浅谈山区高速公路设计的相关问题
摘要:本文主要针对山区高速公路设计中的有关问题进行探讨，分析了山区高速公路的地形，提出了桥梁和隧道方面的一些设计方法。
关键词:山区高速公路,总体设计,问题探讨
0引言
随着我国社会的发展，很多高速公路不断涌现，但在贵州高速公路建设中依然存在着很多问题，特别是山区高速公路方面。目前，解决这些问题是高速公路建设的关键，所以，笔者结合多年经验，对山区高速公路的设计及相关问题进行论述。
1设计中把握的问题
(1)建设规模与技术标准的确定
公路的建设标准与规模是根据预测交通量、 项目性质、地形三个要素确定的。科学的规划和科学的项目前期工作,准确合理地确定项目的功能和地位, 是科学[1] 适度超前 的关键。这方面我省份有着深刻的教训, 由于工可阶段对交通量增长预测和实际汽车保有率的增长不符,公路建成几年后，就经常发生交通拥堵现象，后来不得不改建或重建，造成资金的浪费和重复投资。
(2)路、桥、隧等工程间的协调
桥梁、 隧道工程总体上服从路线走向, 但在山区桥隧相接的情况比较多, 如跨越深谷的桥梁需采用斜拉、 悬吊或拱式结构时, 线形设计应考虑桥梁工程的安全性、 经济性及施工的可行性, 该种情况下桥隧位置决定路线走向。在设计过程中桥、 隧、 路工程的确定应掌握以下原则。
a. 路基中心填方高度不应大于 20 m, 若填方高度大于20 m时,原则上采用桥梁。在地形复杂的狭窄沟谷地带, 当路基弃方数量大、 且难以选择较为合适的堆放弃方场地时,经采用切实可行的工程措施,在保证路基稳定, 消除路基不均匀沉降并对周围环境景观不产生影响的前提下,可选用高路基方案。
b. 路基中心挖方深度不应超过 30 m, 若挖方深度超过30 m时,原则上采用隧道。
c. 路基挖方边坡高度不应超过 40 m, 若超过 40 m时,需要结合优化路线方案, 可采用桥梁、 隧道、 半桥半路、 半隧半路、 纵向分离式路基等。
(3)路线走廊带的确定
一般情况下路线大的走向在路网规划时就已确定, 但路线的具体走廊应通过综合比较后确定。路线走廊的确定, 重点应从走廊带的交通组成特点、 公路功能、 交通发生源、 路网配置情况、 地形、 地址等自然条件及工程规模,规划、 占地、 建设条件等方面进行综合研究比较,确定推荐的走廊带。
2桥梁设计
山区桥梁的桥型方案拟定既要考虑工程造价、 施工条件,也要注意采用标准化设计、 施工,并且要使选定的桥型与环境协调。对于山区高速公路而言,桥梁的净空和建筑高度原则上不控制纵断面设计,设计中可采用较高的梁高和较粗的墩柱,这样可以有效提高桥梁的刚度,使桥梁的整体感觉更加协调。在山区桥梁的上下部结构选型时应注意以下问题。
( 1)尽量采用中、 小跨径为主的桥型, 以方便施工, 降低成本,山区基岩埋深一般较浅甚至出露, 基础通常为干处开挖、 浇筑施工, 基础费用较低,桥梁综合最优跨径相对于一般平原地区,亦趋于以较多下部构造换取较小跨径。因此山区墩高在 60 m以下时,可考虑采用 40~50 m的梁式结构。
( 2)山区高架桥通常沿山腰展布, 横向地形变化大, 墩、台、 基础的设计对边坡开挖、 山体稳定等环境的影响非常大,同时也对工程的景观效果产生重大影响, 对桥面横坡较陡的桥梁,建议采用单柱单桩, 以减少基础的开挖, 通过加大桩柱和盖梁的尺寸来提高桥梁横向刚度, 墩高较大时可采用 Y型墩、 薄壁空心墩等。如采用双柱式墩结合桩基浅表层地质情况、 桥址处地震等级, 尽量不设桩顶横系梁或承台, 以减少对山体边坡的开挖。
( 3)山区桥梁均位于人迹罕至的地区,日常养护非常困难,且山区较大的温差，且湿度和冰冻等对结构的防腐非常不利,在设计阶段就应结合山区的工程特点、 运营养护条件,充分重视结构的耐久性和可维护性。
3 隧道设计
山区高速公路隧道设计近二十年来有了很大进步, 常用的隧道形式有上下行分离隧道、 小间距上下行分离式隧道、联拱隧道、 分叉隧道等。地形、 工程地质及水文地质条件决定隧道的建设费用,因此, 合理利用地形、 地质条件对隧道的设计非常关键,隧道线位的选择, 应由路线、地质及隧道技术人员,综合考虑隧道线形、地质、排水、占地、环保、工程经济及施工条件等,共同研究确定。特长隧道线位的确定要考虑隧道出渣、斜 (竖 )井或横洞布置、 救援、 营运养护等。山区地形条件复杂, 桥隧相接的情况比较多, 应注意桥隧配合,避免因桥台设置的需要,使隧道边、仰坡过高。山区高速公路一般初期交通量不大,为节约建设投资,隧道通风、消防、供配电及监控设计, 应根据预测交通量做好分期实施方案设计。
4结束语
在山区高速公路的设计中应加强高速公路总体设计,加强前期工程的深度, 引入动态设计、 动态管理的理念,特别是山区,地质复杂, 建设难度大, 不可预见的工程问题多,通过建设过程中的动态管理, 能更好的保证工程质量和控制工程造价。