粤西山区高速公路“三改”问题与典型案例

（广东云茂高速公路有限公司，广东 广州 510623）

粤西地处山岭重丘区，雨季长且降雨量大，河塘密布。在高速公路建设过程中，部分既有道路网络和水系难免被截断，需要进行改路、改沟（渠）、改河等措施来恢复其功能，方便当地居民正常生产生活。由于改路、改沟、改渠/河（简称“三改工程”）往往与涵洞设计密切相关，因此本文将改路、改沟（渠/河）及与之相关的涵洞设计变更一并考虑。由于目前尚无统一的标准指导三改工程设计和施工，导致实施过程中出现了设计方案主观性大、施工质量参差不齐、天桥过高、通道积水，甚至净空不够等问题，成为激发路地矛盾的导火索，也成为滋生腐败的温床。据了解，某双向六车道高速公路高填方路基封闭了周围为陡峻山坡的山坳，而该处种有经济林，施工期仅设置了断面为2m×2m的过水涵，通车后当地村民提出无上山通道，树木无法运出，若采用顶管法打通路基做通道的费用达数百万元，远远超出施工阶段做涵洞的费用。江苏徐州市高速公路建设指挥部杨春霞以徐济高速公路为例，从设计、施工及政府协调等方面提出了改进措施；中交第二公路勘察设计研究院崔晋清提出了常见改路、改沟（渠）设计要点。为高效高质量解决三改问题，本文在深入分析其原因的基础上，归纳总结典型案例处理方案，提出改进建议。

一、“三改”问题类型及其原因

（一）“三改”问题点多面广、错综复杂

三改工程是高速公路建设的线外附属工程，涉及面广、工点分布零散，功能、利益交叉。三改问题形成的主要原因如下。

（1）高速公路修建阻断既有水渠、道路、河流、管道，未设计改建的；

（2）高速公路占用地方既有道路，原设计改路、改沟、改河与现场不符，需要调整；

（3）原设计存在改路、改渠高（低）于既有标准的；

（4）原设计改路（沟、河）长度不足；

（5）由于路基排水沟（边沟）尺寸不能满足雨季排水需求；

（6）改路、改沟、改渠、改河需结合改涵进行调整；

（7）考虑运营期安全，取消原设计天桥，增大涵洞断面、新增改路；

（8）考虑临永结合，与地方政府合作共建；

（9）考虑高山峡谷段桥梁运营期维护，修建检修道路。

某高速公路主线长155km，原设计三改工程395处，工程造价约为7300万元，施工过程同步施作三改工程。据不完全统计，对原设计三改工程变更的有96处，变更率24.3%；新增156处，较原设计增加约40%，工程造价增加约1800万元。可见，由于协调各方利益诉求、设计遗漏等各种原因导致的三改工程变更、新增比例接近65%。

表1 “三改工程”主要类型

（二）对“三改”问题重视不够

三改工程往往会改变当地出行者的出行习惯、改变水系流向，直接影响当地生产生活便利性。然而，与主体工程相比，三改工程往往得不到重视。在设计过程中，由于设计者经验不足、赶工期、地形变化等因素对地方既有道路和水系的调查不够深入，部分地方政府征地拆迁费用补偿发放不及时，不能对施工图中三改工程遗漏或不合理之处及时核查预判，容易导致三改工程遗漏或设计方案与现场不符的情况，返工甚至重复建设。

（三）缺乏配套的技术指南或规范

很多山区村道受地形条件限制，存在多处陡坡急弯，通行条件非常差，如完全按“对等原则”恢复，可能存在一定的安全隐患。如果按现行的高等级公路路线、路基、路面设计与施工标准，可能造成大填大挖，建设成本大幅增加。改路后，要尽量设计得更加合理，提高安全性能。然而，目前国内尚无统一的三改工程设计和施工质量验收标准，造成了三改工程设计与施工带有较大的主观性。设计方由于无统一标准，在参数取值上可能偏于保守，而施工单位可能会因三改工程要求低、有利可图，与地方政府合谋增加变更数量，导致业主利益受损，带来审计风险。2019年6月实施的《小交通量农村公路工程技术标准》（JTG 2111-2019）为改路提供了重要参考，但高速公路三改工程仍然缺乏系统性、针对性的设计、施工技术指标与标准。

二、案例分析

（一）改路

如图1所示，被高速公路封闭的周围陡峻的山坳，只设计了断面为2m×2m的过水涵，未考虑到村民上山砍伐、运输经济林的需要，遗漏改路，导致运营期路地矛盾，后期补救代价巨大。

图1 设计遗漏改路

如图2所示，平原区低路基段，设计团队为节约填方路基占地，降低路基高度，导致桥下、涵洞内路面位于凹曲线上，雨天积水严重，且桥下改路净空无富余量，导致难以改造，雨季经常引发矛盾。

