复杂地形条件下山区高速公路总体设计的分析

复杂地形条件下山区高速公路总体设计的分析

洪亚张帅兵白蕾

郑州市交通规划勘察设计研究院河南郑州450000

摘要：随着我国国民经济的快速发展和交通需求的不断增长，高速公路凭借其快速、便捷和点到点的灵活运输特点在大交通体系中的地位得到认可和提高，高速公路建设获得了蓬勃发展，随着路网的不断完善，国家对中西部开发的力度不断加大，高速公路的发展已全面进入山区。结合高速公路设计实践，本文主要就针对复杂地形条件下山区高速公路总体设计进行分析和探讨。

关键词：复杂地形条件；山区高速公路；总体设计

1山区高速公路工程特点

在山区高速公路建设中，面临着独特的地质、水文、生态条件，文章主要从以下几个方面具体论述了相应的工程特点。

(1)技术标准方面:公路技术标准拟定，需综合考虑公路网络规划、项目地位等因素，明确公路任务、功能、远景交通量，对于山区高速公路而言，还需考虑项目所在地自然条件，从生态保护的角度出发拟定技术标准。(2)技术指标方面:山区高速公路技术指标的选择要求与自然条件的结合，强调指标的均衡性。(3)地质勘察方面:山区高速公路不良地质，除平原区常见的软土、红粘土、高液限粉土等，还存在滑坡、泥石流、崩塌等灾害地质体，必须落实路线走廊地质环境的全面勘察工作，严格根据勘察结果科学选择路线方案。(4)路线方案方面:山区地形、地质、水文条件等是路线方案布置的重要基础，山区高速公路路线控制点分散，必须加强总体研究。(5)工程方案方面:山区高速公路工程方案与路线方案内在联系紧密，如:高路堤与高架桥、深路堑与隧道方案的采用，对路线方面有一定的制约作用，甚至会改变路面总体布局。(6)环境保护方面:山区高速公路强调与自然环境的和谐共处，保证公路顺畅、安全通行的同时，最大限度地减小对周边环境的扰动。(7)工程造价方面:基于山区高速公路相对较为复杂的水文、地质条件，其造价总体要高于平原公路，包括构造物、不良地质处理费用、环境保护费用等。

2总体设计原则

山区地带山岭沟壑纵横交错，地形复杂，滑坡、坍塌、落石等不良地质病害多，气候条件变化多端，总体设计原则如下:(1)以地形选线为基础，做好地质选线、生态选线工作；(2)贯彻“以人为本”理念，强调交通安全设计；(3)对典型工程方案实施综合比选；(4)实现路线走廊资源的最大化利用；(5)强调对三大关系的处理:公路与自然、人文景观的关系；公路与征地拆迁的关系；路线与水源地的关系；(6)关注土石方平衡问题，最大限度减小土石方数量，加强土地复垦、弃放造地、植被恢复设计。

3复杂地形条件下山区高速公路总体设计的分析

3.1工程概况

某山区高速公路路线建设里程全长39.910km，路基土石方为411.5万m3(计价方)；防护、排水工程量为41.17万m3；主线大桥为4703.77m/14座，中桥为435.9m/6座，小桥为47.5m/2座；特长隧道1座(累计双洞长13110.0m)，长隧道3座(累计双洞长5336.75m)，中短隧道6座(累计双洞长2930.8m)，隧道总计10座，双洞总长21377.55m；互通式立体交叉2处；隧道管理站1处，服务区1处，平顺养护工区1处，主线收费站1处｡隧道左线长13122m,右线长13098m;进口位于直线段上,出口平曲线半径R=1300m;平均纵坡1.59%,最大埋深约600m｡进口洞门为端墙式，出口洞门为削竹式。隧道地貌单元为基岩中高山；地质为层状灰岩、豹皮状灰岩夹泥质灰岩、豹皮状灰岩夹白云质灰岩，隧道围岩呈大块状砌体结构和碎块状镶嵌结构；水文地质类型为岩溶水和松散岩类孔隙水。隧道洞身围岩以Ⅲ、Ⅳ级为主，其中进口段围岩条件较好，出口段较差。

