山区公路路线方案设计(精选12篇)
山区公路路线方案设计 篇1
随着社会经济的发展,公路交通迅速发展,公路建设逐步向山区延伸,而山区地形、地质复杂,公路路线布设的限制条件和影响因素很多,路线方案设计十分必要。路线方案设计应在所选定走廊带与主要控制点基础上,进行布局和总体设计,合理运用技术指标,对可行的路线方案进行比较,以确定设计方案[2]。山区公路的设计在技术和经验方面面临着前所未有的机遇和挑战。因此,对山区公路的设计进行了更深入的研究。
1 山区公路线形设计的一般要求
公路线形是构成公路的骨架,它支配着整个公路规划、设计和施工[3]。公路线形设计应使汽车能够迅速、安全、舒适地行驶,这不仅要求采用与计算行车速度相应的线形指标,同时还必须保证线形的连续、均衡与协调。路线设计要综合考虑平、纵、横三者的关系,恰当地掌握标准,做到平面顺适、纵坡均衡、横面合理[2]。
2 工程概况
鹤岗—大连高速公路起点位于辽宁省与吉林省交界处的新开岭,终点位于丹东市振安区古城子互通立交,途经本溪市桓仁县、丹东市宽甸县、凤城市、振安区和元宝区,路线全长为94.431 km。路线K1+424.349~K7+217.538段位于山岭区,本路段地形较为复杂,路线方案主要从线形指标,工程规模,拆迁的规模,以及对主线收费站布设的影响等方面进行比较。其平、纵面指标的掌握在满足规范的前提下考虑技术指标的均衡,在不过多增加工程数量的前提下采用了较高的技术指标。
2.1 路线布设原则及主要技术指标采用情况
2.1.1 路线布设原则
1)路线设计注重平、纵、横空间总体设计,充分考虑地形、地物、地质的分布,妥善处理公路建设与城镇规划、工业设施、农业建设的关系,注意与交叉公路、铁路、电力、水利、管线的配合,并结合沿线自然条件进行综合技术经济分析和比选。2)路线方案选择充分考虑路线与地质条件、高填深挖路段、大型桥梁、隧道、互通式立交、地方规划等因素的协调性,对其合理性进行多方面比选。3)路线方案选择在做到地形、地质选线的同时,贯彻“安全、环保、舒适、和谐”的设计理念。路线设计结合地形、地势而为,接近自然、融入自然,尽可能减少人为造成的影响,坚持“不破坏就是最大的保护”。4)借鉴国内外先进经验,提高环保景观设计、创作的意识,转变设计理念,灵活运用技术标准、指标,做到线形均衡、行车安全,实现公路建设与自然环境、人文环境的和谐统一。5)路线布设时充分考虑与沿线城镇发展规划的协调配合,合理布设互通式立交、分离式立交、通道等构造物,方便沿线人民群众的生产和生活,促进沿线经济发展。6)选线与农田基本建设相配合,选择少占耕地、经济作物田、经济林园和有利于社会协调发展的方案,在设计中不把工程本身的投资放到第一取舍的位置。
2.1.2 主要技术指标采用情况
根据交通量预测结果和交通部颁布的JTG B01-2003公路工程技术标准,结合沿线地形、地貌特征,本项目采用四车道高速公路标准,桓仁新开岭(辽吉界)—宽甸段采用设计速度为80 km/h、路基宽度24.5 m,宽甸—丹东古城子段采用设计速度为100 km/h,路基宽度26.0 m,四车道,平曲线极限最小半径为250 m,平曲线一般最小半径为400 m,不设超高平曲线最小半径为2 500 m,凸形竖曲线一般最小半径为4 500 m,凹形竖曲线一般最小半径为3 000 m,设计荷载采用公路—Ⅰ级。最大纵坡为5%,竖曲线一般最小长度为70 m,中央分隔带宽度为2 m,硬路肩宽度为2×2.5 m,行车道宽度为2×2×3.75 m。
2.2 路线方案布设及方案比选
本项目的路线经过现场详勘及比选,结合征得的各方面的意见,综合确定出路线推荐方案,现对拐磨子比较方案(K1+424.349~K7+288.311)与推荐方案(K1+424.349~K7+217.538)做路线方案比较。
2.2.1 路线方案布设
线位主要位于桓仁县拐磨子镇境内,布设了两个方案,其中方案一线位和工可推荐线位基本重合。经现场踏勘,结合东边道铁路规划等,提出拐磨子比较方案即方案二,在本次设计中进行方案比选。
方案一:路线起于拐磨子镇新开岭,总体走向由北向南,跨越G201后,路线沿拐磨子镇西与东边道铁路之间的山坡布线,在拐磨子镇南跨越G201、二北线至西古城子东。本段路线全长5.793 km。
方案二:路线起于拐磨子镇新开岭,总体走向由北向南,路线沿拐磨子镇东侧的大东河与山岭布设,在东古城子西跨越大东河与二北线,与方案一相接,本段路线全长5.864 km。
2.2.2 路线方案比选
从路线线形指标上看,方案一最小平曲线半径1 600 m,方案二最小平曲线半径800 m,方案一线形指标较高。
从路线布设条件上看,方案一路线布设于阳坡,对于严寒冰冻地区更为有利。而方案二沿山岭布线,填挖工程量大,对山体破坏严重。
从建设里程、工程规模来分析,方案二比方案一路线里程长67 m。方案一桥涵构造物数量较大,方案二土石方数量较大,总的工程规模相当。
从拆迁数量上分析,方案一比方案二多拆迁民房34户,3 754 m2。同时方案一沿G201布设,拆迁地下光缆、通讯、电力线等数量较大。
从主线收费站布设上来看,方案二受地形条件、路线平面指标限制,在临近省界段落无布设条件,只能布设在西古城子以北附近,占用良田较多。
从区域土地资源来分析,方案一利用拐磨子镇以西与东边道铁路之间的坡地布线,与规划东边道铁路位于同一走廊,相对方案二占用良田数量少,且对拐磨子镇区域土地资源开发利用的影响较小。
综上所述,经综合比较,拟将方案一作为推荐方案。
3 结语
在公路建设的前期工作中,路线方案是路线设计中最根本的问题,推荐路线方案占有举足轻重的地位。公路的路线方案设计是一项多层次、多目标、多因素的复杂工作,通常需要拟出一些制约性指标,对多个备选方案进行综合比选,全面衡量,从中选出最优方案,达到技术先进,经济合理,安全适用,充分体现工程的经济效益和社会效益的目的。
参考文献
[1]杨少伟.道路勘测设计[M].第2版.北京:人民交通出版社,2006.
[2]JTG D20-2006,公路路线设计规范[S].
[3]JTG B01-2003,公路工程技术标准[S].
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[5]林宣财,王掌军,王孟超.少洛高速公路路线方案设计[J].中外公路,2005,25(3):79-80.
[6]张枝.山岭区二级公路选线优化[J].福州大学学报(自然科学版),1996(24):1-2.
[7]徐建伟.江鹤高速公路二期工程优化设计[J].广州大学学报(自然科学版),2004,3(4):34-35.
[8]高元斌,唐林.山区高速公路路线设计的几点体会[J].山西建筑,2007,33(15):283-284.
山区公路路线方案设计 篇2
高速公路路线方案研究
结合东至-九江高速公路安徽段的.地理位置及建设背景,对其路线方案进行了研究,详细介绍了该高速公路的初步设计路线方案,并对工可方案优化细化进行了阐述,总结了设计心得和经验,对广大高速公路设计人员具有一定的指导意义.
