浅析黄土山区公路建设项目三改工程的设计思路

2021-11-27韩州斌

中国科技纵横 2021年7期

关键词：纵坡主线黄土

韩州斌

（甘肃省交通科学研究院集团有限公司，甘肃兰州 740030）

0.概述

三改工程包括改路、改沟及管线等。随着设计要求不断提高，粗犷设计的三改工程，需精细化设计[1-2]。实际勘察设计中，三改工程缺少足够的重视，存在勘察深度不足，图表简略，工点设计不细，指导施工能力不足等问题，增加建设管理难度。

西部黄土山区沟壑纵横、梁峁交错，地质条件复杂，且生态环境脆弱。因此该地区公路建设项目既要考虑工程因素，又要保护生态环境。

文章以某黄土山区高速公路建设项目三改工程为背景，总结三改工程的工程特点、常见问题及设计心得供同业参考。

1.工程特点与常见问题

三改工程是对封闭运营高速公路的有益补充，从设计、施工及工程造价等方面考虑，三改工程在项目中占比较小[3-4]。黄土山区地形复杂、生态脆弱，三改工程既要克服地形地质等工程因素，又要保护生态，还要与既有基础设施有效衔接。因此，黄土山区高速公路三改工程有不同的工程特点与常见问题。

1.1 工程特点

（1）工程具有动态性。三改工程为满足主线构造物设置及村民出行需求，在施工过程中会根据现场实际情况实时调整，需树立动态设计理念。（2）工程规模小数量多。三改工程会尽量缩减规模以降低投资，改移道路多为村道或农耕道，等级较低，规模较小，数十米便会形成一个项目，数量众多。（3）工程涉及专业多类别广。三改工程基本覆盖公路设计全过程。为指导施工，三改工程需进行平纵横设计、防排水设计，跨越河道或设天桥的位置，需进行桥梁设计，涉及专业较多。（4）影响因素多。三改工程不仅受村民宗教信仰、水源地等社会因素影响，还受到地质条件、河流分布等自然因素影响，设计中应全面考虑。（5）建设条件较差。黄土山区沟壑纵横、不良地质分布广泛，三改工程需考虑与主线通道顺接，局部路段需对不良地质进行处理，设置完善的防排水设施，建设条件较差。（6）建设指标低。三改工程建设指标偏低，纵坡较大。受投资限制，三改工程仅需满足基本功能，多采用极限值以满足规范要求。

1.2 常见问题

（1）勘察深度不足。三改工程是主线的附属工程，现场勘察深度不足，基本是按经验，没有进行精细计算，其重要工点的设计缺乏依据，导致后期变更较多。（2）图表粗略。图表缺少施工控制数据。山区三改工程仅依据平面图与标准断面难以指导施工，应采用精细设计，以满足施工的要求。（3）重视程度偏低。三改工程重视程度偏低，多由一个专业完成，与其他专业沟通不及时，导致改路与通道错位，改沟与涵洞错位，大填大挖等不合理的设计。（4）环保设计薄弱。西部黄土山区生态环境脆弱，三改工程出现裸露的高填方与深挖方，但环保设计并未考虑生态恢复措施，导致沿线生态环境恶化。

2.设计心得总结

2.1 设计理念

黄土山区三改工程设计应牢固树立以人为本，兼顾灵活设计的理念，三改工程与沿线居民生活直接相关，总体规模较小，适当增加方便群众的安全措施等对项目整体影响较小。因此，三改工程应以方便村民出行为目的，灵活采用设计指标，将三改工程与周边环境融为一体。

