論山區高速路線設計影響因素

摘要 山區高速公路作為國家公路網建設的重要組成部分，在山區經濟發展中發揮著極為關鍵的作用。但由于山區地形復雜，地質構造變化較大，給山區高速線路設計帶來較大困難。為有效提高山區線路設計合理性，充分發揮道路使用功能，并保證山區高速公路安全穩定運營，該文章根據山區地形特征及生態發展要求，分別從地形地貌特征、地質構造、環境保護、區域規劃及造價五個方面分析了對道路線路設計的具體影響，并提出了科學合理的設計優化建議，以期能有效確保山區公路設計的合理性，提高山區公路建設的經濟、環保及社會效益。

關鍵詞 山區高速公路項目；路線設計；設計因素分析

中圖分類號 U412.366 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2024）07-0043-03

0 引言

山區地形條件復雜多變，地勢起伏較大且溝谷河流分布眾多，在進行高速公路設計時需考慮的因素較多，如地形地貌特征、地質條件、生態保護、投資成本等，任何方面考慮不到位，都會在一定程度上降低高速路線設計的整體效果，影響公路建設的綜合效益。為此，為提高山區高速路線設計水平，保證山區公路建設的順利實施，該文系統分析了山區高速路線設計的影響因素，并提出了設計優化建議，具有重要意義。

1 地形地貌因素對山區道路線路設計影響

1.1 縱向地形因素影響

山區公路沿道路縱向地勢起伏大，并且構造形式不同，其縱斷面示意，如圖1所示。對于山區高速公路項目，在進行線路設計時，應提前做好山區地形勘查工作，根據地形特征、地質構造、交通需求等各方面因素進行統籌設計，以有效提升公路設計安全性、經濟性[1]。

1.2 橫向地形因素影響

山區地勢陡峻，地質構造復雜多變，高速公路路線具有落差大、縱橫向坡度相互交錯等特征，其橫斷面示意，如圖2所示。

山區公路設計時，道路橫坡主要包含1∶1、1∶2及1∶4三種形式，通常對于地形變化較大路段，其道路橫坡較大，為保證道路安全性、可靠性，需采取必要的路基加固措施，如增大路基邊坡平臺寬度、階梯開挖、設置擋墻等。對于地形落差較大部位，需通過橋梁進行路線過渡，但其樁基及墩臺施工較為困難，所以山區線路設計時應盡可能繞避橫坡較大地段，若難以繞避，需對橋梁實施加固處理，并對設計方案的經濟性、技術性實施分析，從而確定出經濟合理的設計方案[2]。

2 地質因素對山區道路線路設計影響

2.1 斷裂構造因素影響

斷裂構造為典型的不良地質條件，在斷裂構造作用下圍巖會產生破裂，強度、剛度、穩定性顯著下降，極易引發滑坡等地質災害。按照圍巖破裂基本特征，斷裂構造主要包括斷層、節理及裂隙三種形式。通過現場勘查，該山區公路沿線存在由南向西的斷裂構造，并且分布范圍較大。

（1）該山區公路場區內斷裂帶分布廣泛，占道路整體長度的80%，周邊巖體裂解、破碎，并出現圍巖偏斜現象。圍巖呈現明顯的節理特征，以3～4節理裂隙為主，并且大部分裂縫呈封閉狀態，局部裂縫呈現擴張狀態，裂縫分布較為密集，每延米大約2～6條，其中圍巖破裂區域裂縫長度較長。斷裂構造使得圍巖破裂為形狀不一的碎塊，嚴重破壞巖體整體性，降低結構強度和承載能力[3]。

（2）節理裂隙發育加速圍巖結構碎裂，顯著降低結構穩定性，并導致地下水滲透，對周邊圍巖造成浸蝕破壞；加之路基開挖影響，導致路基邊坡穩定性急劇下降，從而引發更加嚴重的災害。同時，節理裂隙作用下，圍巖強度顯著降低，造成樁基摩阻力不足，不宜進行樁基施作。

（3）場區內斷裂構造主要為節理、裂隙，會在一定程度上影響隧道巖體穩定性，并且引發地下水滲透，隧道開挖階段如果處治不到位，極易引發洞體垮塌問題。

（4）路基施工完成后，在結構自重影響下，斷裂構造部位將會產生路面裂縫及差異性沉降等問題，需對圍巖實施加固處理，從而造成施工成本增加。因此，在進行公路設計時，綜合考慮圍巖穩定性及成本等各方面因素影響，科學優化設計方案，盡可能繞避斷裂地段[4]。

（5）斷裂構造造成圍巖結構開裂，顯著降低圍巖強度，極易引發邊坡滑坡、垮塌災害，尤其對于地質軟硬不一地段滑坡風險更高。

2.2 巖溶因素影響

巖溶又稱“喀斯特地貌”，主要是在地表及地下水流持續沖刷、浸蝕作用下形成的地貌類型。按照巖溶發育形態，主要包括地表巖溶與地下巖溶兩大類，在進行山區公路設計時，需充分根據場區內地形地貌特征科學規劃道路線形，盡可能繞避地表巖溶區域[5]。

