某省道改线公路工程路基工程设计

李晶晶，胡宗允

(中国水电顾问集团华东勘测设计研究院，浙江杭州310014)

0 前言

与某水电站交通关系最为密切的是穿越工程坝址区的原有省道。由于水电站的建设需占用原有某省道部分路段，为避免工程建设对地方交通的影响，宜尽早对工程枢纽区和水库影响区的路段进行改线，使工程建设期和运行期的省道均保持畅通，同时也避免电站施工期间地方交通对电站施工的干扰。

1 某省道改线公路工程概况

某省道改线公路工程位于四川省，地处大渡河流域，地貌以山地为主；公路左侧是高而陡峭的山体，右侧是低而深的大渡河。道路路面宽度为6.5 m，路基宽度为7.5 m，沥青混凝土路面。其主要特点是地形、地质条件差，施工条件差，施工场地布置困难等，见图1、图2。

根据原有省道现状地形及水电站施工的需要，改线公路工程主要技术指标基本沿用现有公路的既定指标，以维持省道沿线的一致性和均衡性。改线公路基本维持现有道路线型，对低于洪水频率P=2%的回水高程路段，需抬高路基高程。由于现状省道在水电站坝址附近的路面高程低于大坝的坝顶设计高程，大坝的修建必将截断现状公路；另外公路左侧山体岩壁陡立，右侧路堤也是陡壁。如考虑明线过坝，公路交通、坝基开挖、坝体浇筑将造成相互干扰、相互制约等极为不利的影响。因此，为确保地方交通的顺畅及水电站大坝施工的顺利进行，在电站坝址施工区影响范围内，线路采用新建隧道方式绕过水电站坝址以彻底解决电站施工对社会车辆的交通干扰。其它需抬高路基高程路段的改线原则为：内侧地形较为平缓的路段，采用路线适当向山侧偏移的方式以减少填方量；道路内侧为陡崖的路段，采用道路外侧设置挡墙，就地抬高路基高程，以避免扰动现有高边坡。

改线公路全长约为12 km，其中路基标高不满足电站蓄水后2%的洪水标准的路段共5段，改建线路总长为5281 m，其中新建的绕开坝址的隧道长2006 m。除改建段外省道其它线型均保持不变，纵坡根据回水高程需要做适当调整。

2 路基工程设计

2.1 路基横断面设计

（1）填方路段

对于地形坡度缓于20°的内、外侧路堤，在条件允许的前提下（包括放坡条件、料源条件、分层碾压施工条件等）采用放坡填筑，并根据填筑高度及筑路材料确定坡比。路堤边坡一般采用1:1.5；横坡陡于1:5的坡地上的填方路基，在填筑前需将地面挖成梯台，台阶宽度不小于2 m，台阶顶面应做成2%～4%的反向横坡。填方路段路基横断面见图3。

对于地形条件陡于20°或不具备自然放坡条件时，则采用挡墙收坡，并根据地形情况、挡墙高度及填筑料源的不同，分别采用路肩墙或路堤墙收坡，见图4。

（2）半填半挖路基

路堑边坡根据地质情况分别采用1:0.25～1:1，边坡开挖宜根据不同的地质条件考虑不同的爆破开挖方式。边坡开挖应自上而下逐层进行，对于高陡边坡路段应采用光面爆破，并严格控制药量，以减少对边坡岩体的扰动，见图5。

2.2 路基处理

（1）路桥过渡段桥头路基处理

当桥台位于覆盖层或强风化层时，回填路基与桥台混凝土之间的沉降量相差较大，为减少路桥过渡段的不均匀沉降，在开挖时应根据地形设置台阶，台阶开挖宽度为150 cm，高度为100 cm。并在路基回填时加铺两层土工格栅，第一层铺于路基顶面，第二层铺于路基顶面以下50 cm处，陡坡路基可参照此方法处理。

（2）旧路基及基底处理

在省道改线公路工程中，设计应该结合旧路的实际使用情况和纵坡的需要确定路基高度，一般原则是在旧路基上设置整平层加路面层厚度。

旧路作为新路的基础，为保证其稳定性和承载力，对已经沉陷、松散的路段必须进行换填处理；对已经开裂松散的路面材料必须全部刨除干净，以达到满足要求的回弹模量和平整度，方能填筑新路；旧路为沥青混凝土的需将原沥青混合料全部清除干净，因为沥青混合料在持续高温下容易软化而丧失现有的承载力而使新路受损。

在改线公路中新、旧路衔接处处理一定要严格按照技术规范要求施工，以免造成路基的不均匀沉降或者滑坡而形成裂缝。新、旧路面路基衔接设计见图6。

2.3 特殊路基处理

省道改线公路工程部分路段库区蓄水存在塌岸影响，对不同的路段分别进行挡墙支护处理和洞渣压脚处理，见图7、图8。

2.4 路基防护工程设计

为确保公路的正常运行本工程所采用的边坡支护措施如下：

（1）路基挡墙

挡墙防护采用的型式主要有：仰斜式上挡墙、护肩及重力式下挡墙或衡重式下挡墙。护肩和衡重式下挡墙顶面不包括在路基宽度内，重力式下挡墙有路肩墙及路堤墙。对于墙高超过12 m的挡墙，12 m以下部分当作整体性混凝土基础处理，并根据山体坡度考虑设置基础抗拉和抗剪锚杆，必要时可设置锚索。

