。但由于西侧山坡已布设有兰海高速公路,东侧山坡底部布设有渝黔铁路,有限的布线资源已被占据,路线只能选择在山谷东侧较高的边坡上布线。路线位于渝黔铁路上方。本项目实施过程中,位于主线K77+400~K77+550右侧,主线与A匝道之间的小型山体发生滑塌,造成地面开裂,坡体下错,更大裂缝开裂形成错台为5~6 m, 见图4。

图4 互通区内顺层边坡垮塌

根据工程地质调绘及钻探揭示,该段路基地面横坡较大,斜坡坡度为20~30,且为顺层边坡,自然状态下稳定。该处地层表层覆盖少量粉质黏土,其下出露地层由强~中风化泥岩组成,紫红色,泥质结构,薄层状构造,矿物成分以黏土矿物为主,岩质新鲜,遇水易崩解呈碎屑状,属于岩质边坡,岩层产状为323∠23。滑坡区自然状态下相对稳定,但A匝道右侧边坡坡脚开挖后,临空面大,坡体失去支撑;应力卸荷张裂后,主线开挖揭露面及坡体更易雨水渗入,降雨入渗后在粉质黏土表层汇集,在上部堆载体自重挤压作用下变形,形成滑带,发生牵引式滑动。发生滑动时,锚索框架梁尚未起到作用时已失稳,且滑体已松散,无条件进行抗滑支挡。对该滑坡采用综合治理方案,以顺层清方为主,辅以锚杆框梁架防止顺层岩层溃屈。主线采用挡墙稳定。

该高速公里经过了十几公里的顺层边坡路段,由于设计过程中提高了警惕,高度重视顺层边坡可能带来的不利影响,从路线选线、路基防护、边坡排水及特殊施工要求等方面均做了详细的设计比选。该路段除上述互通区发生了较小规模的顺层滑坡外,再无滑坡发生。根据本项目实施的具体经验,现总结顺层边坡区域公路总体设计需注意的主要问题如下。

(1)通过区域地质和现场调查,准确判别顺层区域,路线尽可能避开顺层区进行布线。

(2)当路线无法绕避顺层区域时,调查清楚岩层倾角、岩层走向与路线夹角,当岩层走向与路线夹角大于42时,原则上不考虑顺层影响[5]。

(3)当岩层走向与倾角对路线有影响时,应考虑隧道穿越山体、桥梁沿山坡布线及路基沿山坡布线几种方案,进行充分对比;从安全角度来讲,首选隧道方案,其次为桥梁方案,最后才是路基方案。

(4)当选择路基方案时,应控制好路线纵断面设计,尽可能不要出现较大的挖方,要有“宁填勿挖”、“宁做下挡、不做上挡”的理念。当无法避免挖方时,可采用高低路基的布设方式,并宜将挖方侧的边坡高度控制在30 m以内[6]。

(5)当岩层倾角小于10时,顺层边坡发生失稳的机率较小,可按照正常路基防护措施来进行防护。当岩层倾角大于45时,原则上采用清方的思路来处理。

(6)当硬质岩岩层倾角在30~ 40之间,软质岩岩层倾角在10~ 20之间,顺层清方数量很大时,应根据层面的软弱夹角情况,采取加固措施,结合岩层产状、临空面条件、倾角大小、节理发育程度、风化破碎情况、不利节理面、边坡高度、层间充填物及结合情况、地下水发育程度等因素,合理采用抗滑桩、锚索桩、桩板墙、锚索、锚杆或挡墙等措施,从上而下“分级开挖,分层加固”。

(7)边坡设计时应高度重视边坡周边及内部的排水设计,同时施工过程中应该先做好周围的排水设施再进行边坡开挖。

(8)边坡开挖时应尽量避免采用爆破开挖方式,减少爆破对岩体带来的扰动。

1.5高陡斜坡

西南地区地形条件复杂,高速公路在勘察设计过程中有时候为了控制工程投资,可能会选择在陡立的斜坡(地面横坡大于40)上进行布线。陡坡上布线在实施过程中会面临许多问题。事实证明,在陡坡上无论是设置路基还是桥梁,实施起来都非常的困难。