图2 低路基造成的通道积水

如图3所示，利用填方路基平台设置改路，由于软基太深，清淤不彻底，运营期路基不均匀沉降导致主线路基纵向拉裂。

图3 利用填方路基平台设置改路

如图4所示，受地形限制挖方路段，可考虑利用挖方路基平台设置改路，但必须做好安全防护措施和限速、警示标志。

图4 利用挖方路基平台设置改路

同样地，可以利用桥下空间改路、改沟、改渠。如图5所示，某高速公路原设计“天桥+改路”路线长540m，路面为宽4.5m的水泥路，最大纵坡15%，填方3000m3，挖方58760m3，占地面积5953m2，天桥跨径为3×30+20m，净空高约30m，造价274.7万元，改路119.8万元。若取消天桥，采用增大附近“涵洞+调整”改路的方案，路面宽度不变，路线长1273m，最大纵坡12%，填方7860m3，挖方96660m3，占地面积21972.4m2。取消天桥可减少274.7万元；涵洞断面由1-4m×4m调整为1-6m×5m汽车通道并移位变更可减少39.2万元；改路增加86.4万元。合计节约227.5万元。可见，通过优化设计，顺坡就势，降低了施工难度，节约了造价，有利于运营期养护和行车安全。

图5 天桥改路

（二）改沟（改渠）

如图6所示，通过分割涵洞断面，满足排洪兼灌溉需求，实现一涵多用。在过人或过车兼过水的涵洞中，常采用抬高路面的方式，实现功能渠划。

图6 排洪兼灌溉

如图7所示，涵洞出口低于附近水田，如不解决灌溉问题，水田将变旱地。为把涵洞水引排至下游较高水位用于灌溉，在涵洞内设置挂壁式渡槽抬高水位。

图7 挂壁渡槽

如图8所示，该段路基穿过鱼塘，导致路基两侧鱼塘不能连通，左侧鱼塘无法供水；涵洞设置应考虑鱼塘的干塘；冲涮沥青路面的雨水流入鱼塘易产生污染。这些问题通过合理设置鱼道、塘斗、渡槽得到有效解决。

图8 塘斗、鱼道及渡槽

如图9所示，路基截断水渠，路基顶面标高与既有水渠齐平，且水渠纵坡较小，无法通过路基下设置圆管涵恢复水系，且山坡大桩号侧桥台地形陡峻，采用路基右侧与排水沟并行设置盖板沟进行恢复，大桩号侧部分采用渡槽恢复。

如图10所示，粤西山区耕地资源非常有限，村民往往利用相邻山头的高差修建水渠，出现多处山顶有水田的情况。在设计过程中，如果公路从两山头间穿过，在水渠与路基高差合适时可采用圆管涵恢复水系，结合水田变旱地的成本，决定是否采用渡槽恢复。

图9 改渠裁弯取直

图10 山顶灌溉渠引流

如图11所示，该段路基位于纵向半填半挖区，原设计改路坡度较大，结合现场实际，通过取消涵洞1，新增填平区，增大挖方侧排水沟和涵洞2断面，优化改路方案。

如图12所示，原设计弃土场位于山间凹地，施工期间由于征地困难，施工方另选弃土场，导致该处无足够弃土填平山坳，山间积水形成堰塞湖，旱季水深约6m～8m，存在浸泡路基风险。在施工期间采取补救措施，设置浆砌片石护坡，增加线外改沟，在异地设置1-2m×2m过水涵，以满足汛期泄洪压力。

图11 取消涵洞后的功能恢复

图12 异位设涵+改沟

如图13所示，某高速公路匝道阶段既有水渠，且匝道路面高度和渠顶基本持平，通过设置“倒虹吸+改渠”的方式恢复灌溉功能。

图13 倒虹吸

如图14所示，某高速公路互通区存在排水隧洞，供地方水电站用，施工期核查原设计发现缺少具体方案及相应工程量，予以增补。

图14 引水隧洞

（三）改河案例

如图15所示，为改河、改沟与沿河桩基防护相结合的断面形式。改移河道往往是裁弯取直，会改变河床的糙率，流速加大，对河堤的冲刷作用加强，需要采用浆砌片石护坡等防护措施。对于临河桩基，防冲刷及陡坡防护设计可与改沟统筹考虑。

对于大型改渠、改河工程，应及时与地方水利部门沟通，并以正式文函的形式征询地方意见，必要时应请具有水利工程设计资质的单位设计或技术咨询。

图15 改沟与沿河桩基防护相结合

图16 改路标准横断面图

三、“三改”问题处理对策

（一）工作措施

1.成立三改工程及既有地物调查小组，明确组织架构、工作职责及工作机制。在设计期间全线核查三改工程设计，避免因设计调查不细，导致漏项及设计不合理。在初步设计阶段与地方政府及村民联合开展调查，与地方政府签订恢复协议，明确既有道路、排水沟（渠）、河道的宽度、结构、材料及改扩建计划等，并进行现场丈量和拍照存档。