作 者:曹贤桂 作者单位:安徽省交通规划设计研究院,安徽,合肥,230088刊 名:山西建筑英文刊名:SHANXI ARCHITECTURE年,卷(期):36(19)分类号:U412.366关键词:高速公路 路线方案 起点 终点 纵断面设计
公路路线设计相关问题探讨 篇3
摘要:在公路建设过程中公路线路设计的选择会对公路安全产生极大影响,所以公路线路设计是否合理对整个公路建设都有着重要意义。在公路路线设计过程中要结合实际建设环境合理组合线路形式,保证汽车行驶安全和舒适性,确保公路建设质量。
关键词:公路线形设计;安全设计;问题分析
引言
在对公路进行建设时,路线的选择一方面会受到地形地质、周边环境等因素的影响,另一方面,在公路建成后,又会反作用于自然环境,更会影响公路的使用安全。在对公路工程进行建设时,路线设计的质量直接影响着整个公路路基、桥涵、交叉以及沿线各种基础构造物的建设质量和成本。因此,做好公路路线的设计工作,是非常重要的。
1安全选线
在山区由于地形起伏大,高速公路可能存在高填深挖路段、陡坡路段、长上坡下坡路段,特别是一些重要结构物设置路段,受地形条件限制,可能存在一定安全隐患,为此,应从安全角度出发,选择有利于行车安全的路线方案。(1)根据地形条件,路线应在地势相对平坦、视野开阔的走廊带内选择路线方案,尽可能避免长陡纵坡路段、深挖路段、高填路段,确保行车安全。(2)根据地质条件,路线应在地质条件好、山坡稳定、无重大地质灾害的地区选择路线方案,以确保高速公路本身的安全。(3)隧道进出口路段,路线应选择在地形变化小、地质良好的地段,避免设置小半径平曲线和较大的纵坡,以保行车安全。(4)重要结构物和主要设施设置路段,路线应选择在地形开阔,视线良好的地段,如互通、服务区、停车区等,确保车辆驶入、驶出的安全。
2平面线形设计
道路平面线形设计,是根据汽车行驶的力学性质和行驶轨迹要求,合理地确定各线形要素的几何参数,保持线形的连续性和均衡性,避免采用长直线,并注意使线形与地形、地物、环境和景观等协调。对于车速较高的道路,线形设计还应考虑汽车行驶美学及驾驶员视觉和心理上的要求。
2.1平面线形设计要点
平面线形设计的三要素是:直线、圆曲线和缓和曲线。
(1)直线设计。两点之间直线最短,在往常的路线设计中,更重视设置长直线,但是直线的灵活性较差,不能协调,因此在山区路线时,设计较长的直线不能很好的适应地形的变化。在我国路线规范设计中,要求直线的长度不要超过车速的20倍,同时在直线的两侧要种植树木降低单调感。在设计直线形时,导向线决定了路线的方向,而圆曲线、缓和曲线只是补充于直线,起到一个过渡的效果。如果直线和曲线没有合理的结合到一起,就会导致公路平面线形的连续性较差,不可避免的出现缺陷和不足,甚至可能造成重大的安全事故。因此在设计线路的过程中,一定要综合考虑直线和圆曲线、缓和曲线的结合,在适当的位置采取合理的设计方式,提高公路的安全性和合理性。
(2)圆曲线设计。圆曲线更容易适应地形变化,适用范围广而灵活;而且一些较大半径圆曲线线形美观、顺适、行车舒适。然而当圆曲线半径较小时,视距条件差,因此,各级公路圆曲线的最小半径设计应该符合规范的要求。《公路路线设计规范》中规定:各级公路不论转角大小均应设置圆曲线。在选用圆曲线半径时应与计算行车速度相适应,并尽可能选用较大的圆曲线半径,以提高公路的使用质量。圆曲线设计中应注意,在保证足够视距的前提下,视野前方平面转向一般不应超过两个,纵面起伏形不应超过三个。
(3)缓和曲线。缓和曲线是指设置在直线和圆曲线之间或半径相差较大的两个转向相同的圆曲线之间的一种曲率连续变化的曲线。缓和曲线具有以下作用:线形缓和,使线形圆滑,增加线形美观,有良好视觉效果;行车缓和,便于驾驶员操作方向盘;完成超高和加宽的过渡,利于平稳行车;消除离心力的突变,提高舒适性。《规范》规定:除四级公路外的其它各级公路都应设置缓和曲线,另外,当圆曲线半径大于“不设超高的最小半径”时可省略缓和曲线。
2.2平面线形设计注意事项
(1)平面线形设计应能在视觉上自然地诱导驾驶员的视线,并采取相应措施保持视觉和心理上的连续性。如在下坡右转弯公路的左侧路旁植树,使正在高速行驶的驾驶员消除不安全感,并起诱导视线的作用。(2)平面设计应与纵断面、横断面配合良好;山地道路路线应在保证安全的前提下,合理选择线形要素,注意与沿线地形地物相结合,与自然环境相协调。(3)避免路线平纵指标偏高(尤其平面指标大量选用长直线、大半径长曲线等),导致道路出现大填大挖大护坡的现象,这样严重影响了沿线景观,且与自然环境不协调。(4)追求道路与自然景观、人文景观的和谐与统一,使道路也成为靓丽的景观。
3道路縱断面设计
3.1纵坡设计
纵坡设计的基本要求:纵坡设计应满足设计规范规定的各项要求;设计纵坡应该具有一定的平顺性,起伏不宜过大或过于频繁;地下水位较高的平原微丘区,应该满足最小填土高度,保证路基稳定;纵坡设计在一般情况下考虑填挖平衡;对沿线地形、地质、地下管线、水文、气候等条件综合考虑,以保证道路的畅通和稳定;对连接段纵坡,如大、中桥引道两端连线等,纵坡应该平缓,避免突变;在实地调查的基础上,充分考虑农田、水利等方面的要求。
(1)最小纵坡:在道路挖方和低填方路段,为保证排水,纵坡最小为0.3%。一般情况下,最小纵坡不小于0.5%。对于城市道路,当最小纵坡小于0.3%时,应该设置街沟。干旱地区以及横向排水良好的路段,其最小纵坡可不受上述限制。
(2)最大纵坡指各级道路允许采用的最大纵坡,是道路纵断面设计的重要控制指标。最大纵坡设计主要考虑以下几方面因素:汽车动力性能、道路等级、自然条件、城市道路中考虑交通构成。高速公路受到地形条件等特殊情况限制时,经技术经济论证合理,最大纵坡可以增加1%。非汽车交通较大的路段,坡度适当放缓,平原、微丘区不大于2%—3%,山岭、重丘区不大于4%-5%。大中桥上纵坡不大于4%,桥头引道纵坡不大于5%。位于海拔2000m以上或严寒冰冻地区四级公路最大纵坡不应大于8%。
表1 我国高速公路最大纵坡规定值
设计速度(km/h)
120
100
80
60
最大纵坡(%)
3
4
5
5
3.2坡长的限制
坡长主要是指两个变坡点之间的水平距离。(1)最小坡长的限制:主要考虑汽车行驶的平顺性、路容美观、相邻竖曲线的设置考虑、为计算行车速度9-15秒的行程为规定值。(2)最大坡长的限制:最大坡长限制:就是控制汽车爬坡时,车速下降到不低于限定的最低时速时所能行驶的距离。等级高的道路主要是小车与载重汽车因速度不同带来的相互干扰;等级低的道路为防止车速显著下降而导致汽车爬坡无力,甚至熄火。
4结语
公路设计不仅是为了顺利开展公路建设,还是保证公路质量的关键。公路设计除了要考虑最大限度地满足公路的基本功能以及公路建设的经济性外,交通安全是需要着重考虑的一个重要方面。交通的不断发展也造成了交通事故发生率的不断增高,为了让这样的状况得到好转,在进行公路设计的时候就必须考虑影响公路质量或是会造成交通事故的因素,在进行公路的建设的时候更要严格的按照设计要求进行,从而保证公路的质量,从根本出发,以减少交通事故的发生。
参考文献:
[1]赵海云.浅谈公路路线的选线原则[J].科技创新与应用,2014(1).
[2]龙坤蓉,李仕顺.山区公路路线设计中存在的问题研究[J].黑龙江交通科技,2014(01).
[3]高军,王华.山区高速公路路线设计中应考虑的关键问题[J].交通标准化,2006(7)
山区公路路线设计的思考 篇4
1 山区公路选线的特点
山区公路选线的特点是山高谷深、高差大、地形地质复杂、工程艰巨, 可比选方案多在地形方面, 路线平、纵、横三个方面均受到约束;在地质方面, 山区土层薄、岩层厚, 岩层产状和地质构造变化复杂, 影响线位布设;在气候方面, 山区暴雨多、山洪急, 溪流水位变化幅度大, 是公路定线中不可忽视的因素。因此, 在山区选线必须深人调查, 认真勘测, 精心研究, 综合考虑, 解决好越岭的垭口、展线的方案等重大问题。
山区公路布线主要有沿河 (溪) 线、山腰线、越岭线和山脊线。选线应在充分理解路线标准的前提下, 根据地形、地质、气候情况, 准确地把握好路线的各项技术指标, 使用最短的路线长度实现最大的综合效果为佳, 比如路线标准高、构造物少、造价省等。
2 山区公路选线
山区路线的布设受山区地形、地质和气候条件的限制较大。在地形方面, 山高坡陡, 沟深谷窄, 路线平、纵、横三方面都受到限制;在地质方面, 山区土层薄, 岩层厚, 岩层产状和地质构造变化复杂, 影响线位的布设;在气候方面, 山区暴雨多, 山洪急, 溪流水位变化幅度大, 是选线中不可忽视的因素, 山区路线布设应当与山区地形相适应。
2.1 沿河 (溪) 线的选择
沿河 (溪) 线的路线布局, 要处理好河岸的选择、线位高低和跨河换岸地点三者间的关系。这三个问题往往是互相联系和互相影响的, 选线时要抓主要矛盾, 结合路线性质、等级标准, 因地制宜地去解决问题。利用有利地形, 避开工程艰巨和不良地质路段, 如泥石流、滑坡、崩坍、岩溶、岩堆、泥沼、冻土等的安全隐患。在这些特殊路段, 就应做多个路线比较方案, 进行全面的比选。又如跨河换岸时, 一般情况下以选择横坡平缓的河岸为佳。有些河岸横坡虽然平缓, 但地质不良, 岩层倾向于路线, 开挖后易产生顺层滑坍的病害, 而对岸虽横坡稍陡, 但岩层背向于路线, 开挖后不易产生顺层滑坡, 路线走向则应选择后者。所以跨河换岸时, 要特别注意地质情况的好坏, 不能单凭横坡陡缓来决定采用哪一岸的问题。
