越嶺路段公路設(shè)計(jì)方案比選分析

謝長洲

(廣西交科集團(tuán)有限公司，廣西 南寧 530007)

0 引言

山區(qū)公路設(shè)計(jì)中經(jīng)常需要在山陡溝深的路段布線，難免會出現(xiàn)高填路堤或者深挖路塹的路段，伴隨著高填深挖路基在建設(shè)期間和運(yùn)營期間出現(xiàn)的破壞問題，用高架橋方案來替代高填深挖路基方案的現(xiàn)象越來越多。因此，在路線設(shè)計(jì)期間，加強(qiáng)方案定性定量分析比選，對山區(qū)公路設(shè)計(jì)成果質(zhì)量保證非常有必要。本文針對某二級公路越嶺路段設(shè)計(jì)方案比選進(jìn)行分析介紹。

1 比選路段概況介紹

比選路段位于越嶺線上，該處地貌類型屬構(gòu)造剝蝕低山地貌，線位位于低山中上部，處于陡坡地帶，其所在邊坡整體坡度約45°，線位邊坡下部為舊路，通過舊路邊坡，可見全風(fēng)化砂巖出露。由于公路線位附近山坡自然坡度較陡，地質(zhì)條件較差，該路段設(shè)計(jì)無法避免高填深挖，無論是選擇路基方案還是橋梁方案，都避免不了較大的工程規(guī)模和工程造價，在項(xiàng)目越嶺路段中屬于控制性工程，需要認(rèn)真研究，慎重選擇。

2 方案比選的具體步驟

2.1 加強(qiáng)地質(zhì)勘察，為方案比選提供可靠依據(jù)

通過地質(zhì)調(diào)繪、工程地質(zhì)鉆探、現(xiàn)場原位測試以及采集巖、土、水樣進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)分析等綜合手段，對路段附近地質(zhì)情況進(jìn)行了詳細(xì)勘察。勘察發(fā)現(xiàn)，路段位于斷層?xùn)|側(cè)，距斷層約100 m，邊坡巖體破碎，自然岸坡穩(wěn)定性較差，主要不良地質(zhì)為滑坡，附近存在多處土質(zhì)滑坡。因此該路段若做高填方路基方案，則沖溝位置填方坡腳距路中線約100～120 m，且挖方高度高約70～80 m，增加7級至8級深挖邊坡，高填方穩(wěn)定性難以得到保證。同時，填筑范圍較大，占地較多，環(huán)境破壞較大，不宜直接采用全路基方式通過。

2.2 結(jié)合前期整合資料，提出合理方案

根據(jù)外業(yè)調(diào)查和地質(zhì)勘察結(jié)果，考慮到高填深挖路基的不穩(wěn)定性，同時為達(dá)到盡快通過該地段的目的，提出方案一，即高架橋方案，通過設(shè)置高架橋直接跨過溝谷，盡量避免該路段內(nèi)土石方的開挖；為了減小高架橋規(guī)模，將路線向山側(cè)靠近，提出方案二，即高架橋+高邊坡方案，該方案利用地形設(shè)計(jì)成橋梁+路基+橋梁的方案通過，在減小橋梁墩高的同時采用小跨徑上構(gòu)架梁。方案一和方案二都是基于地形和地質(zhì)條件優(yōu)化的方案，需要進(jìn)一步深度比較和充分論證。

2.3 通過定性定量比較，進(jìn)行科學(xué)比選

方案一的優(yōu)點(diǎn)是橋墩數(shù)量少，對橋位路段的破壞少，土石方數(shù)量相對較少，有利于路線的后期運(yùn)營以及環(huán)境保護(hù)，工程造價相對低；缺點(diǎn)是跨山谷的兩個墩的墩高較高。方案二的優(yōu)點(diǎn)是橋梁墩高較低，施工方便；缺點(diǎn)是橋位處的線性指標(biāo)較低，同時兩座橋梁之間的路基段，邊坡挖深大，邊坡穩(wěn)定性差，對橋梁穩(wěn)定性也有不利影響。具體定量比較分析如表1所示。