地下巖溶具有較強的隱蔽性，通過常規調查手段通常無法準確了解其分布位置，給山區公路建設帶來較大風險，特別是桂、湘、贛等地區地下溶洞分布廣泛，高速公路樁基施工中極易出現溶洞坍塌現象，影響公路橋梁建設安全，并造成較大嚴重損失。因此，山區公路設計時，應強化地質勘探，采用先進技術手段對沿線地形、地質條件實施全方位調查，以有效繞避地下溶洞區域，提高公路建設安全，降低工程造價[6]。某山區公路地下暗河分布圖，如圖3所示。

2.3 崩塌因素影響

節理裂隙使圍巖強度降低，承載性能顯著下降，在外部荷載及自身重力作用下容易破碎。尤其對于軟硬不一地層，在雨水滲透浸蝕后，軟巖層發生裂化，容易出現失穩現象，而硬巖層由于節理裂隙存在，穩定性急速下降，在施工干擾及持續性降雨影響下，極易產生崩塌災害。

高陡邊坡地帶巖層結構復雜，層間構造差異性較大，圍巖完整性較差，在路基邊坡開挖時容易產生邊坡垮塌現象，導致工程建設無法順利開展。而對于花崗巖地段，風化程度較高，圍巖穩定性下降，在持續性強降雨影響下，邊坡容易產生滑坡、崩塌問題。因此，在山區公路設計時，應充分了解高陡邊坡崩塌產生機理，盡可能繞避崩塌地段，當必須經過崩塌地段時需采取科學有效的措施對邊坡實施補強加固，以有效提升邊坡整體穩定性，保證山區公路建設及運營安全[7]。

2.4 高液限土因素影響

根據最新《公路項目路基設計技術規程》相關規定，路基填筑材料液、塑性指數分別不得超過50IP和26IP，并嚴禁采用高液限土進行填筑，當必須采用高液限土作為路基填料時，應對其實施改良處理，待其性能滿足要求后方能用于路基填筑施工。

（1）高液限土濕度大、強度低，承載性能較差，通常不能直接用作路基填料，必須經過改良處理后，才能滿足使用要求，否則將會形成“彈簧土”，降低路基填筑質量，影響道路運營安全。從工程造價方面來看，相較于常規填方路堤，高液限土路基整體成本較高，其改良處理成本為12元/m3，但若將其棄之不用，將會增大防護及環保費用，并會對生態環境造成一定破壞。因此，與普通填料相比，高液限土無論是改良處理，或是棄之不用其綜合成本均會較大。

（2）高液限土壓縮模量較大，含水率高，在降雨作用下容易達到飽和狀態，如果在高液限土區域開挖路塹，容易造成邊坡滑坡災害，威脅道路使用安全。因此，在進行山區公路設計時，需強化地質勘查，充分了解沿線地質條件，以有效避開高液限土地段。當無法避開時，應采取科學方法對高液限土實施改良處理，確保滿足使用性能。

3 環境保護因素對山區道路線路設計影響

山區公路建設極大地方便了山區人們的生產生活，并有效推動了區域經濟發展，但同時也對生態環境造成了一定程度的破壞，導致水土流失、山體滑坡、泥石流等諸多災害。所以，在山區公路設計時，應重點考慮生態環境保護問題，最大限度降低對環境的影響，實現公路建設與環境的協調發展。

（1）在山區公路設計時，應充分做好現場調查工作，全面了解生態環境分布特征，堅持綠色環保設計理念，合理規劃線路布局，從而有效減少對沿線生態環境的破壞，推動山區公路建設和山區環境的和諧發展，實現人與自然和諧相處的局面。

（2）山區公路設計嚴格遵循“綠色環保”的設計理念，并在施工階段全面落實，科學做好各項環境保護工作，減少對生態環境的不良影響。同時，在山區公路設計時，應充分結合地域元素，科學融入當地文化特色，并保證設計連續性，將地域文化、環境、人文特色等各項元素有機融合在一起，實現山區公路與周邊環境的協調統一。

4 區域規劃因素對山區道路線路設計影響

山區公路連通性對推動當地經濟發展具有十分關鍵的作用，能有效促進山區產業轉型，實現經濟的全方位發展。

（1）山區公路設計時，應充分結合城區、工業區及重點農業區分布特征，合理規劃線路布局，盡可能使山區公路經過或接近上述區域，為工農業生產提供便利，并降低各區域之間的沖突，保證山區公路建設的順利開展。

（2）山區公路設計須根據區域規劃及當地交通狀況進行合理選線，若線路布置不合理，會嚴重影響公路使用價值，降低項目建設的綜合效益。

5 造價因素對山區道路線路設計影響

山區地形較為復雜，在進行高速公路建設時，所需建筑材料較多，并且施工難度較大，需采取的安全、技術等各方面措施較多，顯著增大工程建設成本。所以，在進行線路設計時，應根據山區地形、地質及實際交通需要，科學進行線路設計，在保證路線安全、合理的前提下，最大限度降低造價。

6 結論

綜上所述，山區地形條件復雜多變，地勢起伏較大且溝谷河流分布眾多，高速公路建設難度較大，山區地形條件、地質構造、區域規劃及工程造價等各方面因素，均會對公路建設造成不利影響。因此，在進行高速線路設計時需綜合考慮地形、地質、環保、造價等因素的影響，根據山區實際情況，合理規劃線路布局，最大限度提高路線設計合理性，確保道路使用功能得到充分發揮，從而提高公路建設的綜合效益，推動山區經濟的全面發展。

參考文獻

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