2.2 越岭线的选择
越岭线的特点是路线需要克服很大的高差, 路线的长度和平面位置主要取决于路线纵坡的安排, 因此, 在越岭线的选线中, 须以路线纵断面为主导。越岭线布局主要应解决的问题是:垭口选择, 过岭标高选择和垭口两侧路线展线的拟定。它们是相互联系、相互影响的。布局时应综合考虑, 处理好三者的关系。其中, 垭口是体现越岭线方案的重要控制点, 应在基本符合路线走向的较大范围内选择, 要全面考虑垭口的位置、标高、地形条件, 地质情况和展线条件。越岭高差较小, 地质条件稳定, 展线降坡后能与山麓控制点直接地衔接, 不需无效延长路线, 这种垭口最为理想。
2.3 山脊线的选择
采用山脊线首先要求分水岭的位置和方向不能偏离总方向太远;另外应选山脊顺直平缓、起伏不大、岭肥脊宽的理想地形, 使路线大部分或全部设在分水岭上。但高山地区的分水岭常常是峰峦、垭口相间排列, 有的相对高差很大, 这种地形的山脊线, 则为一些较低垭口所控制, 路线应沿分水岭侧坡在控制垭口之间穿行, 路线大部分设在接近分水岭的山腰上。此外, 采用山脊线还要求分水岭地质条件好, 上下山脊线的引线有合适的地形可以利用, 否则, 山脊本身条件再好也难以采用。
3 平面设计中的几个问题
山区公路的路线平面布设与平原区及微丘区公路有很大区别, 平原区及微丘区公路地形条件单一, 限制条件较少, 一般采用交点直线法定线可提高效率。山岭重丘区地形条件复杂, 路线布设时限制条件很多, 若采用交点直线法, 定线效率就很难提高, 而且线形往往显得呆板, 与地形的符合性差, 平纵横组合不佳。故在山岭重丘区定线, 应采用曲线定线方法, 使线位布设与沿线地形吻合, 减少高填深挖, 保证一定路段的平面线形指标均衡。这样, 就要充分利用好缓和曲线, 做到因地制宜, 灵活运用。缓和曲线的灵活运用, 可以避免直线和圆曲线组合的不足, 克服单纯使用直线和圆曲线组合确定的平面线形与实际地形不符的问题。再者, 山岭重丘区平面线位布设时, 相邻圆曲线之间的夹直线长度往往不能符合要求, 采用曲线定线法时, 缓和曲线的灵活设置, 可使曲线径向对接, 线形圆顺, 还可以灵活调整曲线长度, 避免圆曲线间短直线的不足, 使线形较好地与地形吻合, 达到有效克服地形地物障碍的目的。
对于超高值的选用应从多方而考虑:当远景交通量很大, 且小汽车比例很小时, 道路平均车速不高, 超高值不宜过大;当远景交通量接近本级公路下限值, 且中小型客车所占比例较大时, 超车概率大, 平均车速较高, 在不需考虑积雪影响的路段, 为了高速行驶时舒适性的需求, 可在满足行车安全前提下, 适当考虑加大超高值, 但合成坡度、排水等仍须满足规范要求。
4 平、纵面组合设计
山区公路平纵面组合设计往往受地形、桥涵、通道构造设置的制约, 直接影响到工程造价。故应充分考虑地形起伏走向、构造物引起纵面起伏, 以减少工程量。结合广西山区公路特别是高等级公路建设的实际, 在平纵组合设计时, 应注意以下几个问题。
(1) 山区公路平纵面组合设计, 要把平曲线与竖曲线一一对应起来, 最好不要错开即竖曲线顶点应于平曲线中点或中点附近, 同时平曲线要比竖曲线稍长一些。平竖曲线的半径要协调, 竖曲线的半径一般为平曲线半径的10~20倍可以取得良好效果。当平、竖曲线半径均较小时, 两者不得重合, 应避免出现不宜重合的曲线。但实际设计中是难于做到的, 在山岭区, 强调平竖曲线组合一一对应, 有可能会造成大填大挖。
(2) 关于平曲线包含竖曲线问题, 结合广西山区地形实际, 提出以下建议: (1) 在条件允许情况下, 平纵面组合设计应尽可能满足一一对应关系。 (2) 若确因地形、地物等限制, 在纵坡差不大情况下, 一个平曲线包含的竖曲线个数根据纵断面设计需要确定;在纵面起伏的坡差较大时, 一个平曲线包含的竖曲线个数不宜超过3个, 且须经透视图的视觉检验。 (3) 要保持平、竖曲线大小的均衡。 (4) 平曲线和竖曲线不宜相互重叠, 以免公路有扭曲的感觉而不美观。此时, 当一方接近最小值时, 要设法使另一方提高指标。 (5) 不宜将变坡点放在回旋线上或回旋线与竖曲线重合, 以免使驾驶员既要换挡又要调换方向盘, 造成紧张而引起事故。 (6) 凡直线上不可避免出现一处凸或凹形竖曲线时, 如坡差不大, 则采用大半径竖曲线, 以保持视觉良好。
5 结语
山区公路挡土墙设计浅析 篇5
山区公路挡土墙设计浅析
公路挡土墙是用来支承路基填土或山坡土体,防止填土或土体变形失稳的一种构造物.在路基工程中,挡土墙可用以稳定路堤和路堑边坡,减少土石方工程量和占地面积,防止水流冲刷路基,并经常用于整治坍方、滑坡等路基病害.
作 者:卢伟 桂云海 段然 作者单位:国家林业局昆明勘察设计院,云南昆明,650225刊 名:林业建设英文刊名:FORESTRY CONSTRUCTION年,卷(期):2009“”(2)分类号:U4关键词:挡土墙 土压力 破裂面 验算
山区公路结构物基础设计探讨 篇6
【摘 要】某高速公路,该工程里程K14+440~K14+620段路基处于一个多年乱采形成的废弃矿坑范围内。矿坑长约180m、宽5~30m,坑底距山坡地表5~35m。矿坑平面形状不规则,现状坑底地面起伏很大,初步调查,矿坑大部分范围内有堆积物,堆填的弃渣厚度及粒径变化较大、无规律性,且堆填时间不详。该段高速公路路基的两端设计有两个下穿的排水盖板涵,涵洞长41~61m,净高4.8m,宽3.5m,上覆土厚2~8m,设计要求地基承载力不小于400kPa。该段高速公路路基、涵洞基础所处的废弃矿坑地形变化大,地质条件相当复杂,同时高速公路设计要求的地基承载力、路基沉降及差异沉降要求都很高,这给路基处理施工带来了很大难度。建设单位和设计、施工单位多次开会探讨,均感觉地质情况不明,矿坑处理难以进行,因此委托我单位进行矿坑的详细工程地质勘察工作,并要求提供适宜、可行的地基处理方案。
【关键词】山区公路;矿坑;地基处理;强夯
1.工程地质条件
1.1地质构造
区域地质构造较为发育,主要以东西向、北东向、北北东向褶皱、断裂构造体系为主,多集中成带状分布,其中以北东向和近东西向断裂构造变形最为强烈。受构造作用影响,工程场地岩体较破碎~破碎,岩石风化程度较高。
1.2地形地貌
工程场地处于秦岭余脉的延伸地带,为构造剥蚀低山地貌,地形起伏中等。矿坑位于山体斜坡的下部。
1.3地层岩性
经过对废弃矿坑的现场调查,该矿坑开采矿区位于太古代片麻岩体内,矿产种类为铁矿,大致于20世纪90年代后期开始开采,近期关闭后矿坑内堆填有废弃矿渣,因此矿坑具体的开挖范围、深度等情况不明。因此我们针对性地策划了勘察方案,在加强现场地质调查、测绘的同时,布置了勘探钻孔,并在钻孔中进行标准贯人和重型动力触探原位测试。
1.4地下水情况
勘探时发现矿坑内堆积物中分布有地下水,分布不均匀,水位距坑底0.5~2.Om.为大气降水人渗及周围地面流人汇集而成,属滞水,水量随季节具有较大变化。
2.勘察建议的地基处理方案
2.1场地整平
场区地形变化大,为便于机械施工,缩短工期,降低造价,勘察建议先进行场地的整平工作,以为下一步地基处理工作打好基础。填方整平的地面应根据设计路面高程并结合现状地形回填整平(需要在回填过程进行初步压实)至涵洞基础底面以下一定高度,在此基础上再进行下一步的路基及涵洞基底下地基加固处理亡作。
2.2方案及技术建议
场地整平后,考虑到目前已堆填矿渣以砂状、碎屑状为主,颗粒相对较均匀,整体上含水量较低。勘察报告中提出以下三种路基及涵洞基础的处理措施及技术建议,以供设计、施工比选。
2.2.1方案1—强夯法加浆砌片石回填
①强夯处理平面范围及方案的设计、施工须严格按有关规范执行,确保强夯处理后的地基能够满足高速公路设计关于地基容许承载力、变形及地基稳定性等方面的要求。
②强夯施工前须对目前矿坑区域内表层已杂乱堆积的松软土、杂物及树木等进行清除,做好整平工作。
③由于场地内矿坑深浅不一,堆填物质密度具有一定差异,在设计有效加固深度、单位夯击能基础上,结合场地地层条件,合理设计夯点布置、夯击方法及夯击次数。
④建议在施工现场选择代表性场地作为试验区进行试夯或试验性施工,根据预计加固处理效果,选择适宜的施工机械,在现场试夯时,要根据夯沉量或地面隆起情况、起锤难度等及时调整夯点布局及夯击次数,局部坑深、土质松软处,可适当加大夯击遍数。施工过程中要实行动态检测,及时调整设计方案。
⑤强夯施工过程中的质量控制及加固效果检测等均须严格按照国家及行业现行的有关规范执行。
2.2.2方案2—复合载体夯扩桩法
①经加固处理以后的复合地基须满足设计对地基承载力、地基变形及稳定性控制的要求。复合地基承载力标准值须根据复合地基的载荷试验等原位测试结果,结合地基处理的设计、施工经验综合确定。
②具体复合地基加固处理方案可根据本工程建筑设计条件、地基土层分布特点,结合地基处理的设计、施工经验综合确定。