由于省道右侧为大渡河，部分路基局部边坡存在崩塌或者被水流冲刷的情况。对此，应先清除崩塌土体，将结合处的老路基开挖成宽1 m～2 m，向内倾斜2%～4%的台阶，外侧边砌筑浆砌片石挡墙，边分层回填碎石土并压实；同时在河沟设置必要的水流导治结构物，以保护路基，见图9。

（2）护面墙

护面墙有全坡面浆砌式护面墙和窗口式护面墙，根据需防护坡面的具体情况决定采用的护面形式；墙体采用M7.5浆砌片石，每10～15 m设置一道宽2～3 cm的伸缩缝，以沥青油毡填塞。

（3）边坡支护

对风化较严重、稳定性差的挖方边坡，则根据坡体的性质采用光面爆破、浆砌片石护面墙、岩石锚固、边坡喷浆、挂网喷锚等多种型式进行优选。

对于岩石节理发育、易产生顺层滑移的路段，采用中长锚杆、锚索加固边坡，坡面做挂网喷浆护坡防护，以防卸荷节理张开及坡面进一步风化，从而影响边坡稳定。

（4）边坡绿化

对于土质边坡，根据边坡稳定的需要确定马道和边坡开挖值，在坡面上设置格栅骨架植草绿化，防止因土体风化所造成的水土流失。

2.5 路基、路面排水设计

现状的省道路基设计的洪水频率是1/50，排水系统由路拱、实体护坡、路基边沟、排水沟、急流槽和沉砂池等组成。原有排水系统使用情况良好，因受将来库区蓄水的影响，适当的抬高路面高程，排水系统中的路拱、路基边沟、沉砂池、排水沟等需要相应提高。

为确保路基的稳定与安全，对地表水应结合地形特征，采用截、排、引等措施，将地面水顺利快捷的引出路基范围之外。排水系统与现状的排水设施顺接，保证流水顺畅。

（1）对于地表水的排除，主要利用M7.5浆砌片石截水沟。季节性上方来水较大的挖方边坡外侧及高边坡碎落台设置截水沟，将来水引排至自然沟道或通过边沟、排水沟排出。经过耕地的路段，路基两侧均设置边沟或墙趾边沟。

截水沟一般采用梯形断面，根据不同路段地表水流量，采用不同的断面形式。梯形边沟底宽0.4～0.5 m，沟深一般为0.5 m，但局部因排水纵坡需要而改变沟深时不受此限，沟内、外侧边坡为1:0.5，与路肩衔接一侧埋入自然地面下不小于0.5 m。当为岩层地基时，清除表层风化层后，置于岩石上；当风化层较厚，并且风化层埋置深度较深时，可置于相应容许承载力的风化层中。

（2）对于地下水的排除，主要采用暗沟、渗井和渗水沟等设施进行引排，将地下渗水、泉眼水及基岩裂隙水等引排至路基附近的地面排水设施或自然沟槽内。

（3）路面排水主要通过矩形边沟引至附近排水设施或自然沟槽内，矩形边沟的内底宽0.4 m，深为0.4 m，局部因排水纵坡需要而改变沟深时不受此限。为利于路面排水，路拱横坡采用2%，路肩横坡采用3%，路线最小纵坡不小于0.3%。路面水通过路面横坡分散排水，两侧路肩采用C20水泥混凝土硬化，以防路面水渗入路基中或直冲路肩。

（4）挡墙应在墙身距地面30 cm以上设泄水孔（10 cm×10 cm），孔距一般2～3 m，上下交错设置，使路基内外的水位差基本保持不变。

3 结语

改线公路工程不但要满足水电站大坝施工的顺利进行，还要确保地方交通的顺畅。因此改线工程要尽量利用原有工程和设施以减少占用土地和废弃工程，从而降低工程投资。设计要合理正确的运用技术标准，保证线型的连续性和均衡性；要安全实用、经济合理并注意工程施工对自然环境的影响；公路路基施工质量控制，关键在于基底适当处理，上下衔接紧密；路基的填筑材料要符合规范，保证强度和稳定性；注重特殊路基处理，保证边坡稳定；保证排水设施完善，以彻底控制水对公路的影响[1]。要充分注意改线工程沿线的农田水利设施，保证灌溉水渠的畅通和水利设施的完善[2]，从而使改线公路工程对沿线居民的生产、生活影响减少到最低。

[1]李建宁,李亚平,张宇.对旧路改建路基施工质量控制的研究[J].科技与经济,2006(3):123-124.

[2]魏伯忠.山岭区公路选线设计的体会[J].科技交流,2004,141(1)：62-66.