某省道改線公路工程路基工程設計

李晶晶，胡宗允

(中國水電顧問集團華東勘測設計研究院，浙江杭州310014)

0 前言

與某水電站交通關系最為密切的是穿越工程壩址區的原有省道。由于水電站的建設需占用原有某省道部分路段，為避免工程建設對地方交通的影響，宜盡早對工程樞紐區和水庫影響區的路段進行改線，使工程建設期和運行期的省道均保持暢通，同時也避免電站施工期間地方交通對電站施工的干擾。

1 某省道改線公路工程概況

某省道改線公路工程位于四川省，地處大渡河流域，地貌以山地為主；公路左側是高而陡峭的山體，右側是低而深的大渡河。道路路面寬度為6.5 m，路基寬度為7.5 m，瀝青混凝土路面。其主要特點是地形、地質條件差，施工條件差，施工場地布置困難等，見圖1、圖2。

根據原有省道現狀地形及水電站施工的需要，改線公路工程主要技術指標基本沿用現有公路的既定指標，以維持省道沿線的一致性和均衡性。改線公路基本維持現有道路線型，對低于洪水頻率P=2%的回水高程路段，需抬高路基高程。由于現狀省道在水電站壩址附近的路面高程低于大壩的壩頂設計高程，大壩的修建必將截斷現狀公路；另外公路左側山體巖壁陡立，右側路堤也是陡壁。如考慮明線過壩，公路交通、壩基開挖、壩體澆筑將造成相互干擾、相互制約等極為不利的影響。因此，為確保地方交通的順暢及水電站大壩施工的順利進行，在電站壩址施工區影響范圍內，線路采用新建隧道方式繞過水電站壩址以徹底解決電站施工對社會車輛的交通干擾。其它需抬高路基高程路段的改線原則為：內側地形較為平緩的路段，采用路線適當向山側偏移的方式以減少填方量；道路內側為陡崖的路段，采用道路外側設置擋墻，就地抬高路基高程，以避免擾動現有高邊坡。

改線公路全長約為12 km，其中路基標高不滿足電站蓄水后2%的洪水標準的路段共5段，改建線路總長為5281 m，其中新建的繞開壩址的隧道長2006 m。除改建段外省道其它線型均保持不變，縱坡根據回水高程需要做適當調整。

2 路基工程設計

2.1 路基橫斷面設計

（1）填方路段

對于地形坡度緩于20°的內、外側路堤，在條件允許的前提下（包括放坡條件、料源條件、分層碾壓施工條件等）采用放坡填筑，并根據填筑高度及筑路材料確定坡比。路堤邊坡一般采用1:1.5；橫坡陡于1:5的坡地上的填方路基，在填筑前需將地面挖成梯臺，臺階寬度不小于2 m，臺階頂面應做成2%～4%的反向橫坡。填方路段路基橫斷面見圖3。

對于地形條件陡于20°或不具備自然放坡條件時，則采用擋墻收坡，并根據地形情況、擋墻高度及填筑料源的不同，分別采用路肩墻或路堤墻收坡，見圖4。

（2）半填半挖路基

路塹邊坡根據地質情況分別采用1:0.25～1:1，邊坡開挖宜根據不同的地質條件考慮不同的爆破開挖方式。邊坡開挖應自上而下逐層進行，對于高陡邊坡路段應采用光面爆破，并嚴格控制藥量，以減少對邊坡巖體的擾動，見圖5。

2.2 路基處理

（1）路橋過渡段橋頭路基處理

當橋臺位于覆蓋層或強風化層時，回填路基與橋臺混凝土之間的沉降量相差較大，為減少路橋過渡段的不均勻沉降，在開挖時應根據地形設置臺階，臺階開挖寬度為150 cm，高度為100 cm。并在路基回填時加鋪兩層土工格柵，第一層鋪于路基頂面，第二層鋪于路基頂面以下50 cm處，陡坡路基可參照此方法處理。

（2）舊路基及基底處理

在省道改線公路工程中，設計應該結合舊路的實際使用情況和縱坡的需要確定路基高度，一般原則是在舊路基上設置整平層加路面層厚度。

舊路作為新路的基礎，為保證其穩定性和承載力，對已經沉陷、松散的路段必須進行換填處理；對已經開裂松散的路面材料必須全部刨除干凈，以達到滿足要求的回彈模量和平整度，方能填筑新路；舊路為瀝青混凝土的需將原瀝青混合料全部清除干凈，因為瀝青混合料在持續高溫下容易軟化而喪失現有的承載力而使新路受損。

在改線公路中新、舊路銜接處處理一定要嚴格按照技術規范要求施工，以免造成路基的不均勻沉降或者滑坡而形成裂縫。新、舊路面路基銜接設計見圖6。

2.3 特殊路基處理

省道改線公路工程部分路段庫區蓄水存在塌岸影響，對不同的路段分別進行擋墻支護處理和洞渣壓腳處理，見圖7、圖8。

2.4 路基防護工程設計

為確保公路的正常運行本工程所采用的邊坡支護措施如下：

（1）路基擋墻

擋墻防護采用的型式主要有：仰斜式上擋墻、護肩及重力式下擋墻或衡重式下擋墻。護肩和衡重式下擋墻頂面不包括在路基寬度內，重力式下擋墻有路肩墻及路堤墻。對于墻高超過12 m的擋墻，12 m以下部分當作整體性混凝土基礎處理，并根據山體坡度考慮設置基礎抗拉和抗剪錨桿，必要時可設置錨索。