③应按相关规范的规定,加强对复合地基施工质量控制及加固效果的检测工作。
2.2.3方案3—对于涵洞基础亦可以考虑大直径(扩底)灌注桩方案
①桩端应进入坑底下强风化片麻岩内不少于1m,坑底形态陡变的斜坡处可适当加大桩端嵌岩深度,建议不考虑侧摩阻力,桩端片麻岩的饱和单轴抗压强度标准值可按5MPa考虑,岩石按破碎考虑。
②桩端局部矿坑深度较大处,有可能分布滞水,需妥善排除。
③须采用安全、可靠的护壁方法,保证成孔、施工安全。
④成桩前桩端虚土或碎屑应清除,桩端岩性检验发现有不利于基坑稳定的软弱岩石时应清除。
3.强夯处理方案的实施及效果
3.1强夯方案的选择
该场区的主要特点是地形高差悬殊,坑底基岩面起伏不平,回填整平后土质相对疏松。若采用夯扩桩处理,由于基岩面起伏不平,桩长很难控制,长短不一的桩长也使处理效果很难保证;若采用大直径扩底灌注桩方案,则由于土质较疏松,局部分布有滞水,挖桩时容易塌孔,安全隐患大。考虑到上述两种方案均工程造价较高,施工工期相对较长,因此本工程地基处理选择强夯法。
3.2设计原理
强夯法又名动力固结法或动力压实法,这种方法是反复将夯锤(一般为圆形,质量10-40t)提到一定的高度使其自由落下(落距一般为10~40m),给地基以冲击和振动能量,从而提高地基的承载力,降低地基压缩性,改善地基性能。其加固原理基于动力压密理论,冲击型动力荷载瞬间使土体中孔隙体积缩小,土体密实,承载力提高。非饱和土夯实变形主要是由于土颗粒相对位移重新排列而引起,亦是土中孔隙中气相(空气)被排出的过程,经强夯处理后,土体达到最密实状态。
3.3强夯施工
针对填土情况、现有设备及施工经验,主夯:2000-3000KN.m,满夯:2000KN.m。(2)分层厚度每层虚铺5~6m,经推土机初步压实后再进行强夯作业,整体上需铺3层。(3)施工机械采用25t履带式吊车,夯锤为直径2.5m左右的铸铁锤(18-20t),带自动脱钩装置。
3.4强夯处理效果检测
从已完成的处理效果检测结果来看,处理效果良好,能够满足设计要求。
4.结语
山区公路路线设计的问题及对策 篇7
1 山区公路建设的环境特点
1.1 地形复杂
山区多变的地貌决定了山区公路建设的复杂性、困难性: (1) 山区沟壑纵横, 地势落差大, 存在着填埋、架桥、开隧道等工程设计, 公路设计的科学性、合理性对公路修建的难度系数、安全性、经济效益等有很大影响; (2) 山区地面起伏较大, 拐弯较多, 在修建时, 要注意公路的线型设计、弯道设计, 对节约成本、控制造价、提高公路的安全性有积极意义。
1.2 地质复杂
山区地形复杂, 地质情况多变。例如, 大多山体多石少土, 组织较松软, 易发生滑坡、泥石流等不良地质现象;有的山体碎石多、结构不稳定、山势较陡峭, 易发生山体崩塌、岩堆的不良地质现象。此外, 由于山地地质情况勘探困难, 且地质层结构变化频繁、多样, 使山区公路路线设计面临着复杂的地质情况。而山区公路建设必须依照施工地的地质情况进行施工, 才能确保施工安全, 确保道路的稳固性和使用效益。因此, 山区地质复杂的状况给山区公路设计造成了较多、较复杂、较困难的问题。
1.3 水文条件复杂
常言道“山有多高, 水有多长”, 山区的水文结构相对复杂。一方面, 河流曲折蜿蜒, 山区公路选线很难完全避过河道, 且很多山区公路的修建多以沿河、沿沟地理选线, 水流对公路的安全性、稳固性影响很大。另一方面, 山区河岸坡陡, 水的高流速对两岸的冲击力较大, 会对沿河地质造成较大的破坏, 影响沿河路基的稳固性。此外, 一些山区还存在暗河, 具有水层浅等特点, 稍不注意就会发生意外, 影响公路建设的顺利进行, 甚至有可能使前期施工毁于一旦。
1.4 气候条件多变
山区气候多变, 在设计山区公路时, 一定要考虑气候对施工、工程质量的影响。一方面, 山区昼夜温差大, 雾气重, 对公路施工的进度和质量有很大影响。例如, 温差、雾气会影响路基填料的湿度, 进而影响路基的压实等, 影响路基的稳定性和道路的质量。另一方面, 多变的山区气候易形成突发的降雨等, 会造成渗水、河流水位的突涨等状况, 给施工造成影响, 所以, 在施工设计过程中, 这些因素都应考虑在内。
2 山路路线设计中存在的问题
在设计过程中, 主要存在以下问题: (1) 山路设计最大的安全隐患是在对山区地理环境掌握的不全面、不真实、不细致情况下, 就进行公路选线、设计, 增加了施工意外 (比如渗水、泥石流等) 的发生, 不利于安全施工, 增加了施工风险, 也不利于公路的稳固性和长久效益的发挥。此外, 选线、山势、地貌结合得不恰当, 隧道照明设计不合理, 消防设施设计不足、不全面等情况, 也会导致山区公路安全隐患的增加, 都会给山区公路带来严重的安全隐患。 (2) 受平原公路设计思路影响过深, 设计偏于直线型、平整性等方面, 脱离了山区的地貌、地势特点, 会导致工程量和工程投资的增加。例如, 公路设计直线太长、景观单调, 不但会增加施工成本, 还容易造成司机的驾驶疲劳, 进而导致交通意外事故的发生。又如, 高填、深挖、隧道等工程量过多、过大, 不但会增加工程投资, 还会影响公路的安全性、耐久性, 影响公路效益的发挥, 同时, 还会造成环境、生态的破坏。 (3) 对山区公路的使用目的、开发目的了解不深入, 过于轻视山区公路的用途。在设计中, 隧道、高填、架桥等设计不合理, 该架的桥没架、该挖的山没挖、该修的隧道没修, 大大降低了山区公路的使用效率, 不利于山区公路修建效益的实现。 (4) 山区公路设计思想落后, 不重视环境保护, 忽视了自然景观、人文景观的协调性, 使山区公路在感观上存在孤立和不协调的情况, 影响了当地环境保护和建立生态特色的思想。
3 山区公路设计的安全原则
“安全”是工程设计、施工的首要原则。山路公路施工地理环境复杂, 在公路路线设计中, 要做好以下五方面的工作: (1) 要重视相关资料的收集。要确保地质资料的全面性、深入性, 使其能为公路的设计提供可靠依据;要重视对当地地理环境的勘探, 确保地质资料全面、详细、准确, 切勿犯经验主义错误。 (2) 通过多种方式规避不良地质路段风险, 尽可能选择不良地质灾害发生率低的地方。 (3) 重视山区公路的经济效益。在确保安全性的基础上, 尽可能地节约工程成本, 尽可能将公路设计与当地的交通规划、经济开发状况、旅游等联系起来, 实现山区公路工程最大的社会效益和经济效益。 (4) 确保线路设计与公路施工条件相吻合, 将路线设计与山区的地貌、景观等紧密结合起来, 确保施工的顺利进行。 (5) 需重视公路设计的美学原则, 使公路工程成为当地的一道风景, 与当地的自然环境、人文景观和谐统一起来。
4 关于山区路线设计问题的对策
在山区公路的设计中, 要注意以下几点: (1) 要拓展思路, 重视山区公路设计的独特性、自然性。一方面, 要结合山区特有的地形、地貌、地质条件进行科学、合理的选线设计;另一方面, 山区公路是山区景观的一部分, 在重视其应用价值的同时, 也要重视其设计的美观性、和谐性。 (2) 贯彻地质选线原则。在选线前, 对山区地质、地貌等资料进行全面、充分的收集、整理和分析, 确保选线的最优化。 (3) 注重选线的灵活性。以山区公路设计原则为参考, 尽可能规避不利于安全、增加施工造价的路段。 (4) 注意山区公路的平曲线设计。平曲设计有利于公路设计与山区地形的结合, 降低了施工难度, 确保了施工质量;平曲设计确保了公路环境、景观的立体感, 有利于车速的连续性、适当性, 缓解了司机的视觉疲劳。同时, 平曲设计可以避免车辆转弯时侵入其他车道, 有利于行车安全。 (5) 重视山区公路路线设计的反复优化, 该修的隧道要修、该架的桥要架、该高填的高填、该深挖的深挖, 既要确保工程建设的需要, 又要避免不必要的浪费。 (6) 在山区公路路线设计中, 对山区的气候特点、水文特点也要作深入的分析和了解。例如, 公路路线要经过一条小河, 就要对这条河的涨势等情况进行深入了解, 避免涨水期流水对公路的破坏;山区某一季节雨天多、潮湿, 就要考虑路基材料的选择和施工排水、道路排水等, 确保施工顺利进行和工程质量。 (7) 重视山区公路路线设计的细节问题, 比如隧道采光、照明, 环境的保护等。 (8) 重视山区公路设计与当地人文景观、自然景观的结合, 寻求设计的自然之美、艺术之美、和谐之美。
5 结束语
公路在我国经济发展中扮演着重要角色, 随着山区旅游等产业的兴起和国家对山区开发的重视, 山区公路建设已进入关键时期。提高山区公路施工的质量和水平是确保山区发展的关键, 而这一切都需要以山区公路设计的科学性、合理性为出发点, 立足于解决目前山区公路设计中存在的问题, 以提高山区公路设计的水平, 进而实现山区公路质量、效益的提升。
摘要:面对山区公路路线设计的若干问题, 从山区公路建设的环境特点入手分析, 阐述了问题存在的原因和解决对策, 并结合山区道路设计的若干原则, 提出了提高山区公路路线设计水平的思路。
关键词:山区公路,环境特点,设计原则,解决对策
参考文献
[1]徐红.山区公路设计中应注意的问题[J].民营科技, 2013 (12) :202-202.
