山区公路路线平纵线形组合设计探究
2020-02-28佟庆苏
◎佟庆苏
山区的道路建设项目相较于其他交通施工工程,具有较高的风险性,部分工程建设环境的落差较大、路面陡峭,工程技术管理与质量监管难度较大。基于此,工程单位应加强设计环节的规范性管理,综合考虑影响道路施工的经济因素、自然因素以及技术条件等,对建设资源进行高效配置,合理对方案进行设计与调整,做好路线平纵线形组合规划,为山区公路交通产业的可持续发展提供保障。
一、当前阶段山区道路工程路线形规划设计的原则
1.公路线形的整体规划原则。
山区交通建设工程环境复杂,地形、地势与地质、水环境等变化多样,不确定风险因素复杂。因此,为保证公路建设与运营的安全性与效率性,在设计阶段,需要进行实地勘测、环境分析,综合考虑各项影响因素,才能站在整体的角度,对路线线形进行科学设计,避免因设计不合理而导致的多次工程变更、施工不合理、安全性难保障等问题。与此同时,在路线线形的规划与确定过程中还需要考虑建设效益,做好造价管理,确保在工期内完成建设目标,全面、动态对工程风险进行管控,为后期道路运营与管理提供良好的基础。公路前期地形条件勘探过程中,应该有效的避开这些地形条件较差的路段中,从而可以更好的保证公路工程的质量。
2.沿河路段的选线原则。
部分工程需要在沿河位置进行施工,在选择线形的过程中,应确保线位、河岸、跨河工程之间的平衡关系,通过对沿河路段的考察,避免地质环境较差的地区。如果建设地区的地形特殊,需要在线型设计过程中,加入对应的安全管理内容,做好防护安排,选择适宜的路线规划方案。跨河换岸时,应该全面的了解当地的地形条件,在考虑各个方面都非常合理后,确定合适的路线。
3.短距离、高落差路段的选线原则。
在山区道路施工项目中,有时会存在一些落差较大、距离短的复杂地形,线形展线的设计要求较高。在具体设计过程中,可以采用隧道、桥梁、升降坡等施工技术,保证工程的有效完成。除此之外,越岭线路段建设中,垭口是路线规划设计的技术关键点。为此,在确定垭口时,为了更好的缩短公路里程,最好是在整个路线的走向一致的方向上并且高低和两侧的位置上设置展线垭口。正确处理好垭口位置、过岭标高、道路路线展线三者之间的设计关系,结合地方水文、地质等自然条件,对线形组合进行合理设计。
二、山区道路工程平纵线形规划设计的应用形式
1.平面线形的规划与设计应用。
在对山区道路建设工程进行平面线形规划设计时,应综合考虑地形、地质与水文环境等条件,保证线形与环境的适应性、结构的协调性,避免与纵断面规划出现矛盾。具体来讲,第一,平面线形的选择与设计应保持环境协调;第二,曲线间长度应结合展线、垭口位置等进行设定,相邻曲线间的直线距离应尽量延长,当短线段需要连接时,将一条曲线调整成为单曲或复曲线,防止断背曲线出现;第三,当两个反向曲线以直线相连,该直线长度应大于最小直线,或是通过曲线调整,设定平面线形;第四,设计过程中,应避免连续急弯情况的出现,应在曲线间设置特定长度的直线、回旋线,对急弯进行缓和;第五,运用灵活的缓和曲线的设置来满足山区公路段超高需要,保持曲线的径向对接和顺畅连续,缓和曲线的设计不能过长,在对工程量进行合理控制的同时,保持道路建设外观的一致性。
2.纵断面线形的规划与设计应用。
在规划纵断面线形施工方案时,应注意纵坡、竖曲线之间的连续性、整体性,确保横纵断面与平面间的协调。因此,在实际设计阶段,首先,设计人员应依照竖曲线、纵坡的技术要求、环境条件等,确定高程的主要控制点;其次,应根据纵断面的结构特点,对线形进行设计,确保段距离内不会出现陡峭地势,维持纵断面连续性;第三,站在整体角度,对工程进行设计,注重中间路段的线形规划,控制工程质量;第四,同向弯曲纵断面路线需要设置一段直线坡度工程,控制急转坡度;第五,在设计连续上坡或下坡路段时,要结合运行速度的比对试验,对路段通行能力作出评估预测,确保路段通行安全;第六,在进行凹形纵断面道路工程的直线部分设计时,应考察坡度的测量数值,缓和陡坡,利用设置平顺曲线的形式,设计立体线形,通过平缓处理保证形式安全。
3.平纵线形组合的规划与设计应用。
在初步确定平面线形与纵断面线形的规划设计方案后,应按照组合要求,对平纵面线形进行整体设计,完成整体道路线形设计。首先,要对平纵面线形的结构进行综合考量,使两者维度的平曲线和竖曲线在半径及长度上相互协调适应。在山区道路实际建设工程中,应控制竖曲线半径在平曲线测量数值的10-20 倍之间,更好的满足设计要求;其次,线形组合规划设计中,需要注意合成坡度的控制,在满足道路排水需求的同时,提升工程建设与使用的安全性与平稳性;第三,在曲线设计工作中,平曲线应包含竖曲线,且前者长度大于后者,确保线形结构的完整性与稳定性;第四,长直线应尽量避免与陡坡、短小的竖曲线连接,保证同一平曲线内的线形流畅;第五,反向平面曲线拐点不能与凸形竖曲线顶端位置、凹形竖曲线的底端重合。
结语:在山区道路整体规划设计过程中,由于工程建设环境复杂、安全风险较高、技术应用难度大等特点,在线路规划阶段,不仅需要注意平面线形、纵断面线形的设计标准与技术参数、环境影响等条件,还应加强平纵线形组合方面的设计调整,保证工程整体建设与运营质量,避免由于公路建设路线规划不合理导致的安全事故。同时,在设计的过程中,技术人员应注重经济效益与生态效益的平衡,为山区交通运输体系的建设与完善提供可靠的支持。