3.2总体设计要点

3.2.1路线方案

路线方案布置应在公路网规划规定的主要控制点之间较大范围内对所有可能的路线方案进行研究，确保不遗漏有价值的方案。通过对路网结构、项目辐射影响、路线长度、地质条件、建设条件、工程投资及规模、环境保护等方面进行综合比较论证，确定最佳走廊带，并落实到局部控制点（中小城镇、垭口及工程控制点等）。综合地形、地质、水文、生态和环境保护、工程造价、施工条件等因素进行局部方案优化比选，确定推荐线位。山区路线走廊狭窄，而且相对有利的地形及便利的工程建设条件贫乏，因而，各专业应互助协作，综合考虑，合理布局。山区互通式立交的布置位置和形式应根据地形、地质、河流、城镇布局、连接道路及交通流方向等条件进行比选。

3.2.2山区高速公路总体设计方案

综合考虑本路段的地形地质条件等，方案设计时严格按部颁《公路工程技术标准》(JTGB01－2014)设计，平面线形以曲线为主，以适应地形地貌变化，不片面追求高指标。平曲线半径采用大于规范规定的一般最小值，避免采用极限最小半径;在纵面线形设计时，要注重纵坡的均衡性，以适应平面线形地势变化，力求少用规范规定的最大纵坡，竖曲线半径采用大于规范规定的一般最小值，并尽量满足视觉需要的最小竖曲线半径值，以利行车的舒适性。平纵组合着重考虑平纵指标的搭配和对应关系以及与公路构造物的协调，本项目由于特长隧道、长隧道较多，因此平纵指标显得较高。

3.2.3环保优先、注重安全的设计理念

环境保护工作目前越来越受到人们的重视，山区公路建设开挖土地和山坡面积较大，对沿线的环境影响也大。坚持“环保优先”的建设指导思想，符合我国环境保护的基本国策，有利于公路建设的可持续发展，代表现代及未来公路建设指导思想的发展方向。山区生态环境脆弱，一旦破坏很容易造成水土的流失、生态的失横，造成无法弥补的损失。公路建设的本身或多或少都会对自然生态产生影响。公路建设和运营期间，处理不当可能使自然景观失去原始状态，也容易破坏生态系统的功能结构，打破相对稳定的生态系统，导致破坏自然生态的平衡，设计过程中应树立环保优先的设计理念，重点考虑水土保持、森林资源和野生动植物的保护、合理规划公路建设中废弃物的处理，净化公路两侧的环境，保护好河道和水库，防止水污染。此外应注意噪音、粉尘、尾气、取弃土场等对环境的影响，在近村、镇的地方要做好隔音、降尘的处理。

注重安全的设计理念。设计过程中对路线全线双向以运行速度进行检验，找出运行车速与设计车速差值较大的路段，对路线平、纵面线形进行修正。同时由于山区地形往往高差较大，设计中应尽量避免连续长大下坡路段，不可避免时，需设置紧急避险车道。

3.2.4气候条件对路线线位的影响

山区气候条件复杂，甚至有时候会决定路线走廊的成立与否，例如有的地区雾雪天气较多，这就要考虑尽量在阳坡布线，路线是否有可能在纵面上避开多雾区。对雨水较多地区则要注意排水设计，避免公路运营期间的水损破坏。气候条件对公路运营和行车安全都有较大的影响，路线方案的确定要充分研究项目地区的气候条件，尽可能把路线布设在自然气候灾害影响较小的地带，提高运营安全性。

结语

山区高速公路的设计比平原区要复杂，制约因素更多，工作中要在考虑多方面因素，进行多方案论证、比选的基础上确定总体设计方案，合理选用技术标准以保证行车安全舒适，在保证通行能力的同时，充分发挥投资效益。高速公路设计不仅是技术工作，更应作为一门艺术、一种创造，每一项工程都存在很多问题，设计者的职责就是要以最适宜的、科学的方法来解决这些问题。

参考文献

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