山区高速公路勘察设计浅析

2011-06-07程勉冲

铁道勘察 2011年1期

程勉冲

(中铁工程设计咨询集团有限公司郑州设计院, 河南郑州 450002)

随着公路建设的飞速发展,高速公路建设已全面进入山区,且呈大规模建设的趋势。在建设山区高速公路时面临的最大问题是山区独特的地形、地质、水文、生态等自然条件。如何提高山区高速公路的建设质量,更好的发挥其功能、作用,勘察设计就是整个工程建设的灵魂,是前提条件,是高速公路失败与否的关键。根据作者在成安渝高速公路四川段第C合同段设计工作实践,并结合以往高速公路设计中遇到的问题及体会,与大家探讨共同提高。

1 勘察设计基本步骤

在勘察设计中,现场一手资料的收集对于公路设计至关重要,尤其是对于山区高速公路。只有在现场进行精心勘察、反复核对的基础上,才能获取准确、可靠的基础资料,才能制定出切实可行的设计方案,因此必须有计划、有步骤地开展各项工作。

1.1 项目批复意见的研究执行

项目批复意见是国家或地方对公路基本建设项目最具权威性的文件,是公路勘察设计的重要依据,设计时必须遵照执行。

(1)初步设计阶段

初步设计是以工程可行性研究报告的批复为依据。工程可行性研究批复意见的主要内容为：建设标准、建设规模、建设投资和资金筹措、项目建设管理等。对于路线方案和工程方案仅仅提出指导性意见,路线控制点涉及的范围有时比较大,因此,在初步设计阶段应着重对路线方案进行研究,不仅要针对工程可行性研究阶段提出的方案,还要着手寻找和发现新的路线方案。在此工程中要特别注意三个问题：一是研究分析建设标准与路线方案的关系；二是研究分析工程方案与路线方案的关系；三是综合分析建设标准、路线方案、工程方案与建设规模、建设投资的关系。在具体工作中要始终将这三个问题贯穿于勘察设计的全过程中,才能实事求是地反映项目的全貌,才能更进一步地合理确定项目的建设标准、建设规模,有效地控制建设投资。在成安渝高速公路四川段第C合同段初步设计阶段,收集了“四川省交通厅公路规划勘察设计研究院《成渝高速公路复线(四川境)工程可行性研究报告》”、“四川省交通厅公路规划勘察设计研究院《成渝高速公路复线(四川境)工程可行性研究报告补充方案》”、“中铁二院工程集团有限责任公司《成安渝高速公路四川段工程可行性研究报告(修编)》”、“四川省发展与改革委员会《关于成安渝高速公路四川段项目核准的批复》(川发改交[2009]1114号)”等资料,同时,还收集了与项目有关的其他专业部门的批复文件,如环保批复、水土保持批复、用地预审批复等。

(2)施工图阶段

施工图设计是以初步设计的批复为依据。初步设计批复中除了对项目的建设标准、建设规模、建设资金等作进一步批准外,对于路线方案和工程方案也做出了较为明确的批复。但由于山区高速公路的复杂性,在现场勘察中要特别注意三个问题：一是善于对局部路线方案及路线技术指标进行研究；二是对典型工程方案进行研究；三是分析局部路线方案和典型工程方案的变化对建设投资的影响。在成安渝高速公路四川段第C合同段施工图设计阶段,结合批复意见,对路线方案进行了6大段,共计约35 km的优化设计,占路线长度的61%(如表1所示)。

表1 路线方案主要调整段落一览

1.2 制定项目行动计划

针对项目特点,结合对批复意见和既有资料的分析研究,找出项目的重点、难点,拟定相应的方法、手段和措施,制定详细的项目行动计划。包括工作大纲和技术设计书：在工作大纲中应写明测设组织形式、测设人员、人员分工、工作阶段划分、各阶段工期、质量保证措施等；在技术设计书中应写明资料搜集及利用情况、仪器设备情况、测设内容、测设方法、测设深度、采用的技术标准及提供的资料等。

1.3 室内定线

根据既有资料进行室内布线。这时的布线是一个粗线条,不必强求线形设计要素的精确度,有时甚至可徒手勾画,并给出概略或局部的路线平纵面图,目的是控制路线走廊及路线经过的基本部位。应在图纸上标定出控制部位的地形、地质、植被等概况,以备现场核对。

1.4 现场核对

组织各专业人员,按照室内布线方案对路线进行全面核对,并综合各专业意见,按照路线平纵面设计要求对路线方案进行修改。

1.5 地质勘察

针对山区地质条件复杂多变的特点,地质勘察工作不能仅仅拘泥于路线线位部分,而应对拟定的路线走廊进行全面的勘察工作,局部地质条件复杂时还应根据具体情况扩大勘察范围,并应运用可能的手段进行综合分析与评价,提出走廊内地质条件的定量成果资料。这种做法的工作量虽然有些大,但对山区复杂的地质条件还是很有必要的。

1.6 控制部位地形测量

虽然室内布线采用的地形图多为航测成图,一般较为精确,但山区地形起伏较大,再加上受到植被、气候等因素的影响,仅凭在图上读取地形要素有时难以反映地形变化的真实情况。因此,对于路线受地形严格限制的路段或部位,应首先对路线横断面方向进行精确的控制性测量,以便合理地进行路线布置。