在勘察设计过程中需要对既有陡坡进行测量,测量作业时难度极大。有些陡坡植被茂密,线位布设高,在勘察设计期间测量人员很难到达,部分困难路段根本无法到达。测量时由于在陡坡上横向测量的数据点很少,测量仪器无法架设,部分路段人员站立困难,在这种情况下,测量人员实际上往往采用皮尺、花杆或目测进行粗略测量,经常出现测量数据不准确、测量结果与实际地形严重失真的现象。当高速公路以路基形式设置时,在外侧往往设置挡墙,这时由于测量数据不准确,往往出现挡墙基础悬空或埋深过大的问题。这种问题在山区屡见不鲜。如四川某高速公路ZK167+597~ZK167+753.970段挡墙,设计高度为5~11 m。施工中发现实测地形与设计不符,实测地形较陡,造成挡墙悬空,且左侧路肩墙陡坡下部为县道。另外,对于地质条件差、坡积物厚且松散的陡坡,路基的开挖还会造成上方坡体滑塌,使路基整体稳定性变差。

在陡立的斜坡上设置桥梁也会存在很多问题。设置桥梁看似没有对既有斜坡进行开挖,但是在实际施工过程中,由于线位布设普遍较高,为使施工机械能够到达现场,施工时需要在桥下设置便道,通过开挖形成施工工作面。但便道开挖时形成更加陡立的边坡,降低了原有的地面线,导致设计桥梁的有效桩长减短,甚至出现桩基外露或保护侧壁过薄的情况,达不到有效桩长的要求。在斜坡上设置桥梁后,由于桥下地面线被破坏,在长期降雨的作用下桥下易形成冲刷,造成桩基外露、承台悬空的事例有很多,见图5。

图5 陡坡上的高速公路

在进行工程设计时,应尽量避免在大于40的斜坡上布线。如受多方因素控制,确需在斜坡上进行布线时,必须谨慎考虑各种细节方案。根据工程实例总结出如下设计经验。

(1)在陡坡上布线,一定要充分考虑施工措施费和临时防护费用,这是往往容易被忽视的地方,也是后期发生较大变更的地方。

(2)当选择在陡坡布线时,一定要加强现场测量,设计人员要想尽办法到陡坡现场进行勘查;如果以桥梁形式通过,那么桥梁的每个桥墩位置都要在现场放线,准确定位,需桥梁设计人员现场查看桥墩所处的地形条件是否满足要求。

(3)项目开工时,施工单位已通过便道进入现场,这时沿线植被已被清表,应再次对斜坡现场进行复测,将测量结果与设计期间的测量进行对比,看是否存在太大差异,是否影响路基支挡、桥墩的布设。如有影响,应根据复测结果进行调整。

(4)在斜坡上布线时,首先选择桥梁方案,因为桥梁对自然边坡的破坏和干扰相对较小。当布设路基时,应尽量考虑分离式高低路基的布设形式,尽可能减少上边坡的开挖;施工过程中,应首先考虑施工排水设施;边坡应逐级开挖,做好及时防护,避免坡面坍塌。

(5)对于边坡稳定性较差、开挖易产生滑塌的斜坡,边坡防护造价较高,宜选择桥梁方案。

(6)当在斜坡上设置桥梁时,应注意避免在斜坡上的冲沟处设置桥墩。因为冲沟不仅有滚石、泥石流等安全隐患,还会在水的长期作用下出现桩基冲刷的问题。斜坡桥梁的桥墩应该考虑抗冲刷防护,确保桥墩的安全。

(7)当在斜坡上设置桥梁时,应尽量避免出现开挖上边坡的现象,保证桥梁边缘与上边坡之间留有一定的空间,避免滚石落入桥面,必要时还可以设置拦挡构筑物或主动防护网,以消除安全隐患[7]。