2.坚持实事求是、设计指标对等恢复的原则，实行标准化设计、动态设计和人性化设计，注重功能恢复与安全、经济、便捷、生态环保相结合，尽可能统一标准，合理规避审计风险。

3.加强施工过程检查、验收，确保施工质量。同时，倡导临永结合、通道共用、资源集约利用理念，特别是改路、检修通道应优先考虑与施工便道相结合。如利用填方或挖方平台改路；在弃土场改路，消化弃方；桥下排水沟与地方水沟共用；改沟与临河桩基防护相结合等。

4.完善规章制度，规范管理。除满足设计变更细则要求外，还应明确不同变更费用等级所授予各部门人员的权限，明确操作流程，提高变更效率和质量。鉴于三改工程方案的变数较大，对征地有直接影响，施工单位应在实施前逐个核查方案的合理性、可行性，并完善变更手续后方可实施。建设单位应建立三改工程变更台账，跟进地方政府来文和变更会议纪要的协调处理情况，以免问题堆积，引发路地矛盾、阻工和停工。

（二）标准化设计建议

以下为粤西山区某高速公路项目结合实际地形地质及既有道路、水系标准采用的设计情况。

1.路线。改路纵坡应尽量控制在10%以内，提升安全性能；通道净宽、净空应考虑实际通行需要和未来发展规划。小半径路段应设置必要的交安设施。

2.挖方边坡。参照主线边坡地质地形条件，三改工程应尽可能避免高填深挖，挖方边坡（挖方高度＜20m）坡率建议按以下原则设计。（1）一般土质边坡：坡率1：1～1：1.5。（2）膨胀土、高液限土边坡：a）边坡最大高度H≤6m者，采用一坡到顶：边坡坡率n1＝1.25～1：1.5；b）边坡最大高度6＜H≤12m者，采用分级设坡：边坡分级高6.0m，n1＝1：1.25～2，边坡平台宽2～3m。（3）岩石路段：对于弱～微风化路段采用1：0.3～1：0.75；强风化～全风化路段边坡率可取1：0.75～1：1。（4）对于路堤缺土路段，路堑边坡应结合取土方案综合设计，可适当放缓边坡，对孤立山包原则上削平取土石，减少边坡防护工程。（5）对于确实难以绕避的路堑高边坡，应尽量减少锚杆锚索等工程加固措施，确保边坡稳定。

3.填方边坡。一般填方路基边坡坡率可根据路基填料种类、边坡高度和基底工程地质条件确定，推荐值如表2所示。

4.线外圆管涵。线外改沟改渠与道路交叉时往往采用圆管涵在地下穿越。图17为云茂高速公路项目改沟采用的Ф15cm的混凝土预制圆管涵方案。

5.改沟（渠）断面尺寸。改沟、改渠的方案，应综合考虑原沟渠情况、施工便道是否易于到达、施工难度、可靠性和经济性等因素而定。对于石料丰富且廉价的地区，应优先选用浆砌片石，其次是现浇混凝土和砖砌。图18为某高速公路项目采用的部分改沟断面形式。壁厚根据过水断面大小而定，断面在2m×2m以上时采用现浇混凝土经济性较差。设计应尽量做到同种规格水沟的壁厚统一，以免村民之间产生不必要的攀比心理，同时也便于质量检查、验收和计量。

表2 填方路堤边坡坡率推荐值

表3 改路路面结构形式示例

图17 线外圆管涵基础大样图（单位：cm）

图18 改沟断面图（单位：cm）

四、结语

改路（沟、河）设计只靠与地方政府签的协议是不行的，必须在勘察设计阶段安排经验丰富的设计人员深入调查，切实解决出行者的实际问题，确保改路沟、渠、河，方案能满足各方合理诉求。

应综合考虑既有道路恢复、后续规划需求，以及地方水系（含鱼塘供水和干塘）、上下游农田灌溉（山顶灌溉）、泄洪要求，设计合理的涵洞断面和出口高程。

高填方路基封闭山坳时应预留村民上山耕作、伐木和运输通道；平原区在设计低路堤时，必须重视过人过车通道的净空和积水问题，通道净宽与净空必须满足当地大型机械和运输需要。

在主线路基附近的原设计弃土场取消或增加时，必须同步核查排水方案，设置完善的排水沟，以免形成堰塞湖，危及路基安全。

由于三改工程往往会根据实际条件进行调整，建议在实施前逐个复核推荐方案和预征地范围的变更，避免不必要的征地拆迁。

为集约、节约利用土地和通道等资源，三改工程应结合新农村建设、土地整治、共用通道，实现效益最大化。

三改工程应遵循规格对等、安全、经济、便捷、生态环保原则，还应与地方规划配套，建议加快相应技术指南的研究编制工作，便于标准化、装配化施工。