伍海林
(韶关市翔宏公路勘察设计有限公司,广东韶关 512023)
随着我国公路网络的不断完善,逐渐由平原地区向山区延伸,在改善山区交通条件、促进山区经济发展方面发挥着重要作用。但是山区沟壑交错、横坡陡峻、地形复杂,且分布大量的不良地质,生态环境相对脆弱,对此,在山区公路路线设计时需考虑诸多因素,合理进行路线方案比选,本文主要围绕韶关山区公路项目展开分析。
山区公路建设与平原地区存在一定差异,主要表现为地面高差大、地形地质条件复杂等方面。山区公路路线设计难点与要点如下:
(1)山区地形起伏大、横坡陡,不可避免地设置高填路基、深路堑、桥梁、隧道等,如何在复杂地形条件下设计合适的路线,保证路基、桥梁、隧道等结构物稳定,同时保证施工可行性、安全性以及经济性尤为重要。
(2)山区常见不良地质有岩溶、滑坡、不稳定斜坡等,路线设计时应尽量避让不良地质路段,若遇到无法避让的情况需多方案比选,从而确定最优的路线方案。
(3)基于环保、地方规划约束,山区公路受到路线走廊带限制必须穿越自然生态保护区、水源保护区时,需在进行路线方案比选的同时,做好环保、水保设计;同时,山区公路路线设计应与当地城镇规划充分结合,其路线设计、立交布设均受到城镇规划的制约。
(4)山区公路的桥隧比高,且土石方规模大,因此,在造价方面往往偏高,在山区公路路线设计时需充分考虑造价问题,通过合理的路线方案优化达到降低造价的目的。
韶关市位于广东北部,是优秀的旅游城市和广东省文明城市。乳源瑶族自治县地处韶关市西部,县城距韶关市区38km,省道S258线乳源洛阳路口至英德菠萝交界段是乳源县通往广东大峡谷风景区的唯一公路,全线公路等级标准低,路线平纵线形较差,路基、路面宽度较窄,无法满足区域旅游业发展需求。
本次设计工程起于乳源县鸭麻湖道班,桩号为K51+900,经白埂、胡椒塘,终于大布,桩号为K72+360.286,全长约20.46km。公路等级为二级公路,设计速度40km/h,桥涵设计荷载为公路-Ⅰ级,路基宽度8.5m,行车道宽2×3.5m。主要控制点为路线起点鸭麻湖道班(鸭麻湖大桥)、大布镇街道、路线终点,主要相交道路有规划改建的国道G323线。
根据项目的地位和功能,结合区域路网布局和地形、地貌、地质条件,本项目路线方案拟定的基本原则如下:
(1)选线时尽量少占农田、多利用山地及减少拆迁。
(2)合理运用《公路工程技术标准》,结合地形、地质,力求减少工程投资、缩短公路里程、减少营运成本,提高经济效益。
(3)考虑施工队旧路交通的影响,尽量不在旧路上大挖大填,保持旧路通畅。
(4)方便沿线交通、充分考虑农田水利及环境保护。
项目组结合本项目功能和地位分析,拟定路线走廊和重要控制点。研究路线方案的主要控制因素;根据所选走廊带和路线布设原则及建设方案控制因素,在1:10000地形图和1:50000数字高程模型图上进行路线方案的研究,初步选出所有可能的路线方案。
在报告编制阶段,对各方案从路线走向、里程、路网布局、交通需求、环境保护、自然条件、社会环境、工程规模、实施条件等多个方面进行了详细比选,结合地方政府意见,经综合研究比选后,确定推荐方案。
本项目在工可线位的基础上对路线进行了全段落的深化、优化,并结合本路段的地形、地质条件,拟定了1个推荐线K线、3个比较线(B、C、D)线的路线比选方案,推荐K线20.46km,同深度比较线B线1.737km、C线1.375km、D线0.853km,占推荐线的18.97%。
3.1.1 K线方案
起点位于乳源县鸭麻湖道班,起点桩号为K51+900,与拟改建的国道G323线相接(改建后的G323线桩号为K445+800),经白埂、胡椒塘至终点大布,终点桩号为K72+360.286,全长约20.46km。
3.1.2 B线方案