2.2 合理选取指标

2.2.1 改路

改移道路不能为求设计简单，出图方便，按统一标准改移，应按原有道路等级和功能，分等级路与等外路改移。

（1）等级路。对于无规划提级的等级路，改移道路指标应与既有道路保持一致，路面结构层不低于原设计。指标应满足相关规范的要求，对此类道路，不能随意提高道路的等级。

对于规划提级的等级路，应与相关部门做好衔接，并签订协议，建议改移道路指标与提级后道路保持一致，避免重复建设。

（2）等外路。等外路应分村道与农耕道进行改移，采用《小交通量农村公路工程技术标准》改移，禁止为减小工程规模而突破规范，也应避免追求高指标占用大量耕地。

村道可在既有路基上改移，平面应顺直，纵坡应平缓，路基宽度采用4.5m，采用水泥砼路面，并设置完善的防排水设施。

农耕道大多为土路，纵坡较大。改移时纵坡在满足规范的前提下可适当加大以减小工程规模，路基宽度采用4.5m，采用碎石路面，适当完善防排水设施。

2.2.2 改沟渠

改沟应进行详尽的水文计算确定过水断面，确保河道行洪能力。改渠应按水力计算并根据地形条件确定采用结构形式，满足沿线耕地灌溉需要。

2.3 常见问题对策

2.3.1 加强外业勘察

外业勘察阶段应针对三改工程特点，详尽搜集资料，为合理进行内业设计提供支撑。

（1）改路。1）宏观方面：调查改移道路等级及连接村镇，掌握其在路网中承担的作用。2）微观方面：调查改移道路的平纵面、路基宽度等现状，改路与主线构造物的衔接情况等。（2）改沟（河、渠）改移沟道调查地形、洪水位等沟道现状，对既有河床或沟道的典型断面进行测量。改渠调查既有灌溉渠的分布与走向及高速公路构造物设置情况等。（3）改移管线。改移管线调查管线类型、走向、埋深、保护范围等，需与所属单位签订协议书。

2.3.2 精细化设计图表

在详尽勘察的基础上，针对不同的三改工程，合理采用设计指标，保证设计图纸既能指导施工，又能满足群众需求。

（1）改路：1）改路设计均应进行平纵横设计，平纵面应结合实际地形因地制宜，合理运用指标。2）等级路与村道均应设置完善的排水及必要的安防设施；等外路应根据实际情况设置排水及安防设施。3）与涵洞专业及时沟通，保证改移道路与主线通道顺接，避免出现错位错台等，改路纵坡应服从通道纵坡，涵洞进出口应预留15m以上平缓路段，保证通道的行车视野。4）与桥梁专业及时沟通，天桥在满足主线净空前提下，降低台背填高。5）在村庄密集及耕地分布较多位置，宜300m左右设置通道，改移道路顺接既有道路，以满足村民日常耕作需求。6）湿陷性黄土及膨胀性红黏土路段对路床应进行处理，保证路基的稳定性。（2）改沟（河、渠）：1）黄土山区改沟均应进行平纵横设计，平纵面应结合实际地形因地制宜。2）平面线形应顺直，避免急弯及小半径曲线，防止水流顶冲岸坡。纵面应根据地形合理设计，避免大纵坡导致水流冲刷岸坡，也应避免小纵坡形成雍水。3）应以详细的水文计算为依据确定合理的尺寸，保证沟道的行洪能力。4）对天然比降较大的沟道，宜采用跌水设计，减小水流对岸坡的冲刷。对于泥石流沟应详细调查并计算冲出量，采用多级拦挡设施使泥石流沟达到稳定治理。5）改渠应能满足沿线农田的灌溉需要，对沟渠进行规整合并，采用渡槽或倒虹吸穿越高速主线。（3）改移管线。应根据管线的类型、走向、改移要求及保护范围等确定合理的改移方案，并与所属单位签订协议，保证项目的顺利实施。

2.3.3 重视三改工程设计

应树立“以人为本”的设计理念，重视三改工程的设计，从外业勘察、各专业沟通协调、方便村民耕作等角度出发，让三改工程充分发挥效益。

2.3.4 加强环保设计

黄土山区生态环境脆弱，一旦破坏，难以恢复。考虑到三改工程占比较小，在资金充裕的情况下，应加强三改工程的环保设计，保护沿线生态环境。

2.3.5 带动经济阻止返贫

三改工程的设计应充分考虑与既有基础设施及沿线村镇扶贫产业园区的衔接，方便群众出行，带动沿线经济发展，阻止返贫，充分发挥高速项目的整体效益。