(8)当在斜坡上设置桥梁时,应严禁在桥下弃土。陡坡路段弃方堆载极易造成墩台偏移,甚至失稳倾覆。

2 环境保护

随着高速公路的快速发展,高速公路沿线的环境问题也日渐凸显。高速公路建设必然会改变沿线的原始生态,对公路建设者而言,需要思考的是如何更大程度保护生态环境,尽可能修复生态环境。近些年,交通运输部高度重视生态环境与交通发展的协调统一,始终把生态环境保护放在首位,先后出台《关于实施绿色公路建设的指导意见》、《关于打造公路水运品质工程的指导意见》等,对注重生态环保提出了具体意见。随着“绿水青山就是金山银山”的科学论断逐渐深入人心,人们越来越认识到保护环境的重要性。在工程建设过程中虽然采取了一些保护环境的措施,但实施起来还不够深入,尤其是在山区高速公路弃土方面,无论是勘察设计方面还是施工方面依然存在一些问题。

在设计过程中,弃土场往往远离高速公路主线,有时超出了地形图的测设范围。弃土场属于线外工程,往往存在以下问题:一是弃土场处无准确的地形图,设计资料不够准确;二是对弃土场缺少必要的地质钻探,造成勘察深度不够;三是弃土场的防护力度偏弱;四是弃土场的选取与施工组织结合不够紧密,存在弃土过远或实施困难的情况。

在施工过程中,施工单位对弃土也不够重视,往往为了节省造价而简单进行处理。其主要存在以下问题:一是未按设计提供的弃土场位置进行实施,自行选取弃土场,在未经设计单位、业主单位同意的前提下进行实施,在既成事实以后,又要求设计单位进行变更;二是未按设计要求进行实施,在强降雨后出现水土流失,甚至造成次生灾害;三是工程实施景观效果差,工程实施后的绿化复耕往往达不到要求;四是依然存在隐蔽工程的乱弃现象,如桥下弃土、河道弃土、隐蔽的高位弃土等。

通过分析西南地区多个项目上遇到的弃土问题,总结经验、吸取教训,笔者认为做好山区公路弃土工作应做好以下几点。

(1)合理处置弃土,尽可能选择线内弃土。在主线范围内选择地质条件好、地形条件有利的区域,以路基填方的形式作为弃土场。如:四川某项目,路线沿河流布设,线位布设高,沿线基本无弃渣条件;结合地形条件,在具备填方的基础上解决弃方问题,既解决了弃渣问题,又节省了工程造价,见图6。

图6 合理利用冲沟解决弃方

(2)在实施绿色公路建设理念下,在确保工程安全的前提下,首先鼓励选择线内弃土。事实上,无论选择线内弃土还是选择线外弃土场,弃方都会占用土地。首先对线内弃土来说,将弃土按照路基压实标准来填筑,结合地形条件将超出线外部分进行整平、复耕,还给地方使用。这样既解决了土方来源,又减少了新增用地。如果选择线外弃土,往往施工质量及复耕效果都难以保证,既新增了土地占用,又有可能造成水土流失。

(3)项目开工前应由施工单位对选取的弃土场进行核对,确认弃土场的可实施性。如不便于使用,可与设计单位协商再次选取。对于再次选取的弃土场需要经相关会议(包括环评、水保)进行评审,一旦通过相关部门审批后应不再进行弃土场的变更。

(4)尽可能减少弃土场数量,减少新增用地的占用,注重弃土与地方规划相结合,通过弃土实现造地,见图7。

图7 弃土与地方规划相结合

(5)禁止选择在斜坡上、桥梁下、河道内弃土,尽可能不要选择在高位山谷内弃土。

3 交通安全

西南山区地形条件复杂,受地形高差影响,高速公路都存在一定程度的长大纵坡,往往都布设一定比例的隧道工程,交通安全是勘察设计过程中不容忽视的问题。但在勘察设计过程中依然存在考虑不周和矫枉过正的现象,具体表现在以下几个方面。