山区公路路线方案设计 篇8
关键词:建设项目,公路可行性研究,路线方案
0 引言
建设项目的前期工作阶段是建设过程中的决策阶段,主要工作是进行项目的可行性研究。整个可行性研究工作分成3个阶段进行,即初步可行性研究、辅助研究和可行性研究。在一些发达国家的工程项目建设程序中都把可行性研究放在重要位置,安排得深、细、扎实。公路工程可行性研究是在实施前对该项目进行调查研究及全面的技术经济分析论证,考察项目在建设必要性、技术可行性、经济合理性、实施可能性等方面进行综合研究,推荐最佳方案,为建设项目的决策和设计任务书的编制、审批提供科学的依据。但是,长期以来,我国许多投资者和业主普遍忽视工程建设的前期工作,他们不了解影响投资的主要阶段在可行性研究阶段。许多投资项目都很少做这方面的工作,要么一哄而起、盲目上马,要么草草了事,这样不仅造成经济上的巨大损失,而且也可能埋下质量隐患,有的对项目虽然也进行了可行性研究,但只是限于形式,结果到施工阶段,使施工现场的变更现象屡见不鲜。文中对公路工程可行性研究报告中路线方案的研究进行了一些探讨。
1 路线方案选择
根据工可第三章交通量预测结果结合公路功能、路网规划,并充分考虑项目所在地区的综合运输体系、长期发展规划等论证确定项目的建设规模、技术标准。根据技术标准进行路线方案的选择。
1)山岭区选线在很大程度上受到纵断面的控制,克服地面高差是山区公路选线的最大难题;2)大型构造物尤其是难点工程成了控制路线走向的重点因素之一;3)不良地质尤其是灾害性不良地质是路线另一主要控制因素,滑坡、溶洞、断裂等不良地质是公路必须注意和绕避的对象;4)线型指标。
1.1 资料的收集
在进行路线方案选择前应先收集和调查有关的资料如下:
1)沿线自然地理概况,包括地理位置、地形、地貌、地质概况、气象和水文、地震、不良地质概况等。
2)筑路材料和运输条件,包括沿线石料、砂、石灰、路基用土、工程用水电、水泥、沥青、钢材及运输条件。
3)社会环境分析要考虑当地的城市规划、相关重要设施、占地、拆迁、沿线地方政府意见、国家政策。
1.2 路线总体方案研究
1.2.1 路线总体方案选择原则
1)符合城市公路网规划要求,着眼长远利益,与现状路网公路顺畅连接,合理选择起终点,满足路网布置的合理性;
2)服务于当地的经济建设,与产业结构的布局及规划相协调;
3)符合沿线城镇规划,方便居民出入,便于吸引周边地区的交通流量;
4)尽可能地避开煤炭采空区和开采区,合理绕避地质不良地带;
5)注意使路线顺适、直捷、缩短建设里程、减少工程造价、提高经济效益;
6)考虑施工条件,与既有公路、铁路尽可能减小干扰;
7)注意环境保护,保持填挖平衡,防止水土流失;
8)注意与水利设施的协调,保证河道泄洪要求;
9)依据地形、地质选择路线走廊,与周围景观协调。
1.2.2 路线起终点及主要控制点
本着既符合区域路网规划,又服务于当地国民经济建设的原则,选择路线起终点及主要控制点。
1.2.3 路线走廊的比选
路线起终点基本确定后,路线走廊成为重要的研究内容。根据路线总体方案选择原则,通过在大比例(1∶50 000)地形图上进行大范围的比选,经认真分析研究,现场调查核对,并结合技术标准线型指标、城市发展、现有路网布局及地方政府意见,选择有比较价值的路线走廊,如路线里程、占地、拆迁、线型指标、工程造价、沿线居民生活环境污染情况等方面进行同深度的比选论证,最后确定最佳路线走廊为推荐路线走廊。
1.3 路线方案研究
1.3.1 路线布线原则
1)合理掌握技术指标,力求减小工程规模,降低投资,避免不计代价地追求高标准;
2)认真考虑地方政府及农村、农民的合理意见,使路线方案符合沿线城市规划和产业布局,避免或减少对城市环境的污染和市内交通压力;
3)充分考虑沿线地区经济发展规划,合理确定互通立交位置,便利交通流出入;
4)力求使路线平纵面线形均衡流畅,给通行能力和服务水平提供保障;
5)尽量以小的代价绕避不良地质地段;
6)尽量少占良田果园、避免较大规模的拆迁;
7)尽可能减少压占矿产资源;
8)尽力减少对生态环境的破坏;
9)确保公路长期稳定、安全运营的要求,做好安全保障工程,减少或避免质量通病。适当延长桥梁,降低桥台背填土高度,隧道洞门一般采用削竹式或其他方式进洞;
10)因地制宜,选用合格的地方材料,提高工程质量,降低工程造价。
1.3.2 路线方案比选
根据选择的路线走廊和路线布设原则,在较小比例(1∶10 000)地形图上选择线位,而后对路线主要控制点,布线困难地段实地踏勘,对初步确定的路线进行必要的调整。对路线走廊带内地形困难,地质复杂路段,对主要县、市、区工业园区及重要乡镇出入影响较大的局部路段,选择有比较价值的局部比较线路,如占地、拆迁、线型指标、工程造价、沿线居民生活环境污染情况等方面进行同深度的比选论证,最终确定最佳路线方案为推荐路线方案。
1.4 环境保护
环境保护是一项基本国策,在公路建设中有其重要意义。公路建设项目的实施将会破坏原有植被、改变沿途的地形、地貌、耕地的减少、水土流失、废气和噪声的增加以及农田和乡村道路的阻断等,为坚持最大限度保护、最小程度影响、最强力度恢复,实现公路建设与环境保护并重、公路项目与自然环境和谐的设计理念,在环境保护方面应强调如下几个方面:
1)线路尽量在对农田水利影响较小的山坡地布置;
2)尽可能减少拆迁,靠近村镇但又离开村镇;
3)采用适宜的路基边坡坡度,加强路基边坡防护,采用生态防护和工程防护相结合方案,边沟尽可能小、暗、绿。重视路基、路面排水系统设计,避免因本项目的实施而可能造成的水土流失、植被破坏;
4)于拟建公路两侧进行合理绿化,以美化景观,改善和优化生态环境;
5)加强施工管理,降低施工引起的噪声、大气、生态污染及对自然景观的破坏;
6)施工时应注意临时用地、料场、借土场和弃土场地点的合理选择,场地的使用面积不应为方便而任意扩大或过度开挖,并应做好防护排水,防止水土流失。完工时应及时恢复原貌或造地还耕。对于弃土场还应做好防护排水工程,上层填上种植土,进行绿化,防止水土流失;
7)加强营运期管理,减少环境污染。
2 结语
山区公路可行性研究路线方案的拟定和选择是公路勘察设计的重头戏,路线设计是综合地质、地形、地质病害处理,桥、隧、交通工程、生态环境等技术规范的复合性以及形成公路运输的服务对象是人,让道路的使用者来评价几何线形的组合。山区地质指导布线是使道路安全可靠的保证,也是经济合理的前提。合理采用《公路工程技术标准》技术指标和《公路路线设计规范》推荐的几何线形,综合平、纵、横、生态环境要素,用线形适应地形是路线设计人员把握路线勘察设计的理念和设计方法。
在道路的平、纵、横设计时尽量考虑与自然景观的协调一致,减少大填大挖。为防止水毁问题的发生,在工可阶段,防护工程就应引起高度的重视,土质边坡种草防护,岩质边坡可考虑适当放缓边坡,在边坡上设圬工框架后,在框架内铺设预制混凝土空心砖或土工格栅(一种土工织物),再在其内种草籽效果会比较好。
公路工程建设项目可行性研究是运用多学科专业知识的综合性系统工程,是建设项目前期工作的一项重要内容。它从社会经济、交通量预测、路线方案选定、投资估算、建设规模及技术标准等各方面对公路的工程可行性进行了全方位的研究。其中路线方案选择是核心、重中之重,其他各方面的研究都是为其服务的。山区公路选线是一个综合的课题,它涵盖了路线、路基、防护、排水、桥梁、隧道、地质、环境保护、施工组织等多个方面,设计人员应具有较高的综合水平,并深入现场、详细调查,不遗漏任何有比较价值的比较方案,以保证最后推荐的路线方案为最优方案。
参考文献
[1]国家发展改革委,建设部.建设项目经济评价方法与参数[M].第3版.北京:中国计划出版社,2006.
[2]投资项目可行性研究指南(试用版)[M].北京:中国电力出版社,2002.
