山區高速公路建設成套技術在復雜地形條件下合理應用的探究

唐娛瑛，申 莉，常昇宏

(四川交通職業技術學院)

1 山區高速公路概述

山區高速公路的特點與難點就在于其具有十分特殊與復雜的地質條件。一般都會存在各種橋梁工程、隧道，其中比較出名的湖北滬蓉西高速公路全線一共有370 座橋梁，其中特大型橋梁47 座，包含了各種斜拉橋、懸索橋等，被稱為橋梁博物館，隧道一共46 座，特長隧道10 座，可想而知其地質的特殊性十分明顯。針對山區高速公路地貌復雜的施工難點其要求建設技術含量也高于普通高速公路。另外，山區高速公路的設計與施工也應該不同于平原地區的高速公路，籠統一點而言就是在建設山區高速公路時應該盡量避免高填深挖、盡量少設計與選用雙連拱隧道、細致做好地質探勘、設計完善的排水系統、規避不良地質同時還需要考慮到與地方道路不重疊，還需要考慮到與農林公路規劃和環境保護等方面的問題。

山區高速公路的建設是一項非常復雜、繁瑣的工程，其中不僅需要設計單位、建設施工單位、監理單位、科研單位的有效配合，還需要政府部門的通力合作，這樣才能夠保證山區高速公路成套技術的日益完善與成熟。

2 山區高速公路建設在復雜地形條件下容易出現的問題

2.1 地質問題

在進行山區高速公路的設計時第一個需要考慮的問題就是地形與地質條件對路線選擇的影響。考慮從到在進行路線設計的過程中地形與地質是影響其選擇的最主要因素，選擇路線比較容易，但是需要弄清楚路線沿線的地質條件就是一項浩大的工程。特別是山區的地質條件，更加復雜，再加上由于復雜地質條件所帶來的地質災害的影響也難以預測，以往采用的高填路堤與深挖路塹的方式所引起的問題，不僅影響了當地的自然環境的平衡，同時也會大大提高各種地質災害例如泥石流、滑坡等出現的幾率。

2.2 環保問題

不管是普通公路還是高速公路我國針對自然環境保護方面的重視程度還不夠，之所以出現這種現象的原因是資金方面的短缺與相關工作人員在設計與施工中缺乏環保意識造成的。隨著我國經濟發展的逐漸加快，當資金已經不足以成為制約高速公路建設的問題時，環境保護問題就日益突出起來。特別是山區高速公路，各種植被破壞、環境污染等問題導致的各種地質災害十分明顯，特別是還保持著原有的工程建設思想，更是惡化了高速公路建設與環境保護之間的問題。在進行路基開挖與填筑過程中出現的綠化不同步的問題也存在，大流量的交流行駛導致的環境污染、對當地動植物的影響更是明顯。

2.3 安全問題

山區高速公路的車流量沒有平原地區發達，且通行車輛一般以小橋車與貨車為主。我國高速公路的設計路速一般為80 或者100 km/h，然后由于駕駛人在山區高速公路中認為車流量小其實際速度高于設計速度，在這種情況下十分容易出現安全問題，再加上山區高速公路的各種配套設施遠遠落后與發達地區，車輛出現拋錨、交通事故等問題其救助困難大、時間長，十分容易導致車毀人亡。

3 在復雜地形條件下應用山區高速公路建設成套技術的具體措施

3.1 山區高速公路的路線設計理念

借助山區高速公路建設成套技術，首先從總體上對設計理念與線形設計技術指標進行了研究，在對路線的設計上，逐漸開發出了一套標準選線、地形選線、地質選線、環保選線、運營安全選線以及土地資源節約選線六位一體的設計理念，從各個方面都考慮到了選線問題，并且進行了創新與優化。針對多方面的選線設計理念，同樣制定出了勘察設計合同制、總體負責制、標段互驗制、設計雙院制、地勘監理制、道路設計安全審計制與設計成果合同委托核驗制七位一體的設計制度，充分保證路線設計的合理性。另外通過系統的研究，逐漸開發與形成了一套適應山區峽谷地形與小區域氣候條件的橋梁改建技術，首先對山區峽谷風觀測與對跨峽谷橋梁結構的影響進行了研究，在設計理念上提出了基礎風動力場和溫度場的結構穩定又耐久的高墩大跨橋梁式、拱式、懸索結構橋梁結構與施工控制措施。其中針對復雜地形地貌創造出的懸索橋隧道錨設計體系與錨索單根可換式預應力技術、火箭拋送先導索技術、山區狹窄地形1 +1 大跨度鋼管混凝土橋無風纜節段拼裝架設技術等。