由于省道右側為大渡河，部分路基局部邊坡存在崩塌或者被水流沖刷的情況。對此，應先清除崩塌土體，將結合處的老路基開挖成寬1 m～2 m，向內傾斜2%～4%的臺階，外側邊砌筑漿砌片石擋墻，邊分層回填碎石土并壓實；同時在河溝設置必要的水流導治結構物，以保護路基，見圖9。

（2）護面墻

護面墻有全坡面漿砌式護面墻和窗口式護面墻，根據需防護坡面的具體情況決定采用的護面形式；墻體采用M7.5漿砌片石，每10～15 m設置一道寬2～3 cm的伸縮縫，以瀝青油氈填塞。

（3）邊坡支護

對風化較嚴重、穩定性差的挖方邊坡，則根據坡體的性質采用光面爆破、漿砌片石護面墻、巖石錨固、邊坡噴漿、掛網噴錨等多種型式進行優選。

對于巖石節理發育、易產生順層滑移的路段，采用中長錨桿、錨索加固邊坡，坡面做掛網噴漿護坡防護，以防卸荷節理張開及坡面進一步風化，從而影響邊坡穩定。

（4）邊坡綠化

對于土質邊坡，根據邊坡穩定的需要確定馬道和邊坡開挖值，在坡面上設置格柵骨架植草綠化，防止因土體風化所造成的水土流失。

2.5 路基、路面排水設計

現狀的省道路基設計的洪水頻率是1/50，排水系統由路拱、實體護坡、路基邊溝、排水溝、急流槽和沉砂池等組成。原有排水系統使用情況良好，因受將來庫區蓄水的影響，適當的抬高路面高程，排水系統中的路拱、路基邊溝、沉砂池、排水溝等需要相應提高。

為確保路基的穩定與安全，對地表水應結合地形特征，采用截、排、引等措施，將地面水順利快捷的引出路基范圍之外。排水系統與現狀的排水設施順接，保證流水順暢。

（1）對于地表水的排除，主要利用M7.5漿砌片石截水溝。季節性上方來水較大的挖方邊坡外側及高邊坡碎落臺設置截水溝，將來水引排至自然溝道或通過邊溝、排水溝排出。經過耕地的路段，路基兩側均設置邊溝或墻趾邊溝。

截水溝一般采用梯形斷面，根據不同路段地表水流量，采用不同的斷面形式。梯形邊溝底寬0.4～0.5 m，溝深一般為0.5 m，但局部因排水縱坡需要而改變溝深時不受此限，溝內、外側邊坡為1:0.5，與路肩銜接一側埋入自然地面下不小于0.5 m。當為巖層地基時，清除表層風化層后，置于巖石上；當風化層較厚，并且風化層埋置深度較深時，可置于相應容許承載力的風化層中。

（2）對于地下水的排除，主要采用暗溝、滲井和滲水溝等設施進行引排，將地下滲水、泉眼水及基巖裂隙水等引排至路基附近的地面排水設施或自然溝槽內。

（3）路面排水主要通過矩形邊溝引至附近排水設施或自然溝槽內，矩形邊溝的內底寬0.4 m，深為0.4 m，局部因排水縱坡需要而改變溝深時不受此限。為利于路面排水，路拱橫坡采用2%，路肩橫坡采用3%，路線最小縱坡不小于0.3%。路面水通過路面橫坡分散排水，兩側路肩采用C20水泥混凝土硬化，以防路面水滲入路基中或直沖路肩。

（4）擋墻應在墻身距地面30 cm以上設泄水孔（10 cm×10 cm），孔距一般2～3 m，上下交錯設置，使路基內外的水位差基本保持不變。

3 結語

改線公路工程不但要滿足水電站大壩施工的順利進行，還要確保地方交通的順暢。因此改線工程要盡量利用原有工程和設施以減少占用土地和廢棄工程，從而降低工程投資。設計要合理正確的運用技術標準，保證線型的連續性和均衡性；要安全實用、經濟合理并注意工程施工對自然環境的影響；公路路基施工質量控制，關鍵在于基底適當處理，上下銜接緊密；路基的填筑材料要符合規范，保證強度和穩定性；注重特殊路基處理，保證邊坡穩定；保證排水設施完善，以徹底控制水對公路的影響[1]。要充分注意改線工程沿線的農田水利設施，保證灌溉水渠的暢通和水利設施的完善[2]，從而使改線公路工程對沿線居民的生產、生活影響減少到最低。

[1]李建寧,李亞平,張宇.對舊路改建路基施工質量控制的研究[J].科技與經濟,2006(3):123-124.

[2]魏伯忠.山嶺區公路選線設計的體會[J].科技交流,2004,141(1)：62-66.