(1)在进行总体设计时,往往容易忽视区域气象、光照等条件对交通安全的影响,设计人员在这方面掌握的资料也较为欠缺,主要表现在以下几点。

①在收集气象资料时,对团雾情况的收集往往不够,甚至缺乏这方面的调查。其实在山区中团雾现象极为常见,设计人员在进行选线时应尽量绕避团雾,或采取针对性的交通安全设计。

②太阳光线照射对交通安全的影响也往往容易被忽视,尤其是东西走向的高速公路,当傍晚汽车向西行驶时,因受到太阳光线的照射而影响行车安全;另外,对朝西向的隧道口也缺乏细节设计,如受到太阳光线的照射,使隧道内出口处光线极为强烈,影响交通安全。

③对于太阳光线照射问题,应该研究区域太阳光线的照射轨迹及照射角度,在平面布线时尽量与太阳照射方向形成一定的角度。同时,纵断面选择时尽量不要出现西向上坡与太阳光照射平行的情况。在隧道西向出口处,尽量布设曲线,不要让太阳光长距离照射在隧道内。

(2)在勘察设计过程中,设计人员一般都会重视纵坡的设计,普遍认为纵坡的大小直接影响交通安全,在纵坡设计时都会控制在规范要求的一般最小纵坡规定值以内,很少应用极限纵坡。这样就可能会造成工程规模的增大。如在隧道进出口附近,一般都设置相对平缓的坡度,但是如果对于上坡进入隧道、隧道出口接下坡的情况下,就可以灵活运用纵坡,采用更大极限纵坡进入隧道,这样有利于车辆进入隧道时减速、出隧道后也有利于车辆加速。在实际运营过程中,一般情况下隧道内都要采取低一档限速,两侧采用极限纵坡是有利于隧道限速的。

(3)关于隧道口内外3 s行程的线形指标是设计人员普遍都很重视的问题,在实际执行过程中甚至比规范的要求还要谨慎。如隧道口不能放在缓和曲线上,隧道口处的竖曲线必须放在同一竖曲线、甚至必须放在直坡段上。这些要求都高于规范要求。可以说,在隧道口3 s行程的问题上过于谨慎。规范上的要求是在此区间内平面线形不应有急骤的改变,如果在执行过程中要求过高,有可能出现为了迁就平纵线形而使得隧道口的选址与地形并不吻合,带来了其他的一些问题。

(4)设计人员在设计过程中都会重视停车视距的问题,但在对待停车视距检查结果上,却有不同的观点。如在高速公路的左偏曲线上,最内侧车道由于受到中央分隔带的影响,往往在半径稍小的左偏曲线上就不满足停车视距。这时有些设计人员的观点是调整项目的最小平曲线半径,使项目的最小平曲线半径满足停车视距要求。对于山区高速公路而言,上述做法就会使高速公路的指标非常高,大大增加了高速公路的工程规模。有些设计人员的观点是调整画线,向外侧偏移画线。虽然可行,但严格来说,这种 *** 使得道路行车的曲率半径不连续。笔者认为应该向内侧偏移中央分隔带,增大左侧横净距。但这种做法较为复杂。另外,在检查停车视距时仅考虑平面半径的影响,是不全面的,还应考虑纵断面对视距的影响。

(5)在勘察设计过程中,关于避险车道位置的选择也存在不合理的现象。避险车道应该选择在左偏曲线上或者选择在直线上,而有些设计者把避险车道选择在右偏曲线上,甚至右偏曲线的半径比较小。车辆在失控情况下,在右偏曲线上撤离主线有很大困难。一般情况下,避险车道设置在路基上,但在山区桥隧比例较高的长大下坡路段,也可以考虑在桥梁上设置避险车道,同样能够起到很好的效果。所以,避险车道在选择设置位置时,不仅要考虑失控车辆的速度,还要考虑撤离主线处的线形指标情况。