3.2 山區高速公路的全新橋隧組合

針對山區高速公路中應用到的復雜線形，提出了橋隧組合的理念，在此基礎上建立了一個公路分岔隧道結構設計體系，其中的橋梁建設成套技術與隧道建設成套技術的提出與實際應用解決了各種實際問題，橋梁建設成套技術在四渡河特大橋中的應用有效解決了山區峽谷地形和小區域氣候條件下橋梁穩定性以及安全控制等難題，并由此得出了最合理的施工方法與能夠近距離隧道循環風相互影響的計算方法與施工措施，其中主要提到了針對長大巖溶與軟巖等各種高風險性隧道復雜水文地質環境，逐漸設計出了各種系統目的就是針對巖溶突水評判等問題，另外值得一提的就是綜合超前地質預報系統能夠有效預防各種地質災害，該項系統能夠有效保證在復雜的地質條件下進行高風險隧道的施工。該項技術主要是應用于各種橋梁結構中，主要能夠解決山區峽谷地形以及小區域氣候條件下橋梁穩定性以及安全控制的問題。而針對隧道采用的隧道建設成套技術主要是作用于各種高風險巖溶隧道，在提出了全新的隧道構想之下實現了山區狹窄地形條件下橋隧連接，能夠有效避免大型突水突泥等事故的發生，有效保證高風險隧道的施工安全。

3.3 山區高速公路路面技術

其中考慮到橋隧路面的施工，采用薄層瀝青混凝土(BBM)作為新路的表面層。其作為高速公路的磨耗層，在滿足防滑性能的同時還具有十分良好的高溫穩定性、低溫抗裂性、水穩定性與耐久性能等。BBM 在粗集料的選擇方面需要符合表1 的標準。

表1 BBM 中粗集料性能指標

為了能夠保證山區高速公路路面的良好性能，在粗集料的選擇方面其嵌擠能力要較為良好，磨耗損失指標也應該有一定的提高，必須在滿足洛杉磯磨耗損失的要求下按照ASTM TP58－00 進行微型狄發爾磨耗試驗。

而針對細集料，必須采用機制砂，可以是石灰巖也可以是玄武巖，其具體的技術要求見表2。

3.4 隧道管理相關技術

考慮到山區高速公路中隧道都較長的特點，再加上隧道又是安全事故高發區，為此建立了結構全壽命整體安全全自動識別健康監測系統，主要針對于隧道管理，其能夠有效保證結構運用期的安全。另外隧道群交通安全預警技術、通風與照明綜合節能技術不僅體現出了當下山區高速公路建設中具備的環保意識與環保理念，其還從實際運營中節省了能耗，有效提高了山區高速公路的整體運營水平。另外考慮到與農村公路的聯合使用，首先提出了將施工便道與山區農村公路網建設結合的模式，不僅有效降低了與農村公路重疊帶來的問題發生率，還有效提高了公路的使用率。

表2 細集料性能指標

4 結 語

總而言之，山區高速公路建設成套技術直接對我國的山區高速公路的建設有一定的指導與輔助作用，有效解決了重大技術難題，對設計方案與施工進行了優化，同時對我國的山區高速公路網的建設進程有一定的推動作用，從實際的社會效益來看，其對縮小地區差異、拉動就業、帶動當地經濟發展有著重要作用。借助成套技術其不管是從工程造價、施工設備還是縮短工期等各個建設方面都帶來了全新的改革，其必定會在我國西部大開發中具有十分良好的應用前景。

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