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盐中高速公路典型示范工程设计及施工要点

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摘 要:本文通过盐中高速公路典型示范工程实施情况,从设计阶段所考虑的典型示范要点、施工过程中对设计的进一步优化、调整、完善,目的在通过大家的共同参与,将盐中高速公建设成为适合我区实际情况的典型示范工程。

关键词:盐中高速 典型示范设计及施工要点

中图分类号:U412.36+6 文献标识码:A

1 引言

盐池至中宁高速公路是国家高速公路网中第14条横线青岛~银川公路的第二条联络线定边~武威公路中的一段,将青岛~银川、北京~拉萨、连云港~霍尔果斯三条国家高速公路的连接起来,对于加快我区经济发展和“西部大开发”战略的实施具有极其重要的作用,为我国西部地区与华北、华东地区的交通提供了便捷的通道。项目沿线大部分路段属荒漠草原,其植被为草原沙生植物,土地易沙化,自然生态环境十分脆弱,因此交通部将本项目列为2005年新增18个典型示范工程项目之一,应如何落实交通部《公路勘察设计典型示范工程咨询示范要点》,树立“安全、环保、舒适、和谐”设计理念,是设计、施工过程中重点考虑的问题之一。

2 设计中所体现的典型示范要点

2.1 路线

2.1.1在平面设计时部分路段采用分离式路基,主要基于以下几方面的考虑:

2.1.1.1本项目大部分路段路线穿行在地广人稀的荒漠或草原,采用分离式路基后大部分路段可以取消中央分隔带及两侧护栏,有利于行车安全。

2.1.1.2 通过对分幅路基两侧及两幅路基中间的绿化及景观设计,对改善沿线生态环境具有积极的作用,在工程建成之后几年内,随着生态的进一步恢复,将会形成一条绿色长廊,为高速公路增添一道亮丽的风景。

2.1.1.3沿线荒漠地段辽阔,可以耕种的土地很少,且经济价值不高,分幅路基所增加的占地对当地经济及工程建设费用的影响不大。从可持续发展的观点来看,环境效益大于投资效益。

2.1.1.4分离式路基比整体式路基更能顺应地形变化,减小路堤填方高度和路堑挖方深度,公路平纵面线形与环境更加协调,使行车更加顺畅舒适。本项目共采用分离式路基长度为89.69km,占路线总长的56%。

2.1.2 为减少占用土地和减少工程量

路线经过水浇地路段、互通式立交交叉段、地形较复杂段路段采用整体式路基,路基边坡按正常边坡考虑。

2.1.3 纵断面设计

在纵断面设计时,对于有条件设计低路堤的路段,尤先考虑低路堤方案,以盐池至惠安堡段为例,在起点段受古王高速、G307线、长城等标高限制部分路段填土高度较高的情况下,平均填土高度只有2.25m。对于村庄较密集的路段,考虑人民群众生产、生活的需要,结合地形条件及地质情况,与地方道路交叉,部分可采用主线上跨方案,在满足通行及排水条件的情况下,尽量考虑被交路下挖,以降低主线填土高度;对村庄稀少的路段,原则上采用主线下穿方案。

2.2 路基

2.2.1路基断面形式

为优化公路断面形式,减少人工痕迹,将公路路肩、边坡、护坡道、边沟、碎落台、路堑、坡顶、截水沟等几何形状以曲线为主进行设计。

2.2.2 路基边坡坡率

边坡坡率应灵活自然、因地制宜、顺势而立,减少人工痕迹;低路堤及浅挖段应尽量将边坡放缓,与原地貌融为一体,形成缓冲带。

2.2.2.1风沙路段填挖方根据实际情况采用1:4~1:8缓坡率,特殊路段坡率单独设计。

2.2.2.2 一般路段填方边坡

荒漠路段:当填方边坡高H≤3.0m时,采用1:4;当H>3.0m时,由上到下第一级边坡高度3.0m,第一级边坡坡率1:4,以下边坡坡率1:2;各级边坡之间不设平台,折角处采用圆弧顺接。