1.7 路线设计控制要素的拟定

对各专业组现场核对意见、地质勘察成果、地形测量数据等进行综合分析,提出路线设计控制性要素,主要是：不良地质的治理或绕避方案、填挖高度、临河路段洪水位、山体植被保护措施、取土和弃土的方案等。这些要素可以针对全线提出,也可以针对不同的路段分别提出。

1.8 路线方案优化设计

根据控制因素,对路线平纵面进行全面、详细的优化设计。在这个过程中要特别重视技术标准的掌握和技术指标的运用,尤其是初步设计阶段,可能会出现采用的技术标准与“工可批复”有出入的情况,或采用极限或接近极限技术指标的情况,对此应进行充分论证和说明,并及时报请有关部门批准。

1.9 路线勘测和专业调查

应按照《公路勘测规范》(JTG C10—2007)的具体要求进行,并仔细研读《公路勘测细则》(JTG/T C10—2007)的具体内容。在路线勘测的同时,各专业组应及时进行专业调查工作。在此要特别强调各专业人员不仅要做好自身的调查工作,还应具备良好的综合素质,掌握不同专业之间的内在联系,以及这种联系对总体设计的影响。

1.10 现场设计

现场设计是山区高速公路勘察的重要环节,它是将所有勘察资料进行有机、系统的合成工程。只有进行现场设计,才能及时地发现问题,并及时解决问题。因此,应按照有关规定做出一定量的外业设计工作,一般要求达到30%以上,包括路线平、纵、横设计图及相关图表,所有构造物方案布置图,交叉布置图等。

2 现场总体设计

总体设计是衡量路线及构造物与自然条件之间,路线与构造物之间,路线与服务设施之间,构造物与构造物之间,构造物与服务设施之间设计合理性的重要手段。虽然在各专业设计中已经考虑了总体设计问题,但山区高速公路复杂的自然条件和数量巨大的构造物使得总体设计要素变得更为复杂,因此,不能像一般设计那样将总体设计放到内业设置中完成,而是必须强调在现场进行总体设计工作。具体的做法是根据现场设计的成果绘制总体设计图。

2.1 全线综合交通体系图

内容包括：全线既有道路与本项目的关系,以及与线外既有路网的连接关系；全线设计便道、便桥的位置和标准,以及与各工点的联系,特别应注意取弃土便道、便桥的设置。

2.2 全线综合排水系统设计图

内容包括：排水沟、截水沟、边沟的设置位置,与小桥涵的相互关系,以及它们与天然河沟的连接关系。

2.3 全线综合防护系统设计图

内容包括：填方路堤边坡、挖方路堑边坡、路基支挡工程、特殊路基防护工程的位置、形式、范围等。

2.4 全线桥梁、隧道、交叉构造物布局图

内容包括：起讫点位置、结构形式等。

2.5 全线不良地质分布图

内容包括：不良地质的类型、范围,以及处治措施和处治范围等。

2.6 全线取弃土场布局图

内容包括：取弃土场的位置、范围,场地地形、地质、水文条件等。

2.7 全线环保与景观布局图

内容包括:起讫点位置、工程措施等。

3 现场核对

在总体设计方案完成之后,立即组织有关专业人员赴现场核对,现场确定总体设计方案,应重点核对以下内容：

①综合交通体系的布局是否合理。

②排水系统是否符合实际情况,衔接是否合理,是否满足排水、水利等的要求。

③综合防护系统是否安全合理,方案是否可行。

④全线主要构造物的设置位置及关系。如桥梁墩台位置,涵洞位置,桥、隧、路三者结合部,服务区、立交区与构造物的关系,桥涵构造物与防护工程的关系等。

⑤全线环境保护设计、景观设计是否符合实际。

4 勘察设计管理

山区高速公路勘察设计的内容多、涉及面广,总体项目有其特点、重点,每道工序亦有其重点、难点,且每道工序之间有着本质的内在联系,需要不同专业的分工协作,需要投入和调动大量的人力、物力。整个勘察设计过程是一个从宏观到微观、从整体到局部的演变过程,最终使得总体设计方案达到技术可行、经济合理的良好效果。因此,科学系统的管理显得十分重要。首先是要建立强有力的组织管理机构,明确机构人员及分工；然后要配备一支专业门类齐全,能打硬仗的高素质专业队伍；最后是要有一套严密的质量管理程序。

首先,在项目中应设立项目总负责人和项目负责人。项目负责人由院级组织机构产生,项目负责人由分院级组织机构产生。其次,应该执行项目负责人全过程负责制。项目负责人是项目管理的第一责任人,担当着项目各方面的责任,把握着项目的总体方向,他的表现是整个项目总体进展和质量控制关键。因此,必须强调其具有良好的综合素质和敬业精神,建立项目负责人全过程负责制。最后,应建立项目管理会议制度。根据项目进展情况,定期举行项目管理会议,由项目负责人汇报项目进展情况,有关意见的落实情况,工作中存在的主要问题等,通过讨论研究形成会议纪要,以指导下阶段的工作。