表1 比選方案的定量比較表

從工程造價方面來看，方案二設(shè)置了多級挖方邊坡，不僅挖方數(shù)量增加較多，而且為了防止高邊坡出現(xiàn)穩(wěn)定性問題，還需要設(shè)置大量預(yù)應(yīng)力錨索、抗滑樁或抗滑擋墻等防護(hù)及加固措施，防護(hù)數(shù)量也增加較多；方案一中橋跨結(jié)構(gòu)屬于常規(guī)結(jié)構(gòu)，可進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化施工，對于橋墩處邊坡的開挖，開挖面相對較小，設(shè)置的防護(hù)相對簡單。因此，方案一的造價小于方案二。

從工程可靠性方面來看，方案二存在較大的挖方邊坡，根據(jù)山區(qū)公路設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)土質(zhì)或類土質(zhì)邊坡高度>20 m時，邊坡的穩(wěn)定性方面存在的問題比較多[1]，施工前需要充分考慮邊坡的穩(wěn)定問題，施工時要加強(qiáng)邊坡防護(hù)的設(shè)置，同時加強(qiáng)邊坡沉降的監(jiān)測，整個過程對施工可靠性提出很高的要求；方案一采用高架橋方案，橋跨采用標(biāo)準(zhǔn)跨徑，基礎(chǔ)采用樁基礎(chǔ)，上構(gòu)施工工藝成熟，基礎(chǔ)沉降較小，施工可靠性較高。因此，方案一工程可靠性優(yōu)于方案二。

從占用土地方面來看，目前國家大力推行耕地保護(hù)政策，引導(dǎo)各項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)要節(jié)約集約利用土地資源，在方案比選時也應(yīng)貫徹這一思想。方案二占地較多，開挖面較大；方案一是全橋梁結(jié)構(gòu)方案，同時路線長度短，橋梁跨徑大，橋墩數(shù)量少，進(jìn)而引起的邊坡開挖量更少，公路占用的土地面積也更少，達(dá)到了保護(hù)土地的目的，避免山區(qū)的耕地流失。因此，方案一占用的土地少于方案二。

從環(huán)保友好度方面來看，在工程建設(shè)中要做好水土保持和生態(tài)保護(hù)等環(huán)境保護(hù)工作，注重公路建設(shè)與周圍自然景觀相協(xié)調(diào)[2]。方案二存在高邊坡，邊坡階數(shù)較多，挖方的土石方數(shù)量以及挖方的范圍都比較大，對于局部環(huán)境破壞較大，景觀效果也較差，與周邊自然景觀協(xié)調(diào)性較差，帶給行人和駕駛員視覺感較差。方案一只有橋墩處需要對原地貌進(jìn)行改變，且施工作業(yè)面積相對較少，開挖土石方相對較少，對環(huán)境保護(hù)更好，路段與周圍景觀協(xié)調(diào)性較好，后期景觀恢復(fù)也較容易，加之橋跨結(jié)構(gòu)簡潔美觀，施工完做好恢復(fù)后，將橋梁與周圍景觀融為一體，對景觀也是一種有效提升。因此，方案一的環(huán)保友好度好于方案二。

根據(jù)上述定量定性分析得出結(jié)論：方案一優(yōu)于方案二。

3 結(jié)語

在國省干線公路不斷深入推進(jìn)建設(shè)的時代背景下，對公路設(shè)計(jì)水平的要求也在不斷提升。同時，在山區(qū)公路設(shè)計(jì)中涉及的各種問題也更綜合、更復(fù)雜，不能簡單通過設(shè)計(jì)指標(biāo)的優(yōu)化選擇路線方案。在考慮基本農(nóng)田、環(huán)境保護(hù)區(qū)、重要林區(qū)等基本限制因素外，對復(fù)雜路段還需要從集約用地、環(huán)境友好、工程可靠以及合理造價等方面進(jìn)行定性定量分析，開展更加科學(xué)細(xì)致的對比分析，在保證工程科學(xué)合理的基礎(chǔ)上，選擇更加環(huán)保、經(jīng)濟(jì)、適用、美觀的公路設(shè)計(jì)方案。