柬埔寨山区公路路线设计要点

2020-05-12 02:10徐永关海超
价值工程 2020年10期
关键词:山区公路定线选线

徐永 关海超

摘要:近年来,柬埔寨的公路建设快速发展,相对于平原区升级改造,山区公路建设地形、地质条件复杂,项目建设难度大,安全风险控制要求高。本文结合项目设计选线、定线过程,提出路线设计要点。

Abstract: In recent years, construction of highways in Cambodia is in rapid development. With contrast to the highway construction for upgrading and rehabilitation on the plain, that on mountainous areas has met great difficulty due to the complicated topography and geological conditions as well as high requirements for safety and risk control. The article puts forward key points for alignment design by combining the process of alignment selection and adoption in this project.

关键词:山区公路;选线;定线

Key words: highway in mountainous area;alignment selection;alignment adoption

中图分类号:U412.3                                      文献标识码:A                                  文章编号:1006-4311(2020)10-0180-03

1  项目特点

柬埔寨地处于东南亚,属于热带地区。山区植被茂密,山高坡陡,地形条件复杂。不同路段地质变化较大,同时区域降雨量大,水流速度快。受当地经济条件的制约,区域内基础资料匮乏,政府部门缺少地形、地质图等资料。前期项目,在未进行地形图测绘和地质勘察的情况下,路线选线及方案比选较为困难。柬埔寨人口密度较小,尤其是山区段,项目沿线村镇分部不均,路网欠发达,外业调查难度大。同时山区项目多位于原始森林和保护区区域,环保要求高,对路线选线要求较为严格。

2  设计原则

山区公路路线设计,应结合地形地貌、水文、地质和道路服务功能等因素,对可能的路线方案进行充分比选。根据柬埔寨经济条件及区域交通组成等,合理控制工程规模,在满足规范要求的前提下,应灵活掌握平纵面设计指标,尽量节约用地、减少拆迁、方便群众出行。根据沿线工程地质条件、现有道路、河流、地下光缆、高压电塔等地物分部,选择恰当的路線方案和路基防护型式,合理布设结构物,严格控制路基填、挖高。使平、纵面线形均衡、流畅,防护形式、公路构造物设置与自然环境相协调。路线选线应考虑带动沿线经济发展,以相对经济的工程造价,取得尽可能好的社会综合效益和提供较高的服务水平。同时路线选线应注重环境保护区和环境敏感点的避让。

3  选线、定线过程

3.1 前期阶段

3.1.1 根据路网规划、控制点,确定路线走向

柬埔寨某公路,路线里程约200km,项目区域经济发展较为落后,但经济增长率较高,发展潜力较大。路线选线根据路网规划,以及拟建项目在路网中的作用,结合区域内地形、地质、水文等自然条件,同时结合沿线村镇分部等情况,处理好公路与沿线城镇的关系。项目建设应对项目沿线经济起到辐射和带动作用,合理选择路线走向和控制点是关键因素。首先,通过确定必经的控制点,把约200km项目分成多个路段。将路线分段进行比选,进一步研究每个段落的方案可行性。

3.1.2 加强前期总体方案比选

方案比选是设计的广度、深度和质量要求关键,通过“定性比较、定量比较和同深度比较”才能确保推荐路线方案合理性。

国内一般项目分为工程可行性研究、初步设计及施工图等阶段,特殊项目需增加技术设计阶段。为适用柬埔寨项目商务需要,本项目分为前期设计和施工图设计两阶段,因此,前期设计应加强比选方案,避免遗漏重要的可行方案。通过对项目区域地形、地质、地物及环境敏感点等控制因素分析,及考虑沿线村镇分部及沿线经济发展的需求,进行走廊带方案比选,择优选择路线方案。

3.1.3 注重局部方案比选

确定总体方案走向后,应根据局部地形、地质、特殊工点、施工难易度及其他控制因素等,注重局部方案的比选。路线方案应考虑经济可行,技术合理,工程规模可控。

本项目为山区项目,考虑项目经济性的同时,更要保证项目安全性。设计线位需根据地形、地质情况,合理选择线位,应避让不良地质区域,降低不良地质的影响,同时优化设计线位,减小填、挖方边坡高度,降低项目风险。

例如项目某跨河路段,地形条件为两山夹一沟,河流处沟深约100m。根据地质调查,该区域揭露地层为沉积岩,以泥质砂岩、泥岩为主,产状基本接近水平层理。根据地形、地质条件及工程规模考虑,共布设方案A和方案B两方案,进行比选。(图1)

