山区高速公路建设成套技术在复杂地形条件下合理应用的探究

唐娱瑛，申 莉，常昇宏

(四川交通职业技术学院)

1 山区高速公路概述

山区高速公路的特点与难点就在于其具有十分特殊与复杂的地质条件。一般都会存在各种桥梁工程、隧道，其中比较出名的湖北沪蓉西高速公路全线一共有370 座桥梁，其中特大型桥梁47 座，包含了各种斜拉桥、悬索桥等，被称为桥梁博物馆，隧道一共46 座，特长隧道10 座，可想而知其地质的特殊性十分明显。针对山区高速公路地貌复杂的施工难点其要求建设技术含量也高于普通高速公路。另外，山区高速公路的设计与施工也应该不同于平原地区的高速公路，笼统一点而言就是在建设山区高速公路时应该尽量避免高填深挖、尽量少设计与选用双连拱隧道、细致做好地质探勘、设计完善的排水系统、规避不良地质同时还需要考虑到与地方道路不重叠，还需要考虑到与农林公路规划和环境保护等方面的问题。

山区高速公路的建设是一项非常复杂、繁琐的工程，其中不仅需要设计单位、建设施工单位、监理单位、科研单位的有效配合，还需要政府部门的通力合作，这样才能够保证山区高速公路成套技术的日益完善与成熟。

2 山区高速公路建设在复杂地形条件下容易出现的问题

2.1 地质问题

在进行山区高速公路的设计时第一个需要考虑的问题就是地形与地质条件对路线选择的影响。考虑从到在进行路线设计的过程中地形与地质是影响其选择的最主要因素，选择路线比较容易，但是需要弄清楚路线沿线的地质条件就是一项浩大的工程。特别是山区的地质条件，更加复杂，再加上由于复杂地质条件所带来的地质灾害的影响也难以预测，以往采用的高填路堤与深挖路堑的方式所引起的问题，不仅影响了当地的自然环境的平衡，同时也会大大提高各种地质灾害例如泥石流、滑坡等出现的几率。

2.2 环保问题

不管是普通公路还是高速公路我国针对自然环境保护方面的重视程度还不够，之所以出现这种现象的原因是资金方面的短缺与相关工作人员在设计与施工中缺乏环保意识造成的。随着我国经济发展的逐渐加快，当资金已经不足以成为制约高速公路建设的问题时，环境保护问题就日益突出起来。特别是山区高速公路，各种植被破坏、环境污染等问题导致的各种地质灾害十分明显，特别是还保持着原有的工程建设思想，更是恶化了高速公路建设与环境保护之间的问题。在进行路基开挖与填筑过程中出现的绿化不同步的问题也存在，大流量的交流行驶导致的环境污染、对当地动植物的影响更是明显。

2.3 安全问题

山区高速公路的车流量没有平原地区发达，且通行车辆一般以小桥车与货车为主。我国高速公路的设计路速一般为80 或者100 km/h，然后由于驾驶人在山区高速公路中认为车流量小其实际速度高于设计速度，在这种情况下十分容易出现安全问题，再加上山区高速公路的各种配套设施远远落后与发达地区，车辆出现抛锚、交通事故等问题其救助困难大、时间长，十分容易导致车毁人亡。

3 在复杂地形条件下应用山区高速公路建设成套技术的具体措施

3.1 山区高速公路的路线设计理念

借助山区高速公路建设成套技术，首先从总体上对设计理念与线形设计技术指标进行了研究，在对路线的设计上，逐渐开发出了一套标准选线、地形选线、地质选线、环保选线、运营安全选线以及土地资源节约选线六位一体的设计理念，从各个方面都考虑到了选线问题，并且进行了创新与优化。针对多方面的选线设计理念，同样制定出了勘察设计合同制、总体负责制、标段互验制、设计双院制、地勘监理制、道路设计安全审计制与设计成果合同委托核验制七位一体的设计制度，充分保证路线设计的合理性。另外通过系统的研究，逐渐开发与形成了一套适应山区峡谷地形与小区域气候条件的桥梁改建技术，首先对山区峡谷风观测与对跨峡谷桥梁结构的影响进行了研究，在设计理念上提出了基础风动力场和温度场的结构稳定又耐久的高墩大跨桥梁式、拱式、悬索结构桥梁结构与施工控制措施。其中针对复杂地形地貌创造出的悬索桥隧道锚设计体系与锚索单根可换式预应力技术、火箭抛送先导索技术、山区狭窄地形1 +1 大跨度钢管混凝土桥无风缆节段拼装架设技术等。