(6)关于服务区进出口匝道的长度也是影响运营安全的重要因素,有些设计人员在进行设计时往往存在不重视分流鼻至服务区广场的长度控制,存在过短的现象,这样给安全运营带来了一定的隐患。一般情况下,分流鼻处的车速在60 km/h左右,如果分流鼻至服务区广场的长度过短,那么车辆进入广场的速度就会较高,会存在一定的安全隐患。所以,建议分流鼻至服务区广场的长度尽量长一些。

4 结语

在泥石流频发区、膨胀岩区、岩溶地区、顺层高边坡及高陡斜坡区建设高速公路,如何减少特殊不良地质对工程安全的影响是勘察设计阶段的重点和难点,同时坚持环境保护、倡导交通安全也是实现高速公路可持续发展的基础。因此,在面对上述问题时,设计过程中必须要加强总体设计。

高速公路在穿越泥石流频发区时必须做泥石流专项论证,路线布设坚持“宁高勿低”原则;经过大型泥石流沟时尽量选择隧道形式穿越,跨越小型泥石流沟时尽量采用大跨径桥梁跨越通过,同时避免墩台设置于泥石流沟口。高速公路穿越膨胀岩地区时除了做好平面方案比选外,还应重视纵面方案比选,尽量减少挖方路基的高度与长度;加强明线与隧道、长隧道与隧道群、桥梁与路基的工程方案比选,有条件时适当增加桥隧比例。高速公路穿越岩溶地区时,路线应尽量避开岩溶发育区,如岩溶洼地、干谷、垭口、坡立谷、植被稀少的山峰、可溶岩层与非可溶岩以及可溶岩层与不透水层之间的接触带等。这些区域往往发育暗河、漏斗、落水洞。路线布设时不要选择沟底布线,尽量选择高一些的线位。高速公路在经过有顺层边坡的区域时尽量避开顺层区进行布线;当无法绕避时,要判断岩层倾角,尽量调整路线与岩层走向的夹角,当夹角大于42时,可不考虑顺层影响;当岩层倾角对路线有影响时,应进行隧道、桥梁、路基方案的比选,当选择路基方案时,要“宁填勿挖、宁做下挡不做上挡”,挖方边坡高度不宜超过3级;根据岩层倾角大小,分别采用清方、抗滑桩、锚索桩、桩板墙、锚索、锚杆或挡墙等措施进行综合治理。高速公路在大于40的高陡斜坡布线时,勘设期间要加强斜坡测量,项目开工待植被清表后再次对斜坡进行测量,并与设计测量进行校核;对高陡斜坡的工程方案要加强桥梁方案与路基方案的对比,要充分考虑各种工程方案的施工措施费和临时防护费用;当设置桥梁时应避免在斜坡冲沟上设置桥墩,同时保证桥梁边缘与上边坡之间留有一定的空间,避免滚石落入桥面;当设置路基时,宜采用分离式高低路基,施工时加强坡面排水,且边坡应逐级开挖并及时做好防护。关于环境保护,在处理山区高速公路弃土方面要深入践行绿色公路理念,尽量不要在斜坡上、桥梁下、河道内、高位山谷中弃土,在确保工程安全的前提下鼓励选择线内弃土;当选择线外弃土时,要尽量与地方规划相结合;在解决弃土的同时,还要尽量新增土地,并将其合理化利用。高速公路在进行总体设计时,必须高度重视交通安全设计,特别是应加强收集区域气象及太阳光照的相关资料,分析其对交通安全的影响;路线设计应做到灵活运用平纵指标,合理利用极限指标;要科学合理地选择避险车道的设置位置,使其真正发挥避险功能,为交通安全保驾护航。

参考文献

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平原高速公路为什么要设计成s形 山区高速公路施工便道规划与优化