山区高速公路的设计理念

卢文杰

(深圳市高速公路工程顾问有限公司)

我国是一个多山的国家，所谓山区通常是指山地、丘陵和地形比较崎岖的高原。我国的山地占国土面积的33%，丘陵占10%，崎岖高原占10%以上，大体上讲，山区面积占国土50%以上，并且山区大部分地区经济滞后，为提高人民生活水平，交通便利是一个必要条件，因此，解决好山区的交通状况非常的重要。

1 总体设计

1.1 总体设计理念

公路设计的灵魂在于总体设计，总体设计中应以交通部公路勘察设计会议精神中的“八字方针和六个坚持、树立”为理论核心，在公路设计和建设中全面体现“坚持以人为本树立全面、协调、可持续发展的科学发展观”，通过采用灵活设计和创作设计，实现“安全”、“环境优美”、“节约资源”、“质量优良”、“系统最优”的目标。

(1)节约用地。土地，尤其是耕地，是极其宝贵的自然资源。筑路占地会加速减少本已不多的耕地，加剧对剩余耕地的压力，因此在设计中应尽量减少对耕地的占用。

(2)避免诱发地质灾害。修理公路中，路基的开挖或堆填会改变局部地貌，在地质构造脆弱地带易引起崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害。目前，山区道路选线已由地形选线为主变为地形控制与工程地质选线并重的综合选线。针对山区地形、地质、水文都比较复杂的情况，选线时要坚持系统分析原则、综合选线原则、整体最优原则等地质选线原则，尽可能地避绕工程地质不良地段。

(3)注意对生态敏感地区的影响。公路运输线路长，其间会穿越各种生态系统，如:各类自然保护区，野生动植物保护及栖息地，水土流失重点防治区，森林公园，成片林地与草原，水源区，湿地等。公路在穿越或接近这些地区时，有可能影响到这些地区的生态平衡，破坏自然资源。因此，公路建设就尽可能保证原有生态系统的连续性。

(4)减少水土流失。公路建设中，由于施工造成地表植被的破坏，使土壤表层裸露，土壤的抗蚀能力大为降低。此外，公路工程建设中还会产生大量取土或弃土、弃渣。这些松散的岩土孔隙大、结构疏松，若不加以处理，也会导致新的水土流失。

1.2 总体设计原则

(1)加强“设计中的灵活性”原则

不片面追求高标准，灵活运用指标，力求路线线形与地形、环境相协调，强调“势”与“动”的设计理念，做到线形指标的连续、顺适，不同的设计阶段，灵活性体现其侧重点。山区复杂的自然条件决定技术指标的采用必须因地制宜的选用技术指标，坚持路线与地形条件相互协调地原则。

(2)“贴近自然、协调和谐”的原则

依据“贴近自然、协调和谐”的原则进行桥隧及交叉等构造物设计，合理掌握互通式立交线形指标，在结构安全和满足需要的基础上充分考虑美学效果;加强大跨径桥梁、隧道的设计比选，使之建成后能够成为当地的一道功能齐全、安全顺畅、景观优美的风景线。

(3)合理利用路线走廊带资源，做好分期修建的论证

对于山区高速公路，由于区域的交通总量相对较小，大部分为过境交通，且增速度较慢，加上采用一次建成的方案所需要的资金量巨大，此时可考虑在进行充分分析论证的基础上，采取分期修建的方案，但对近期交通量较小，但路网功能比较明确的项目，标准选择上也应适当超前，而对采用分期建设的项目，在近远期标准、线位选择上要作统筹考虑。

(4)综合考虑公路建设与铁路、管线、水利等其他设施交叉处理

由于拟建的公路往往与既有的铁路、公路、管线等处于同一走廊带，出现平行或交叉的情况，对此应采用切实的保护措施。充分保留足够的净空，考虑改扩建的需求，与管线交叉时应设置检修通道。

(5)平纵面线形设计

隧道洞口段及隧道内部行车环境不同于路线上其他结构物，具有一定的特殊性，行车安全问题与隧道平纵面线形密切相关。尽管有时其平纵面线形满足现阶段规范及标准要求，但仍可能发生较大安全事故，需加强隧道段平纵面线形设计;结合了隧址区地形、地貌及工程地质与水文地质条件，考虑了隧道有对通风和控制测量等较为有利的优点，但山区高速公路由于地形、地质条件的限制，隧道内设置平曲线往往不可避免。在路线布线过程，尽可能采用大半径曲线。