方案A采用高架桥方案,河中心底部到纵断面设计标高高差达105m,共设置桥梁长约600m。主跨采用变截面连续刚构,主墩填高75m,引桥主梁采用40m跨径T梁。

方案B为展线方案,桥梁长度为220m,墩高22m,桥梁长度和墩高均明显减小。上部结构为30m小箱梁,桥梁规模和造价明显降低。但路线位于陡坡路段展线,地面横坡极陡,坡度接近1:1。路基填、挖方工程规模过大,大部分路基均需要设置下支挡,挡墙最大高度为12m,已达到常规挡墙极限高度。挖方边坡最大挖深约98m,深挖路堑长度约1000m。同时考虑到本区域属于典型的砂泥岩互层,水平层理,边坡高、陡,容易发生滑坡、坍塌现象。

拟建项目为三级公路,设计时速30km/h,道路等级较低,从工程经济性考虑,方案B工程造价低。但考虑到项目区域降雨较大,地质属于典型的砂泥岩,高边坡路段经过雨水冲刷,容易发生坍塌、滑坡等自然灾害,安全风险较大,且项目后期养护成本高。综合分析,以项目全寿命周期、安全性、经济性考虑,推荐采用高架桥方案。

3.2 勘察设计阶段

因本项目为项目前期和勘察设计两阶段。因此,在勘察设计阶段应注重局部路段方案比选和优化,尤其是地形、地质条件复杂及特殊工点路段。应加强局部路线方案优化,合理降低特殊工点长度,减小构造物规模,降低工程风险。

前期方案,方案C1采用自然展线方法,新建爬坡路段,局部路段纵坡较大,设计线位局部路段横坡陡,造成挖方工程规模大,边坡最大挖深约40m。勘察设计阶段,经现场地质勘察揭露,区域地质相同。地表为全风化砂岩,可见由不均匀风化造成的孤石出露,随着坡体的开挖,对原有边坡受力结构破坏。同时受孤石作用的影响,容易产生崩塌等现象。定测线位在区域地质条件相同的情况下,尽量避让横坡较陡区域,选取坡度较缓的区域进行展线,同时结合地形条件,降低路线指标,减少高填深挖路段,减小工程规模,降低项目安全风险。

同时,通过路线指标分析。平面指标,由于方案K(浅色线位)采用回头曲线进行展线,方案C1(深色线位)平面指标明显优于方案K。但方案C1纵断面采用连续长陡纵坡进行展线,是长陡纵坡加短缓坡不利组合,采用运行速度方法对两方案运行速度分析和验证。(图3-图4)

通过运行速度分析,方案C1小客车运行速度在50km/h。且本路段运行速度匀速变化,速度差值较小,但大货车最低运行速度小于15km/h,低于设计速度的50%(设计速度30km/h)。同时考虑到本项目为重要的货运通道,货车比例较高,货车运行速度低,从而导致道路通行能力低。且本路段横坡陡,挖方边坡高,如增加货车爬坡车道,工程規模明显增加,经济性差。

方案K小客车和大货车的运行速度,在回头曲线附近均明显降低。但前后路段差异小于20km/h,满足规范要求。同时大货车最低运行速度为20km/h,高于方案C1,满足道路最低容许速度要求,方案K通行能力大于方案C1。

综合分析,虽然方案C1路线顺直,平面指标较好。但由于纵坡较大,货车运行速度较低,导致道路通行能力降低。方案K选择地形相对平缓的区域,采用回头曲线展线,有效的降低了平均纵坡,货车运行速度明显改善,工程规模明显降低。虽然回头曲线处平面指标较小,但考虑到道路为三级公路,回头曲线设置符合道路等级、区域地形、地质条件。因此,从工程规模合理性、经济性及道路通行能力综合考虑,方案K优于方案C1。

4  结束语

柬埔寨项目受缺少必要的基础资料的影响,路线方案比选较为困难。因此,在设计过程中,首先通过可行的技术手段,制作地形、地质图等,为路线布设提供必要的基础资料。同时,柬埔寨山区项目公路等级低,道路里程长,方案比选过程中,容易遗漏有价值的方案。因此,根据路网规划、沿线村镇分部、路线走向等,确定必经的控制点,对路线进行段落划分,确定路线走廊带方案。并根据项目特点及需要,进行定性、定量和同深度比选,择优选择路线方案。同时,由于项目分为前期和施工图两阶段,相对与传统国内项目,缺少初步设计阶段,因此,勘察设计阶段在加强路线优化的同时,应注重局部方案比选,保证项目合理性、安全性和经济性。

参考文献:

[1]JTG D20-2017,公路路线设计规范[S].人民交通出版社.

[2]关海超,等.浅谈海外山区公路设计方法及思路[J].价值工程,2019(6).

[3]张文勰,胡立伟.模糊层次灰色关联法在山区公路路线方案的应用研究[J].价值工程,2015,34(17).

猜你喜欢
山区公路定线选线
定线员
基于压缩感知的电力系统故障选线研究
山区公路路基施工关键技术及质保措施研究
小波变换在电力线路故障选线中的应用
基于强跟踪滤波器的小电流接地系统故障选线
近似熵在谐振接地系统故障选线中的应用
定线成果数据库的建立