山区公路路线方案设计 篇9
1 工程概况
国道214线结古至巴塘机场公路,位于雄伟的“世界屋脊”青藏高原腹地青海省玉树藏族自治州境内,是玉树州政府所在地到玉树机场的唯一通道,路线全长21.604 km。其主要技术标准见表1。
2 项目特点
本项目是老路改建项目,除一般老路改造项目特点外,还有如下特点:
1)位于高海拔地区,地形十分复杂。
路线位于有“世界屋脊”之称的青藏高原,地形十分复杂,局部路段坡陡弯急,地势陡峭。这给路线布展带来了重大困难,加之本项目为一次定测的项目,对测设工作带来了挑战。
2)地质条件复杂,气候恶劣,经常发生自然灾害。
沿线地质条件比较复杂,存在多种不良地质和病害(主要有:泉眼、涎流冰、积雪、水草地、泥石流、边坡滑塌和滑坡等)。加之气候高寒,冬季经常发生雪灾等自然灾害。这给公路通行的安全和公路本身的安全都造成威胁,在设计中要特别加强勘察工作,做出合理的设计。
3)作为公路改建项目,需大量利用老路。
作为改建项目,为了节约建设成本,需合理利用走廊带、避免重复建设、减少环境破坏。但本项目为17 m宽二级公路,更需要在提高技术指标、显著改善通行能力和服务水平的基础上充分考虑利用原有道路。
4)地处“三江源自然保护区”,沿线生态环境十分脆弱。
本项目位于“三江源自然保护区”,气候高寒,沿线生态环境十分脆弱,在本项目实施过程中需要做好环保设计,并采取多种手段保护沿线生态环境免遭破坏。
3 复杂路段局部路线方案的比选论证
施工图设计以工可推荐线方案为基础,进行了局部段落路线方案的优化调整和比选论证,分别为禅古村段和禅古水库段。
3.1 禅古村段(K825+660~K826+400)路线比选
本段考虑了整幅完全新建方案和整幅利用老路拓宽方案(A1线)及分幅路基(A线)三种方案,整幅完全新建方案从禅古村南侧离开老路跨巴塘河至对岸洪积扇布线,之后于泥石流沟之前再次跨巴塘河接回老路;整幅利用老路拓宽方案为沿老路布线,外侧占压河道再加宽半幅;分幅路基为半幅利用老路,半幅至对岸新建。整幅利用老路拓宽方案(A1线)为工可推荐方案,本次设计调查发现,老路靠河侧为窄河激流冲刷岸,靠山侧则通过地质调查、物探表明为高陡不稳定山坡,分布较多的冲沟,安全隐患大,调查期间一场小雨把老路现有两个涵洞几乎完全堵塞,平时本段养护管理成本高,一旦不稳定体活动或者发生大的地质病害,本路将完全中断。基于以上原因,整幅利用老路拓宽方案(A1线)缺点明显,因此不再作深入比选。
下面对整幅完全新建方案和分幅路基(A线)作同深度比选。方案比选如下:
1)地形地质现状:整幅完全新建方案所在为洪积扇区,地质勘察表明其已经稳定,后端离冲沟较近,有一定的影响;分幅方案则左幅情形和整幅完全新建方案完全一样,右幅则靠河侧为窄河激流冲刷岸,靠山侧为高陡不稳定山坡,分布较多的冲沟,存在安全隐患(见图1)。2)线形指标:整幅完全新建方案线形指标略高,整体较为顺畅;分幅方案左幅线形指标较低。3)行车条件及安全性:整幅完全新建方案视距较好,行车安全性较好,分幅方案右幅则因平面指标较低和受地形限制使得通视条件较差。4)工程规模:整幅完全新建方案的总体工程规模要稍大于分幅方案。整幅完全新建方案需新建两座共260 m长的桥;分幅方案则只需新建两座半幅大桥,局部需要设置沿河挡墙。5)其他:老路利用方案占压河道较多,河窄水急沿河挡墙设计和施工难度较大。
比选结论:综上比较,新建方案工程规模稍大,但线形指标高,行车条件及安全性高,占压河道少,环保性好,因此以新建方案为推荐方案。
3.2 禅古电站段(K826+400~K827+700)路线比选
本段考虑了分幅(右幅利用老路,左幅新建,B线,为工可推荐方案)和整幅新建(完全整幅新建,B1线)、整幅利用老路拓宽(老路向靠山侧拓宽为整幅)三种方案。分幅方案为从禅古电站之前开始分幅,右幅沿老路位置布线,由于老路纵面为连续爬陡坡且指标超标,因此纵面上无法很好利用老路;左幅则离开老路跨河至对岸布线,过禅古电站后跨河接回老路。南侧离开老路跨巴塘河至对岸洪积扇布线,之后于冲沟之前再次跨巴塘河接回老路。老路方案则半幅利用老路,外侧占压河道再加宽半幅。两个整幅方案布线几乎和分幅方案的左幅或右幅类似,只是路基为整幅。
由于禅古电站对岸靠山侧为高陡不稳定山坡,且为明显的滑坡带(三级滑坡),安全隐患大,一旦滑坡体活动,本路将完全中断。基于以上原因,整幅新建至对岸布线方案(B1线)虽然对禅古电站交通出行最为有利,但安全隐患大,缺点明显,因此不再作深入比选。
下面对整幅利用老路拓宽和分幅路基(B线,工可推荐方案)作同深度比选。方案比选如下:
1)线形指标:两个方案线形指标差别不大,整幅利用老路拓宽方案和分幅方案右幅基本一样。2)老路利用情况:分幅方案左半幅为新建,但右半幅和整幅利用老路拓宽方案一样,都是基本利用了老路平面位置(纵面为连续爬陡坡且指标超标而无法很好利用)。3)工程规模:桥梁规模上分幅方案需架设两座半幅大桥;整幅方案挖方工程量较大,另需设置跨禅古电站引水渠保护涵一座和靠电站侧需设置挡墙278 m。4)禅古电站交通出行:分幅方案则左右幅分向行驶,对禅古电站交通流出行不利,即禅古电站→结古方向和巴塘机场→禅古电站方向存在绕行,分别绕行1 200 m和500 m;整幅利用老路拓宽方案则无需绕行(见图2)。5)其他:行车条件两种方案相差不大,安全性上整幅利用老路方案优于分幅方案。
比选结论:综上比较,分幅方案对禅古电站交通流出行不利,整幅利用老路拓宽方案工程规模小,安全性高,因此以整幅利用老路拓宽方案为推荐方案。
4 结语
项目设计时通过对复杂路段进行多方案比选,“4·14玉树地震”抗震救灾期间在老路完全中断的情况下,作为应急通道发挥了重要作用,并于2010年12月顺利建成通车。针对山区复杂路段,在设计时应注重以下内容的比选:
1)山区公路地形、地质条件复杂,对地质因素影响较大的路段,如滑坡、崩塌、破碎带等进行绕避方案的比选,并优先选择绕避方案。2)对可节省投资的方案进行比选。在方案比选时重视环保、安全等可持续发展思路是正确的,但同时应考虑我们国家还不富裕,基础建设资金尚紧的实际情况,还需考虑把钱花在“刀刃”上,不能一味地用“钱”解决工程问题,应认真务实地拟定节省投资的方案进行比选。3)对自然环境、社会环境影响较大的路段进行比选。4)对困难路段路线技术指标进行比选。如因受某方面限制采用了较小的平面指标、较大的平均纵坡、不理想的线形组合路段,进行高指标的方案比选。
参考文献
[1]霍明.山区高速公路勘察设计指南[M].北京:人民交通出版社,2003.
山区公路路线方案设计 篇10
关键词:山区高速,公路隧道,崩坡积体,路线比选
1 工程概况
普立 (滇黔界) 至宣威公路是国家高速公路网 (“7918”网) 中东西向横12杭州—昆明—瑞丽 (口岸) 高速公路的一段, 为连接我国东部、西南及通向南亚、东南亚各国的公路通道。也是云南省“9210”干线公路骨架网 (9条放射线、2条环线、10 条联络线) 的联络线之一。路线由东北向西南展布于曲靖市宣威市境内, 起点接杭州—瑞丽高速公路贵州省毕节 (川黔界) 至六盘水段止点 (即在滇境内与北盘江大桥相接) , 终点位于宣威市板桥镇, 与拟建宣威至天生桥高速公路相接。
路线走廊位于云南高原向贵州高原过渡的斜坡地带, 地势呈西南高东北低。区域内海拔高度最高为2866.4m, 最低点为925.0m ;一般地区多为1700 ~ 2300m。相对高差一般为100 ~ 400m。其自然环境表现为地表山峰与峡谷相伴 (图1) 。区域内地震动峰值加速度为0.10g, 地震基本烈度7℃。
全线按双向四车道高速公路标准建设, 设计速度采用80km/h, 路基宽度采用24.5m, 桥涵设计荷载采用公路—Ⅰ级, 其余技术指标均按照JTGB01-2003《公路工程技术标准》的规定。
普宣高速大岩上段位于云南高原向贵州高原过渡的斜坡地带, 属于褶皱抬升中山地貌。区域内为深切峡谷地貌区, 其自然环境表现为地表山峰与峡谷相伴。穿越线路K0+000 ~K11+141 (普立大沟) 段分水岭, 受高速公路纵坡及平面线型的控制, 该隧道为单向行驶的双洞公路长隧道, 两洞轴线相距30m, 为单向坡隧道, 设计纵坡2.50%~ 3.00%。
2 崩坡积体段特点
大岩上段路线要穿越大岩上崩坡积堆体, 其主要成分为灰岩块、碎石及粘土。块石直径一般为0.3~1.8m, 最大可达5m, 块石间为粘土充填, 均匀性差, 厚15.2~30m, 基岩顶面坡角6° ~48°, 最大可达50°。未见有变形、开裂及滑移现象, 其现状稳定。
崩坡积体上方为陡崖, 位于斜坡的顶部, 崖底为自然斜坡, 岩体中构造裂隙发育, 陡崖顶部发育卸荷裂隙, 上宽下窄, 为粘土充填。危岩块体的稳定性差, 时有坠落, 其稳定性差, 主要以滑塌、坠落为主。
3 崩坡积体段设计方案
3.1 设计原则
充分贯彻 “安全、环保、舒适、和谐”的设计新理念, 在充分征求地方政府意见、合理利用走廊带资源的基础上, 尽可能采用适中均衡的技术标准, 合理控制构造物、土石方、防护工程及拆迁数量。
在初步设计阶段, 针对大岩上崩坡积体段路线方案, 提出了K (工可优化线) 线路基方案和B线隧道方案。
3.2 K线路基方案及优缺点分析
3.2.1 设计方案
K线路基方案路线沿大岩上崩坡积体外侧布线, 设大岩上1# 隧道和大岩上2 号隧道, 两隧道间以路基相连, 见图2, 3。
大岩上1号隧道出口与2号隧道进口间段崩坡积体分布于平缓山坳中, 边坡位于路线K6+840~K7+080右侧, 处理长度240m, 中心最大挖方高度22.4m, 路堑边坡最大高度48.5m, 自然坡20° ~30°, 上部为崩坡积层块石土, 厚度大;下部为灰岩边坡分5级, 并设置锚索抗滑桩, 其中第1、5级设置锚杆, 第2、3、4级设置锚索。
3.2.2 优点分析
(1) 施工风险较低。采用K线路基方案, 需先施工便道, 然后进行5级边坡开挖支护, 同时对隧道洞口边仰坡进行支护并进洞。该方案避免了隧道方案下穿崩坡积体施工存在的施工风险。
(2) 工程造价较低。采用K线路基方案, 将对路基边坡设置5级边坡, 并采用锚索抗滑桩, K线概算造价1900万元, 较隧道方案造价低。
3.2.3 缺点
(1) 建设条件较差。大岩上1# 隧道出口上部为陡崖, 陡崖表面裂隙发育, 岩体破碎, 施工场地狭窄, 便道较长, 建设条件相对B线隧道方案差。
(2) 不利于生态环境保护。该段位于陡崖下方, 若采用K线路基方案, 施工便道、隧道洞口边仰坡和路基5级边坡开挖都将破坏地表植被, 由于是岩溶地区, 地表难以存水, 植被生长缓慢且难以恢复, 将对生态环境造成巨大破坏。
(3) 运营期间存在安全隐患。K线路基方案运营期间面临雨季山洪和滚石的危险, 且上方为大岩上山体卸荷带, 难以保证运营期间行车安全。
3.3 B线隧道方案及优缺点分析