(6)山区公路线形美学与景观设计是现阶段提出的更高要求。和谐既是美，这是美学的基础。目前，公路美学设计已经逐步得到应用和重视，公路美学与景观设计是相辅相成的，两者缺一不可。要巧妙的将美学与景观设计与公路设计有机的结合是公路美学设计的基础关键，在设计中应注意:①平面线形设计是美学设计的基础;②纵断面线形设计是美学设计的补充和完善;③景观设计是美学设计的关键;④公路绿化是景观路、生态路、环保路的具体体现。

(7)山区公路的边坡治理也是需要注意的重要问题。虽然在前面的环境保护产线形设计中也涉及到了山区公路的边坡治理问题，但边坡治理应该单独提出来作为山区公路的一项重要问题来予以解决。在山区公路勘察设计时，对路基设计，尤其是在高路堤、陡坡路段和深路堑处，要不同于一般路基，应精心设计，使边坡处于安全稳定的状态。

现在治理边坡的技术较多，主要有抗滑桩和锚索加固、预应力锚索+地梁、SNS柔性防护系统、三维植被网植草防护、土工隔栅和土工布、土工模袋混凝土、夯(冲)击式压路机等方法，具体处理措施可根据具体情况选用。

2 桥梁设计

(1)尽量采用中、小跨径为主的桥型、以方便施工，降低成本，山区基岩埋深一般较浅甚至出露，基础通常为干处开挖、浇筑施工，基础费用较低，桥梁综合最优跨径相对于一般平原地区，亦趋于以较多下部构造换取较小跨境。因此山区墩高在60 m以下时，均可考虑采用40 m以下的梁(板)式结构，50 m跨径的预制梁，由于吊装重量及施工难度大，除有特殊要求外，原则上在山区不要采用。

(2)山区高架桥通常沿山腰展布，横向地形变化大，墩、台、基础的设计对边坡开挖、山体稳定等环境的影响非常大，同时也对工程的景观效果产生重大影响，对桥面横坡较陡的桥梁，建议采用单柱单桩，以减少基础的开挖，通过加大桩柱和盖梁的尺寸来提高桥梁横向刚度，墩高较大时可采用Y型墩、薄壁空心墩等。如采用双桩式墩结合桩基浅表层地质情况、桥置处地震等级，尽量不设桩顶横系梁或承台，以减少对山体边坡的开挖。

(3)山区桥梁均位于人迹罕至的地区，日常保养非常困难，且山区较大的温差、温度和冰冻等对结构的防腐非常不得，在设计阶梯就应结合山区的工程特点、运营养护条件，充分重视结构的耐久性和可维护性。

3 隧道设计

3.1 洞门设计

隧道洞门设计结合洞门地段排水要求，综合考虑地形和地质条件影响，按照“早进洞、晚出洞”的原则，尽量减少洞口边仰坡的开挖，保证山体的稳定保持原地形的绿色植被坡面。洞口首先应保证结构的安全，能够承受洞顶回填土，且使道路免于落石、坍塌等的危害。洞门设计要有一种安全诱导作用，缓和洞门内外明暗差异降低眩晕度，解决驾驶车辆通过隧道时产生的“黑洞”、“白洞”效应，使驾驶人员视觉有较好的舒适性最后洞门应具有一种符号，象征意义，成为一种景观作用。

3.2 建筑限界与衬砌内轮廓设计

隧道内轮廓设计除应满足隧道建筑限界的规定外，还应考虑洞内排水、通风、照明等附属设施所需的空间，同时还应考虑土压力影响、施工方法等必需的富裕量，同时本着断面利用率高、结构受力合理安全可靠的原则进行合理选取。上下行分离和连拱隧道均采用单心圆，边墙为曲墙。上下行分离和连。

4 结束语

山区高速公路的设计中应加强高速公路总体设计，加强前期工程的深度，引入动态设计、动态管理的理念，特别是山区、地质复杂，建设难度大，不可预见的工程总是多，通过建设过程中的动态管理，能更好的保证工程质量和控制工程造价。

［1］王志强.高速公路建设对环境的影响及保护措施［J］.山西建筑，2008，(3).

［2］赵克程，牛兆霞.高速公路路径识别技术研究［J］.山西建筑，2008，(8).

［3］吴晓红.浅谈高速公路勘察设计［J］.山西建筑，2008，(12).

［4］孙明.山区改建高速公路路基，路面的综合设计［J］.黑龙江交通科技，2010，(10).