半山區高等級公路的設計與施工及與養護

胡雅靜　于　彪

一、對設計的要求

在修建高速公路時,第一項工作便是選線,那么地處山區的高速公路與平原地區的高速公路選線就有著皆然不同之處。在平原地帶,選線時主要應處理好路線與農田水利、道路、村鎮和其他建筑設施的關系,使路線短捷、舒順,盡量少拆房屋、少占田地,并盡可能少占或不占高產田地、經濟林園等。而在山區,選線時應該考慮到如何降低工程造價,在滿足設計要求的同時,如何避免大填大挖,如何做到填挖平衡,盡力減少調配距離,努力做到填、挖、借、棄合理。

在平原地區,橋涵設計,應根據因地制宜、就地取材、便于施工、利于養護的原則。選定橋涵的結構類型,應盡量采用標準形式,減少結構類型。而在山區,橋涵的設計,一般采取逢溝設涵的原則,對于較大的山谷處,應通過水文計算和地質條件來確定橋涵的位置及結構形式。

二、對路堤的處理

1.高填路堤。對于高路堤的邊坡形狀,填料為細料土時,一般宜采用折線形邊坡;在長期使用中也能保持這種形狀;對于用不易風化石塊填筑時,由于邊坡表層通常要進行碼砌,做成折線形并不困難,故也宜采用折線形邊坡。填料為中砂、礫石土、卵石土以及易風化巖塊時,由于這些填料難于長期保持折線形狀,故宜在邊坡中部適當位置設寬1～2m平臺,平臺上下均用直線形邊坡。

2.填石路堤。填石路堤一般是指用石質挖方路段的開挖石塊填筑的路堤。用不易風化的石塊填筑路堤,其邊坡坡度和形狀按填石路堤考慮,填石路堤一般也應分層填筑,每層厚度不要超過1m,其中大石塊大于填筑層厚度2/3時,應予解小,或碼砌于坡腳,壓實前需用大型推土機將層面推平,局部要用細石料人工找平。

三、對路基排水的處理

路基地面排水措施通常有:邊溝、截水溝、排水溝、跌水和急流槽、攔水帶。

1.邊溝:挖方地段和填土高度小于邊溝深度的填方地段均應設置邊溝,用以匯集和排除路基范圍內或流向路基的少量地面水。邊溝的斷面形式,一般土質邊溝宜用梯形,矮路堤或機械化施工時可用三角形,在場地寬度受到限制時,可用石砌矩形。

2.截水溝:設在路塹坡頂外或山坡路堤上方,用以截欄上方流來的地面水。其斷面形式—般為梯形,在地面橫坡較陡時,可作成石砌矩形。截水溝底寬不易小于0.5m,塹頂外截水溝,有棄土堆時,設在棄土堆之外,無棄土堆時,距塹頂邊緣至少5m。

3.排水溝:其作用是將邊溝、截水溝、取土坑或路基附近的積水引入就近橋涵或溝谷中去。排水溝的斷面和縱坡要求與截水溝基本相同。

4.跌水和急流槽:在縱坡陡峻地段的截水溝、排水溝,可用單級或多級跌水急流槽連接。跌水和急流槽的斷面一般采用矩形,用漿砌片石或混凝土修筑,進口部分始端和出口部分終端的裙墻應進入凍結線以下。

5.攔水帶:為避免高路堤邊坡被路面匯集的雨水沖壞,可在路肩上作攔水帶,將水流攔截至挖方邊溝或在適當地點設急流槽引離路基。

四、對凍脹翻漿的處理

在山區路塹段較多,由于地下水位較高,顆粒之間的孔隙多為水和氣體所占據,因此采用機械增加對路基的碾壓,可使土顆粒重新排列,彼此擠緊,孔隙減小,形成新的密實體,增強粗粒土之間摩擦和咬合,以及增加細料土之間的分子引力,從而提高土的強度和穩定性。

五、對路塹段滑塌現象的處理

1.細粒土地層。細粒土一般都具有黏聚力和內摩阻角,邊坡坡度要通過圓弧法檢算確定。這種路塹宜在邊坡上每隔10m左右的高度上設置寬1～2m平臺,形成階梯式邊坡,平臺應盡量作在地層分界處。平臺的縱向坡度宜與路線縱坡平行。平臺應有1%～2%的向外排水橫坡,或設置縱向排水溝,折線形邊坡由于變坡點易被雨水沖刷破壞,除非予以防護,一般不宜采用。

2.砂類土地層。砂類土地層的路塹邊坡坡度可用直線法檢算確定。其邊坡形狀同細粒土地層,以階梯式為好,但對于邊坡上的松散夾層要進行防護。在坡腳處最好設置碎落臺,以免堵塞邊溝。

3.礫石土和巨粒土地層。礫石土和巨粒土的路塹邊坡坡度通常采用工程地質法確定,即參考當地自然山坡和人工邊坡,以及地質構造、水文條件等因素,推斷適宜的穩定邊坡坡度。其邊坡形狀也宜采用階梯式,平臺最好設在地層分界處,邊坡上的松散夾層應予防護。

4.巖石地層。巖層狀結構面或鑲嵌結構的一組主要節理面或幾組主要節理面的交線傾角陡于30度,且走向大致與路線平行時,可按此傾角開挖邊坡,否則應作支擋工程。若巖層為散粒結構,顆粒之間完全脫離,或已風化碎石、砂或土狀,或受斷裂構造擠壓成角礫或泥質時,這種巖層已喪失巖石性質,邊坡坡度應搪礫石土或細料土考慮。

六、養護管理

1.路面清掃:山區半山區高速公路與平原地區高速公路一樣,每日采用人機結合辦法清掃路面雜物,但于山區路塹段較多,路面上經常滑落下風帶碎石塊,影響行車安全,就要增加清掃次數和巡邏頻率,保持路面清潔、安全、暢通。

2.排水:在山區半山區,由于采用了逢谷設涵的原則,因此涵洞較多,為滿足夏季排水暢通。路塹邊溝在雨季到來時,也極易阻塞。做到及時處理水毀,勢必增大養護工作任務。

3.除雪防滑:哈同高速公路地處寒區,冬季養護以除雪防滑為主,做到機具齊全、隊伍精良、以雪為令、雪停即清,杜絕雪阻。