3.2 山区高速公路的全新桥隧组合

针对山区高速公路中应用到的复杂线形，提出了桥隧组合的理念，在此基础上建立了一个公路分岔隧道结构设计体系，其中的桥梁建设成套技术与隧道建设成套技术的提出与实际应用解决了各种实际问题，桥梁建设成套技术在四渡河特大桥中的应用有效解决了山区峡谷地形和小区域气候条件下桥梁稳定性以及安全控制等难题，并由此得出了最合理的施工方法与能够近距离隧道循环风相互影响的计算方法与施工措施，其中主要提到了针对长大岩溶与软岩等各种高风险性隧道复杂水文地质环境，逐渐设计出了各种系统目的就是针对岩溶突水评判等问题，另外值得一提的就是综合超前地质预报系统能够有效预防各种地质灾害，该项系统能够有效保证在复杂的地质条件下进行高风险隧道的施工。该项技术主要是应用于各种桥梁结构中，主要能够解决山区峡谷地形以及小区域气候条件下桥梁稳定性以及安全控制的问题。而针对隧道采用的隧道建设成套技术主要是作用于各种高风险岩溶隧道，在提出了全新的隧道构想之下实现了山区狭窄地形条件下桥隧连接，能够有效避免大型突水突泥等事故的发生，有效保证高风险隧道的施工安全。

3.3 山区高速公路路面技术

其中考虑到桥隧路面的施工，采用薄层沥青混凝土(BBM)作为新路的表面层。其作为高速公路的磨耗层，在满足防滑性能的同时还具有十分良好的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性与耐久性能等。BBM 在粗集料的选择方面需要符合表1 的标准。

表1 BBM 中粗集料性能指标

为了能够保证山区高速公路路面的良好性能，在粗集料的选择方面其嵌挤能力要较为良好，磨耗损失指标也应该有一定的提高，必须在满足洛杉矶磨耗损失的要求下按照ASTM TP58－00 进行微型狄发尔磨耗试验。

而针对细集料，必须采用机制砂，可以是石灰岩也可以是玄武岩，其具体的技术要求见表2。

3.4 隧道管理相关技术

考虑到山区高速公路中隧道都较长的特点，再加上隧道又是安全事故高发区，为此建立了结构全寿命整体安全全自动识别健康监测系统，主要针对于隧道管理，其能够有效保证结构运用期的安全。另外隧道群交通安全预警技术、通风与照明综合节能技术不仅体现出了当下山区高速公路建设中具备的环保意识与环保理念，其还从实际运营中节省了能耗，有效提高了山区高速公路的整体运营水平。另外考虑到与农村公路的联合使用，首先提出了将施工便道与山区农村公路网建设结合的模式，不仅有效降低了与农村公路重叠带来的问题发生率，还有效提高了公路的使用率。

表2 细集料性能指标

4 结 语

总而言之，山区高速公路建设成套技术直接对我国的山区高速公路的建设有一定的指导与辅助作用，有效解决了重大技术难题，对设计方案与施工进行了优化，同时对我国的山区高速公路网的建设进程有一定的推动作用，从实际的社会效益来看，其对缩小地区差异、拉动就业、带动当地经济发展有着重要作用。借助成套技术其不管是从工程造价、施工设备还是缩短工期等各个建设方面都带来了全新的改革，其必定会在我国西部大开发中具有十分良好的应用前景。

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