B线方案:BK51+900—BK53+637.023,路线长1.737km。
对应K线:K51+900—K53+620,路线长1.995km。
路线起点经过鸭麻湖路段时,该地段呈V字形。起点接G323线设计标高为225.3m,V字地形沟底标高约160,高差达65m,K方案及B方案均采用设置3~35m预应力混凝土T梁桥跨越。B线为降低桥梁高度由起点开始顺着山势降坡后再抬升,在桥梁处标高约为218.0m,桥梁下部控制在38m内。K线由起点开始沿着地形平稳跨越山沟,桥梁处设计标高约为225m,桥梁墩台高度最高达45m。K线桥梁桥头两端纵坡较为平缓,避免了路线纵坡急降急升。
3.1.3 C线方案
C线方案:CK53+900—CK55+275.488,路线长1.375km。
对应K线:K57+640—K58+260,路线长0.62km。
该路段K线由K54+040处脱离旧线后裁弯取直,由K55+160接回旧路,K线改线后虽然路基填方高度较高,但避免了两处回头弯,大幅改善了平纵线形。C线为沿旧线布线,但该段有两处回头曲线,旧路半径小于10m,局部优化后回头曲线半径达30m。由于全道路设计中线偏离旧路较多,该段填方高度仍然较大,且防护工程规模较大。
3.1.4 D线方案
D线方案:DK57+620—DK58+473.472,路线长0.853km。
对应K线方案:K57+640—K58+260,路线长0.62km。
该路段K线采用由K57+740处脱离旧线后往左侧山坡改线,再由K58+260接回旧路。K线改线后虽然路基填方高度较高,避免了两处回头弯,大幅改善了平纵线形,改线后平面线形较好,纵坡平缓。D线为沿旧线布线,但该段有两处回头曲线,半径小于10m,局部优化后曲线半径达30m,纵坡较大。
路线方案比选主要从工程技术方面、经济方面等出发,对各方案进行同深度的评价,从中选出最优方案。
3.2.1 K线同B线比较
(1)工程规模比较:K线路线比B线短17m,K线方案的土石方、路面数量均比B线小,桥梁均为3~35m预应力混凝土T梁桥,桥梁造价相差不大。B线总投资是K线的1.04倍。
(2)工程实施难度:K线及B线桥梁均为3~35m预应力混凝土T梁桥。B线总投资是K线的1.04倍。两方案施工难易程度相近,但B线桥高度较K线高出20m,施工难度较大,B线桥头引道挖方边坡较高。
(3)综合评价:通过综合比较,K线方案优于B线方案,因此推荐K线方案。
3.2.2 K线同C线比较
(1)工程规模比较:K线与C线填土高度均较高,虽然K线的土石方数量比C线稍大,但K线路线比C线短415m,K线的防护工程、涵洞及路面数量均比C线小。C线造价是K线的1.09倍。两方案均无大的桥涵构造物,但两方案均需迁移一座220kV高压铁塔,迁移难度较大。
(2)工程实施难度:两方案均无大的桥涵构造物,但C线右侧边坡较近处有两座110kV高压铁塔,路堑边坡施工对高压塔有一定的风险。
(3)综合评价:通过综合比较,K线方案优于C线方案,因此推荐K线方案。
3.2.3 K线同D线比较
(1)工程规模比较:K线填土高度较高,土石方数量比D线稍大,但K线路线比D线短了223m,K线的防护工程、路面数量均比D线小。K线造价是D线的1.03倍。
(2)工程实施难度:两方案均无大的桥涵构造物,但D方案右侧路堑边坡上方有一座110kV高压塔,路堑边坡施工对高压塔有一定的风险。
(3)综合评价:虽然K线造价较D线稍高,但K线平纵面线形较好,而D线设置了两道回头曲线,通过综合比较,K线方案优于D线方案,因此推荐K线方案。
综上所述,山区公路路线设计要求严、难度大。对此,必须根据项目区实际情况,合理确定山区公路技术标准,并拟定多个路线方案,对各方案进行综合对比分析确定最优方案,从而建设一条安全可靠、综合效益良好的公路工程。