山區(qū)高速公路的設計理念

盧文杰

(深圳市高速公路工程顧問有限公司)

我國是一個多山的國家，所謂山區(qū)通常是指山地、丘陵和地形比較崎嶇的高原。我國的山地占國土面積的33%，丘陵占10%，崎嶇高原占10%以上，大體上講，山區(qū)面積占國土50%以上，并且山區(qū)大部分地區(qū)經(jīng)濟滯后，為提高人民生活水平，交通便利是一個必要條件，因此，解決好山區(qū)的交通狀況非常的重要。

1 總體設計

1.1 總體設計理念

公路設計的靈魂在于總體設計，總體設計中應以交通部公路勘察設計會議精神中的“八字方針和六個堅持、樹立”為理論核心，在公路設計和建設中全面體現(xiàn)“堅持以人為本樹立全面、協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展的科學發(fā)展觀”，通過采用靈活設計和創(chuàng)作設計，實現(xiàn)“安全”、“環(huán)境優(yōu)美”、“節(jié)約資源”、“質(zhì)量優(yōu)良”、“系統(tǒng)最優(yōu)”的目標。

(1)節(jié)約用地。土地，尤其是耕地，是極其寶貴的自然資源。筑路占地會加速減少本已不多的耕地，加劇對剩余耕地的壓力，因此在設計中應盡量減少對耕地的占用。

(2)避免誘發(fā)地質(zhì)災害。修理公路中，路基的開挖或堆填會改變局部地貌，在地質(zhì)構造脆弱地帶易引起崩塌、滑坡、泥石流等地質(zhì)災害。目前，山區(qū)道路選線已由地形選線為主變?yōu)榈匦慰刂婆c工程地質(zhì)選線并重的綜合選線。針對山區(qū)地形、地質(zhì)、水文都比較復雜的情況，選線時要堅持系統(tǒng)分析原則、綜合選線原則、整體最優(yōu)原則等地質(zhì)選線原則，盡可能地避繞工程地質(zhì)不良地段。

(3)注意對生態(tài)敏感地區(qū)的影響。公路運輸線路長，其間會穿越各種生態(tài)系統(tǒng)，如:各類自然保護區(qū)，野生動植物保護及棲息地，水土流失重點防治區(qū)，森林公園，成片林地與草原，水源區(qū)，濕地等。公路在穿越或接近這些地區(qū)時，有可能影響到這些地區(qū)的生態(tài)平衡，破壞自然資源。因此，公路建設就盡可能保證原有生態(tài)系統(tǒng)的連續(xù)性。

(4)減少水土流失。公路建設中，由于施工造成地表植被的破壞，使土壤表層裸露，土壤的抗蝕能力大為降低。此外，公路工程建設中還會產(chǎn)生大量取土或棄土、棄渣。這些松散的巖土孔隙大、結(jié)構疏松，若不加以處理，也會導致新的水土流失。

1.2 總體設計原則

(1)加強“設計中的靈活性”原則

不片面追求高標準，靈活運用指標，力求路線線形與地形、環(huán)境相協(xié)調(diào)，強調(diào)“勢”與“動”的設計理念，做到線形指標的連續(xù)、順適，不同的設計階段，靈活性體現(xiàn)其側(cè)重點。山區(qū)復雜的自然條件決定技術指標的采用必須因地制宜的選用技術指標，堅持路線與地形條件相互協(xié)調(diào)地原則。

(2)“貼近自然、協(xié)調(diào)和諧”的原則

依據(jù)“貼近自然、協(xié)調(diào)和諧”的原則進行橋隧及交叉等構造物設計，合理掌握互通式立交線形指標，在結(jié)構安全和滿足需要的基礎上充分考慮美學效果;加強大跨徑橋梁、隧道的設計比選，使之建成后能夠成為當?shù)氐囊坏拦δ荦R全、安全順暢、景觀優(yōu)美的風景線。

(3)合理利用路線走廊帶資源，做好分期修建的論證

對于山區(qū)高速公路，由于區(qū)域的交通總量相對較小，大部分為過境交通，且增速度較慢，加上采用一次建成的方案所需要的資金量巨大，此時可考慮在進行充分分析論證的基礎上，采取分期修建的方案，但對近期交通量較小，但路網(wǎng)功能比較明確的項目，標準選擇上也應適當超前，而對采用分期建設的項目，在近遠期標準、線位選擇上要作統(tǒng)籌考慮。

(4)綜合考慮公路建設與鐵路、管線、水利等其他設施交叉處理

由于擬建的公路往往與既有的鐵路、公路、管線等處于同一走廊帶，出現(xiàn)平行或交叉的情況，對此應采用切實的保護措施。充分保留足夠的凈空，考慮改擴建的需求，與管線交叉時應設置檢修通道。

(5)平縱面線形設計

隧道洞口段及隧道內(nèi)部行車環(huán)境不同于路線上其他結(jié)構物，具有一定的特殊性，行車安全問題與隧道平縱面線形密切相關。盡管有時其平縱面線形滿足現(xiàn)階段規(guī)范及標準要求，但仍可能發(fā)生較大安全事故，需加強隧道段平縱面線形設計;結(jié)合了隧址區(qū)地形、地貌及工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件，考慮了隧道有對通風和控制測量等較為有利的優(yōu)點，但山區(qū)高速公路由于地形、地質(zhì)條件的限制，隧道內(nèi)設置平曲線往往不可避免。在路線布線過程，盡可能采用大半徑曲線。