3.3.1 设计方案
B线隧道方案将原K线方案路线移向山体内侧, 设大岩上隧道1座, 从山体内侧浅埋堆积体下方穿过, 隧道长度增加323m, 见图4, 5。
3.3.2 优点
(1) 建设条件较好。采用B线隧道方案后隧道从大岩上隧道进出口两端向中间掘进, 大岩上隧道进出口的施工便道易于到达, 洞口施工场地易于布置临时建筑物, 建设条件较好。
(2) 利于保护当地的生态环境。采用B线隧道方案下穿大岩上崩坡积体, 此处不会新修施工便道, 无路基施工, 不会造成边坡开挖, 能够完整保护当地的生态环境。
(3) 运营条件较好。采用B线隧道方案后, 能够完全避免雨季山洪和滚石对行车的影响。虽然隧道长度有所增加, 但总长度仍然只有2700m, 属于长隧道, 通风照明费用增加不大。
3.3.3 缺点
(1) 施工风险较大。采用B线隧道方案下穿大岩上崩坡积体, 隧道处于浅埋松散堆积体中, 围岩破碎, 施工较困难, 开挖过程中局部遇节理发育切割岩体, 易产生掉块, 如处理不当, 易造成塌方。
(2) 建设费用有所增加。采用B线隧道方案, 浅埋段围岩级别为V级, 将设置FV加型衬砌, 该段隧道概算造价2200 万元。
(3) 运营费用有所增加。B线隧道方案在运营期间能够保证行车安全, 隧道长度增加323m, 运营通风造价有所增加。
3.4 比选结论
通过上述两种设计方案的优缺点论述, 从施工难度、环境保护、工程造价、运营条件等方面进行了比较, 详见表1。
采用K线路基方案虽然施工条件较好, 工程造价也相对较低, 但是考虑到K线路基方案运营期间的行车安全较难保证, 且高边坡开挖不利于环境保护, 最后决定采用B线隧道方案, 虽然造价有所增加, 但是运营条件较好, 且利于保护当地的生态环境。
4 结术语
山区复杂的地形、地质、水文和生态环境条件严重地制约着路线方案的布设, 选线时要考虑众多因素, 权衡利弊。本文通过对普宣高速大岩上崩坡积体段K线路基方案和B线隧道方案在施工条件、环境保护、工程造价、运营条件等方面进行比较, 得出以下结论:
(1) 山区高速公路穿越崩坡积体时, 面临路线布设和结构选型的难题, 应该根据工程现场情况, 将两者统一考虑, 并进行多方面比选。
(2) 穿越崩坡积体的路基方案施工风险和造价相对较低, 但不利于保护环境, 且运营期间存在安全隐患;隧道方案虽然施工难度大且造价较高, 但运营条件较好, 利于生态环境保护。
(3) 两方案进行比较时, 如果路基方案不能保证运营期间的行车安全, 隧道方案应该作为首选, 同时应该对隧道施工期间的风险进行安全评估。
参考文献
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山区农村公路路基路面的设计探讨 篇11
摘要:随着社会主义新农村的建设进程逐步加快,农村公路呈现出大力建设和发展的局面。和城市公路相比,农村公路的等级较低,又具有较广的建设面,但是在资金投入上却十分的有限,因此,在公路的设计上需要考虑的因素就更多,更应该结合实际情况,做好全面规划,完成高标准的路基路面设计。
关键词:农村公路;路基路面;设计
山区农村公路有一个显著的特点就是等级较低,一般现有的农村公路等级多,在农村公路的路基路面设计中,有着较高的设计标准。为此,在农村公路的路基路面设计中,更有必要在有限的资金条件下,做好对路线的全面规划,根据实际的施工環境及设计标准,完成高质量的路基路面设计,以符合农村公路发展需求。
至2013年底普洱全市纳入统计公路总里程19611.464公里,其中国道803.039公里,占4.09%;省道1700.790公里,占8.67%;县道4591.329公里,占23.41%;乡道9930.588公里,占50.64%;专用道270.64公里,占1.38%;村道2315.083,占11.80%。
按技术等级分:高速公路200.023公里,占1.02%;一级公路4.526公里,占0.02%;二级公路917.642公里,占4.68%;三级公路568.231公里,占2.90%;四级公路11970.684公里,占61.04%;等外公路5950.358公里,占30.34%。
按路面结构分:有铺装路面5770.334公里,占29.42%;其中水泥混凝土路面948.353公里,占4.84%;沥青混凝土路面4821.981,占,24.59%;简易铺装路面372.311公里,占1.90%;未铺装路面13468.819公里,占68.68%。
全市一区九县121个乡镇、992个行政村均通了简易公路,公路网密度为44.35公里/百平方公里。普洱市公路网的特点是国省道少县乡道多,达到等级的公路少等外公路多,有硬化的路面少未硬化的路面多。
1、农村公路设计问题
在山区农村公路建设过程中,对于路基路面的设计有必要在全面考察现场施工环境的前提下进行,通过考察明确地质情况。如果没有和现场相契合的地质条件,那么设计中将会出现很多的不合理问题,由此导致公路质量缺乏保证。尤其是对于那些高填方路基,如果没有充分考察地质条件,很有可能产生安全隐患。在设计农村公路路面时,必须明确路面施工材料。一般情况下,水泥混凝土路面是选择较多的。而且,对于路面厚度的设计,也有必要在多方统计当地车流量的基础上完成,如此才能保证设计的科学性。
2、路基设计
在进行农村公路的路基设计时,必须综合各种因素加以考虑,在了解现有的施工技术条件、考察农村交通条件、明确使用功能的基础上展开设计,而且在设计中还要实地考察地质情况,掌握沿线地形特点,结合施工需求保证设计的合理性。路基边坡坡率:填方地段为1:1.5;挖方地段大于6米时采用1:1.75或1:1.5。另外,在设计中要注意的是:为了尽可能的减少占地,有必要尽最大努力降低路基高度。
(一)高度设计
设计路基高度要遵循三点原则:一是在积水要求上,路基两侧地面积水要比路基边缘低;二是在设计中要考虑到地下水发挥的作用,分析对路基强度产生的影响,以便保证路基稳定性;三是在路基标高设计中,一般是选择路面中心标高充当标准。
(二)压实及防护设计
为了更好的保证路基的稳定性,避免由于压实度不强造成的沉降,应做好压实处理设计。当路基没有加强的基地稳定性时,必须及时采取措施进行处理。而且在路基设计中,应该注重路基的防护,结合当地的地质条件、水文特点以及使用的筑路材料等多方因素,科学进行路基防护设计,避免产生路基病害,从设计上保证公路有较强的抗灾水平。
(三)排水设计
很多情况下,农村公路发生损害都是因为排水不顺畅引起的,导致防潮堤在较长的时间内含水量超高。而且,农村公路基层一般都比较薄弱,没有较强的维护能力,由此导致农村公路缺乏相对的排水性。因此,在路基设计中,有必要注重排水设计,完善排水系统,提高公路排水能力。排水设计的开展应该在掌握当地水文特点的条件下进行,同时为了确保道路安全,应该在设计中排除由于地表水和地下水导致的安全隐患形成。在设计整个农村公路的排水系统时,路基地表水可采用边沟截水沟排水沟跌水与急流槽等设施;应该把包括沟渠、排水渠、涵洞等在内的多方排水组成整体的系统,在考察当地地质情况、地形特点以及分析当地降雨量的前提下完成。在进行边沟形式设计时,有必要以当地已有的材料为依据,结合地质条件完成设计。通常,对于一般路段的边沟形式,大多选择土边沟设计。
在路基排水设计时,还需要结合实际的路面等级以及当地条件进行综合设计,以便保证设计的经济适用性以及较强的路基稳定性。为了更好的保证路基压实度,在选择路基材料时应该考虑水稳定性良好的材料。而且,如果路基强度没有达到标准,理论上来讲是不能继续铺筑路面的。对于一些特殊地质的路基,在排水设计中应该有针对性的考虑,做好全面的调查,结合实地情况进行特殊设计。
(四)填挖交界处设计
对于农村公路的填挖交界处,在设计上有两种:一种是横向设计,一种是纵向设计,而且其结构性能是与所使用的材料密切联系的,很容易由于地基固结不均匀最终发生下沉问题。一旦没有在设计和施工中得到妥善的处理,将会大大阻碍公路的投入使用。
第一,横向设计。一般在设计中要实施超挖交界处路床操作,有效控制0.8m的深度,然后再回填中进行分层夯实。通常在回填中,主要选择砂砾石填料,实施充分碾压,达到压实度标准。同时,为了进一步强化路基功能,还需要实施加筋防护处理操作。在路基横向临空状态时,土体水平运动能够得到良好的控制,限制水平位移,保证填筑土体稳定,避免发生路基沉降情况。
第二,纵向设计。一般实施土体挖方回填及分层夯实操作,以便使路基的透水性符合标准。通常,为了更好提升回填土的粘结力,可以沿着公路的填挖交界铺设一层土工格栅在公路路床中、底部,这样可以较好的减轻路面发生不均匀沉降的情况,缓解纵向坡率变化。
3、路面设计
通常,農村公路路面设计有两种形式,一种是水泥混凝土路面形式,一种是沥青混凝土路面形式。鉴于农村公路没有较高的等级,所以在设计中一般采用水泥混凝土路面较多。而且,采用水泥混凝土路面,需要的投入资金较大,而后期的路面养护也容易操作。农村公路的水泥混凝土面层采用碎石混凝土。水泥混凝土路面面层的厚度以面层的类型和强度、交通状况、环境因素等有关,水泥混凝土路面面层厚度要求通村公路不小于18cm,一般采用20 cm;通乡公路不小于2 0cm,一般采用22 cm。面层水泥一般采用硅酸盐水泥和普通水泥,也可采用矿渣硅酸盐水泥。型号应为42.5级水泥。面层板一般采用矩形,纵向和横向按接缝应垂直相交。面层板横向接缝的间距:四级路当采用路面宽4.5m时,可采用双福设计,每幅宽2.25m,每块板长2.5m。水泥混凝土路面的强度以28天龄期的弯拉强度控制。农村公路的水泥混凝土弯拉强度标准值4.0mpa。路基边坡标准:填方地段为1:1.5,挖方地段为大于6 m时采用1:1.75或1:1.5,路基地表水可采用边沟、截水沟、排水沟、跌水以及急流槽等设施。在进行路面设计时,对路面类型的确定应该在了解当地环境、掌握当地交通量的基础上完成,然后确定路面厚度。在路面设计中,路面厚度确定是十分重要的,它不仅影响着投资金额,还关系着公路的使用年限。所以,在设计中更应该多方面因素综合考虑,确保路面厚度能够达到汽车运输标准。而在路面宽度设计上,要充分考虑农村的发展需要,结合农村未来发展规划进行。现阶段,很多农村公路都存在着路面宽度不足的问题,既影响了车辆行驶,不利于交通管理,也极大增加了交通危险程度。所以,对于农村公路路面的宽度设计,必须在结合农村发展规划、考虑交通流量等多方因素的条件下完成,确保路面宽度设计的科学性,与农村经济发展相适应。
4、结语
在农村公路建设中,路基路面的设计是十分重要的,对于公路质量有直接的影响。因此,在具体的设计中,应该做好全面的准备工作,实地考察现场情况,综合多方面因素,在思想上加强重视,完成高质量的设计,更好满足农村经济发展需要。
参考文献:
[1]刘丹,陶明友.谈农村公路路基路面设计要点[J].黑龙江交通科技,2007,03:117-119.
