山区公路回头曲线的应用分析

2018-11-26张长科

四川水泥 2018年11期

张长科

（湖南高速铁路职业技术学院，湖南衡阳 421001）

0 前言

我国山区地形地势起伏很大，地质情况复杂，且生态环境相对脆弱。因此，在山区条件下进行选线设计，线形指标的选择就尤其重要了。必须要使得路线与地形向融合，不能随意提高指标，不然就可能产生过大的路基土石方量，造成山区地形的破坏，从而带来山体滑坡、崩塌等地质灾害，也会影响山区公路的安全运营。因山区地形条件限制，当控制点高差较大时，自然展线有时是无法完成的，则，常常采用回头曲线或者螺旋线展线。

本文结合“G234常宁市新河至蒲竹公路”项目，对回头曲线的应用进行分析。

1 工程概况

“G234常宁市新河至蒲竹公路”是《国家公路网规划（2013-2030）中新调增的普通国道纵线—G234兴隆至阳江公路在湖南省境内的一段，也是常宁市干线公路网的重要组成部分。G234常宁段始于常宁市新河镇，经洋泉镇、泉峰村至西江枧宝山，延伸至桂阳县。在洋泉镇至西江枧宝山（常宁与桂阳交界处），沿X080县道修建，大部分地段利用原X080县道，沿线地形复杂，高差较大，地质情况极复杂，同时沿线途经洋泉湖、西江漂流区，毗邻天堂山风景区，其中洋泉湖是常宁市最大的供水水库，一级水源保护区，因此G234选线设计尽量绕避洋泉湖地区。

2 本项目回头曲线分析

2.1 回头曲线指标

山区公路为克服高差，在同一坡面需设置回头曲线。两相邻回头曲线间应尽可能拉开距离，由一个回头曲线（主曲线）的终点至下一个回头曲线起点的距离，当路线设计速度为40km/h时，不小于200m。

本项目泉峰村至终点段地势中间高两头低，相对高差大，部分路段高差急剧变化，老路纵坡大，提质改造需寻找合适地形展线以克服高差。最为典型的为周家桥（北侧山脚）-豺狗坳（山顶垭口）-塔山（南侧山脚）路段。其中，周家桥至豺狗坳段直线距离约 4.1km，老路路线长度 6.3km，相对高差 515m，平均纵坡达8.2%，最大纵坡达14%，纵坡在10%以上的路段有7个；豺狗坳至塔山直线距离1.3km，老路路线长1.8km，相对高差100m，平均纵坡达5.6%，最大纵坡达15%。根据《标准》规定，“二级及二级以下公路连续上坡（下坡）路段，相对为200~500m时，平均纵不应大于5.5%，任意连续3km路段的平均纵坡不应大于5.5%”。老路纵断面远达不到规范要求，为克服纵面高差，须设置回头曲线增加路线长度。庙下元及大竹山段增设回头曲线解决路线纵坡过陡的问题。

本项目G234二级公路分别在庙下元地段（K34+000~K36+580）、大竹山地段（K390+000~41+300）设置二回头曲线，回头曲线设计速度 30km/h，圆曲线设计半径为30m，纵坡为3.5%，满足规范要求。

2.2 回头曲线的布设

回头展线是路线沿山坡一侧延展，用回头曲线作方向相反的回头后再回到该山坡的布线方式[1]。回头展线的优点是能合理利用有利地形，绕过不良地形、地质和难点工程。回头展线的缺点是在同一坡面上，上、下线重叠，采用的圆曲线半径相对较小，对于行车、施工、养护都不利。

2.2.1 庙下元（K34+000~K36+580）回头曲线设置

庙下元地段地形高差较大，路线经过地段最低高程187.54m，最高360.420m。K34+000~K36+580直线距离大约600~700m，高差达172.88m。利用回头曲线展线是该路段设计的关键，回头曲线设计速度30km/h，圆曲线最小半径为30m。庙下元回头曲线较复杂，第一段回头曲线利用山沟回头展线，第二、三段回头曲线利用山包回头展线，在K36+580处沿山脊选线。具体回头曲线设计如图1所示。

图1 庙下元（K34+000~K36+580）回头曲线布设

2.2.2 大竹山（K39+000~K41+300）回头曲线设置

大竹山地段地形较差较大，路线经过地段最低高程487.47m，最高574.72m。进出回头曲线K39+000~K41+300间距离大约 200m左右。X080公路路线纵坡达15%以上，公路运行安全性极差，且山高路陡。G234公路经过的塔山乡板角村地段，地面标高大约590m左右，如选择越岭隧道方案，大约1600m距离需克服高差120m。《公路隧道设计规范》（JTG D70-2004）[3]指出“隧道纵坡一般情况不应大于3%；受地形等条件限制时，高速公路、一级公路的中、短隧道可适当加大，但不宜大于4%；短于100m的隧道纵坡可与该公路隧道外路线指标相同”。《公路隧道设计细则》（JTG-T D70-2010）明确“特长、长隧道最大纵坡宜控制在2.5%以下，中、短隧道纵坡宜控制在3%以下。中、短隧道受地形条件限制时，最大纵坡可适当加大到 4%；在特别困难的条件下，最大纵坡可加大至 5%。短于 100m的隧道纵坡可与该公路隧道外路线指标相同”[3]。因此提前布置越岭隧道是不可行的。而采取自然展线方式，因路线纵坡过大，也会遇到许多问题。综合分析路线两侧的地形条件，利用路线两侧的山包回头来完成回头曲线的展线，在回头曲线K41+300处设计标高为 554.955m，为后续越岭隧道设计创造有利条件。大竹山（K39+000~K41+300）回头曲线设计方案如图2所示。