(6)山區(qū)公路線形美學與景觀設計是現(xiàn)階段提出的更高要求。和諧既是美，這是美學的基礎。目前，公路美學設計已經(jīng)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(jié)合是公路美學設計的基礎關鍵，在設計中應注意:①平面線形設計是美學設計的基礎;②縱斷面線形設計是美學設計的補充和完善;③景觀設計是美學設計的關鍵;④公路綠化是景觀路、生態(tài)路、環(huán)保路的具體體現(xiàn)。

(7)山區(qū)公路的邊坡治理也是需要注意的重要問題。雖然在前面的環(huán)境保護產(chǎn)線形設計中也涉及到了山區(qū)公路的邊坡治理問題，但邊坡治理應該單獨提出來作為山區(qū)公路的一項重要問題來予以解決。在山區(qū)公路勘察設計時，對路基設計，尤其是在高路堤、陡坡路段和深路塹處，要不同于一般路基，應精心設計，使邊坡處于安全穩(wěn)定的狀態(tài)。

現(xiàn)在治理邊坡的技術較多，主要有抗滑樁和錨索加固、預應力錨索+地梁、SNS柔性防護系統(tǒng)、三維植被網(wǎng)植草防護、土工隔柵和土工布、土工模袋混凝土、夯(沖)擊式壓路機等方法，具體處理措施可根據(jù)具體情況選用。

2 橋梁設計

(1)盡量采用中、小跨徑為主的橋型、以方便施工，降低成本，山區(qū)基巖埋深一般較淺甚至出露，基礎通常為干處開挖、澆筑施工，基礎費用較低，橋梁綜合最優(yōu)跨徑相對于一般平原地區(qū)，亦趨于以較多下部構造換取較小跨境。因此山區(qū)墩高在60 m以下時，均可考慮采用40 m以下的梁(板)式結(jié)構，50 m跨徑的預制梁，由于吊裝重量及施工難度大，除有特殊要求外，原則上在山區(qū)不要采用。

(2)山區(qū)高架橋通常沿山腰展布，橫向地形變化大，墩、臺、基礎的設計對邊坡開挖、山體穩(wěn)定等環(huán)境的影響非常大，同時也對工程的景觀效果產(chǎn)生重大影響，對橋面橫坡較陡的橋梁，建議采用單柱單樁，以減少基礎的開挖，通過加大樁柱和蓋梁的尺寸來提高橋梁橫向剛度，墩高較大時可采用Y型墩、薄壁空心墩等。如采用雙樁式墩結(jié)合樁基淺表層地質(zhì)情況、橋置處地震等級，盡量不設樁頂橫系梁或承臺，以減少對山體邊坡的開挖。

(3)山區(qū)橋梁均位于人跡罕至的地區(qū)，日常保養(yǎng)非常困難，且山區(qū)較大的溫差、溫度和冰凍等對結(jié)構的防腐非常不得，在設計階梯就應結(jié)合山區(qū)的工程特點、運營養(yǎng)護條件，充分重視結(jié)構的耐久性和可維護性。

3 隧道設計

3.1 洞門設計

隧道洞門設計結(jié)合洞門地段排水要求，綜合考慮地形和地質(zhì)條件影響，按照“早進洞、晚出洞”的原則，盡量減少洞口邊仰坡的開挖，保證山體的穩(wěn)定保持原地形的綠色植被坡面。洞口首先應保證結(jié)構的安全，能夠承受洞頂回填土，且使道路免于落石、坍塌等的危害。洞門設計要有一種安全誘導作用，緩和洞門內(nèi)外明暗差異降低眩暈度，解決駕駛車輛通過隧道時產(chǎn)生的“黑洞”、“白洞”效應，使駕駛?cè)藛T視覺有較好的舒適性最后洞門應具有一種符號，象征意義，成為一種景觀作用。

3.2 建筑限界與襯砌內(nèi)輪廓設計

隧道內(nèi)輪廓設計除應滿足隧道建筑限界的規(guī)定外，還應考慮洞內(nèi)排水、通風、照明等附屬設施所需的空間，同時還應考慮土壓力影響、施工方法等必需的富裕量，同時本著斷面利用率高、結(jié)構受力合理安全可靠的原則進行合理選取。上下行分離和連拱隧道均采用單心圓，邊墻為曲墻。上下行分離和連。

4 結(jié)束語

山區(qū)高速公路的設計中應加強高速公路總體設計，加強前期工程的深度，引入動態(tài)設計、動態(tài)管理的理念，特別是山區(qū)、地質(zhì)復雜，建設難度大，不可預見的工程總是多，通過建設過程中的動態(tài)管理，能更好的保證工程質(zhì)量和控制工程造價。

［1］王志強.高速公路建設對環(huán)境的影響及保護措施［J］.山西建筑，2008，(3).

［2］趙克程，牛兆霞.高速公路路徑識別技術研究［J］.山西建筑，2008，(8).

［3］吳曉紅.淺談高速公路勘察設計［J］.山西建筑，2008，(12).

［4］孫明.山區(qū)改建高速公路路基，路面的綜合設計［J］.黑龍江交通科技，2010，(10).