公路路线设计系统研究 篇12
公路设计是一个复杂的、综合的、反复的过程,设计人员需要面对大量的数据和大量复杂的计算;同时还要考虑地形、地质、水文、交通量等常规因素以及沿线的经济、人文自然景观、生态环境等因素对路线的影响。而传统的公路设计和决策主要依赖于设计者的经验完成公路选线等设计工作;再加之普通公路CAD软件层次较低,仅有计算、绘图等几项简单的功能,且优化设计目标单一,难以应用于实际,因此公路设计工作的效率很低。然而,近年来地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS)、航测等空间信息技术和计算机技术的发展越来越快;国家、省级基础地理信息数据建库工程也在逐步建立和完善,借助于地理信息系统、依据决策支持系统的相关理论和技术分析手段,通过理论分析、模型建立、应用程序开发等步骤,可建立一个适用于公路设计的决策支持系统。
2 系统建设
2.1 系统概述
根据公路路线设计知识所具有的模糊性和不确定性,公路路线设计系统按所需知识获取方式的不同将路线设计知识分为工程知识和空间环境知识。工程知识是指在长期工程实践形成的,存在于设计人员头脑中的有关路线方案产生、优化、设计、评价、决策等与经验有关的知识。空间环境知识是指沿线地形、地质、水文等空间环境与公路路线在不同拓扑关系下,所产生的空间特征规则,空间关联规则以及空间作用模式等空间知识。这些都是构筑系统空间数据库、知识库的重要数据。
另外,本系统还采用Visual Basic 6.0和Super Map Objects全组件式GIS软件开发。它是以各种地理空间实体及空间关系为主的技术系统,具有空间定性、定量、定位综合分析的功能。基于GIS技术为支撑平台的公路设计系统可使得公路选线从以主观分析判断为主的定性分析提高到定性、定量、定位相结合的综合分析,对实际公路选线工程及其他路线工程具有实际指导意义和参考价值。因此,本系统以GIS为空间数据管理和分析平台,通过人机交互窗口,进行对影响公路选线空间要素的地理属性的追加,从而建立公路带状缓冲区;然后再对缓冲区内的空间要素进行空间叠加,对路线所经区域地形、地质、水文、路网等每一影响公路选线方案的特征信息属性表中的相关指标项进行计算、统计,得到各评价指标的影响信息,为最后应用层次分析法进行公路选线多方案的综合评价提供强大的数据支持。
2.2 系统结构
路线设计决策系统根据公路路线设计的特点,确定公路路线决策模型建立思想如下:
1)寻求路线决策空间变量与目标函数空间的影射关系,采用多目标遗传算法,建立层次分析模型,为路线设计提供多目标协调的初始方案。
2)以GIS为空间数据管理和分析平台。GIS具有空间分析功能,包括数字地理模型分析、空间特征的几何分析、网络分析、影像分析和地理变量的多元分析等。这些空间分析功能为用户提供了解决多种问题的有效手段,可以帮助用户对路线所经区域地形、地质、水文、路网等信息进行提取分析,为路线方案优选提供丰富的空间环境知识。
公路路线设计系统模型见图1。
2.3 系统实现的主要功能
根据交通部颁布的编制公路工程基本建设项目设计文件和可行性研究报告所应遵循的文本格式和内容要求,以及相关的公路建设规范和标准,本系统实现的主要功能有如下方面。
2.3.1 数据库的建立
目前很大一部分的地形图都是以Auto CAD的数据格式(*.dwg)存储的,Auto CAD着重描述空间对象的图形表达,忽略空间要素间的地理属性及相互间的拓扑关系。为了充分利用现有的资源,本系统将Auto CAD数据转换成GIS的数据格式,且建立相应的属性数据库,即将现有的*.dwg格式的地形图转存为SuperMap Objects文件型的空间数据库。在Super Map Objects中,数据转入功能由数据库对象来完成,通过对转入参数进行设置,然后调用Import方法进行导入。从Auto CAD中获取空间要素数据,转入Super Map Objects中建立CAD数据集;根据CAD数据集中空间要素属于不同图层的属性,逐一对相同图层每一要素对象的类型进行判断,筛选出归属于同一图层同一类型的点、线、面要素,建立对应的数据集;运用系统的绘图、编辑功能,对空间要素对象进行添加、修改、删除;逐层对每一数据集的属性表进行结构设计,挖掘隐藏于空间要素间的数据信息,查阅当地年鉴资料或航拍、遥感图像,逐一对空间要素的地理属性追加,完善属性数据库。
2.3.2 公路选线
将数据库的空间对象,全部加载到地图窗口中,用户建立专门的路线方案层,在此图层上,根据与路线方案有关的规划、计划、统计资料及地质、水文、气象资料和各种比例尺的地形图、地质图等信息,系统会利用生成数字地形模型(DTM)。此模型能帮助设计者宏观地认识整个沿线地区;并综合的分析评价各个因素对路线选择的影响程度。用户通过软件界面与系统进行交互,系统自会依据公路设计规范中的相关道路技术标准,如最小平曲线半径、最大纵坡、直线段最大距离等限制条件辅助用户进行初步定线。
2.3.3 建立缓冲区
根据修建公路的等级类型,按新建公路用地数量参考表中提供的用地采用宽度值。利用GIS空间分析功能——缓冲区分析,建立相应的公路带状缓冲区模型。以公路带状缓冲区模型作为研究目标的作用范围,将单因素分析模型与公路带状缓冲区模型进行叠加,得到相应影响因素对公路缓冲区的影响信息。在空间叠加的基础上,提取符合某种条件的路线的相关特征信息,如:交点位置,曲线最小半径、变坡点位置等等。将特征信息作为新的信息层进行存储,为综合分析准备必要的空间数据。根据路线方案比较的需要,将缓冲区内涉及居民地、地表植被、电力线、不良地质、地域边界等各评价指标信息层内的空间对象及相关的地理属性,提取至新的数据源,以此作为路线方案分析数据来源。
2.3.4 路线区域分析
根据Super Map Objects提供的数据集查询的结果,对路线缓冲区域内占地面积、拆迁房屋、拆迁电力线、砍伐树木、不良地质等数据进行归类、统计分析,得到各因素的影响信息,以形成用于综合分析的基础数据,以文件的形式存储,表格或图例的形式输出。
2.3.5 环境影响分析
以环保部发布的《公路建设项目环境影响评价规范(试行)》做标准,分析路线方案对周边区域的生态环境、社会环境、空气质量等方面的影响,并以图、表两种方式把结果显示给设计者,同时也提供给设计者一种工程环境影响分析评价模型。
2.3.6 投资估算分析
根据路线方案的工程数量,对方案的路基工程、路面工程、桥涵工程、交叉工程、交通工程和其他临时工程等进行投资估算,进而预估建筑安装工程费和总造价。
2.3.7 路线多方案综合评价
通过对前面几阶段公路选线方案的评价指标数据的分析归纳,在遵循公路选线原则的基础上,应用层次分析法建立相应的多方案选线综合评价层次分析模型及各层次的判断矩阵,然后再由诸方案对总目标排序权值进行比较,可得出分析评价最佳方案。
3 结语
公路建设的质量和社会经济效益,很大程度上取决于路线的设计方案。基于GIS的公路路线设计系统使公路设计从定性分析提高到定性、定量、定位相结合的综合分析;为工程项目的可行性研究和规划设计方案的优选提供了信息决策支持。本系统在一定程度上解决了路线设计过程中的模糊性、片面性和不确定性,将大大地减少在施工时的重复投资,浪费人力、物力资源的现象;并将为公路建设提供高水平的技术咨询服务。
参考文献
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