农田地区及地形复杂路段边坡坡率:坡高≤6.0m时全坡面为1:1.5,坡高大于6m时,在6m处变坡,6m以上(至路肩边缘)为1:1.5,6m以下为1:1.75,折角处采用圆弧顺接。

2.2.2.3 一般路段挖方边坡

边坡高度H≤3.0m的挖方路基,边坡坡度为1:3;边坡高度3.0m<H≤5.0m的挖方路基,边坡坡度为1:2。挖方段浅碟型边沟外设2m宽碎落台,碎落台植草绿化。

2.2.3 路基排水

路基排水主要通过挖方段的边沟、截水沟、填方段的排水沟和填挖交界处的出水口及急流槽与桥涵共同构成综合排水系统,排水沟、边沟主要以浅蝶形为主。对于纵坡较大路段采用采用预制冲压块进行加固。整体式路基分隔带内不考虑排水设施;分离式路基中间利用地形进行积水和排水措施,做到“大水不留,小水不走”,尽最大可能利用雨水进行绿化和植被恢复。

2.2.4 路基防护

防护以生态植被防护为主、石砌防护为辅。

填方边坡防护根据边坡坡率、高度及实际地形地貌情况确定防护类型。

主线一般路堤(坡率为1:1.5)高度H<3m及缓边坡(坡率为1:2~1:4)路段采用植草防护;一般路堤(1:1.5)3m≤H≤6m时,采用混凝八棱砖框格内植草防护;H>6m路段采用浆砌片石拱型防护,拱圈内植草;风沙路段采用混凝土框格内平铺卵砾石防护。

立交匝道填方路段采用六棱砖植草防护。

考虑到本项目实际情况,一般路段路堑边坡防护原则上全部采用植草绿化防护;风沙路段边坡防护采用预制混凝土方格网内平铺卵砾防护。

设计所确定的防护形式,大大地减少了圬工砌体的数量,一方面保证了路基边坡的稳定,另一方面留出大量的空间供绿化及野生植被的生长。

2.2.5 风沙路基设计

在该项目设计中,风沙路基都采用低填浅挖,缓边坡设计,并结合风沙的严重程度,设计采取以下工程措施进行处理:

对于固定及半固定的沙化地区,植被脆弱,采取“不破坏就是最好的保护”的原则,只在路基范围内进行防护,不破坏路基两侧原有的生态及地貌,即路基边坡防护采用预制混凝土方格网内平铺卵砾防护,挖方碎落台平铺10cm卵砾石,路基两侧不防护。对于路基两侧100m定范围内植被破坏较严重有可能起沙的局部范围内采用平铺10cm卵砾石,其目的一方面为了防止起沙,另一方面通过卵砾石的透水、保墒作用使植被能够尽快恢复起来。

对于流动沙丘路基范围内的处理措施与固定及半固定的沙化地区相同,线外孤立沙丘采取沙丘范围扎草方格防护,路基经过流动沙丘链或沙丘群时,路基外侧设20m整平带,整平带用10cm厚卵砾石压覆,并根据实际地表及沙化情况,对路基两侧一定范围内的沙丘(地)进行扎草方格防护。

2.3取土、弃土

2.3.1有灌溉条件的路段,在灌溉区范围的边缘取土,有利于复垦绿化,有利于扩大灌溉面积;

2.3.2其他路段,充分利用挖方,取土场设在视线以外,选择荒地或小山包,完工后恢复原地貌。

2.3.3 弃土利用地形,在视线之外集中堆弃,进行必要的地表绿化美化;清草皮及表土时,设计要求不能大规模一次性全部清表,应分段施工,以免沙地活化。

2.3.4 对于清表土应择地放置,妥善保管,最后用于缓边坡绿化用土,其主要原因在于清表的土方中既含有适合当地生长的野生草籽,其土质也是满足绿化用土要求的。

2.4 桥梁、涵洞

桥梁的功能是第一位的。在桥梁结构形式以技术先进、安全可靠、适用耐久、经济合理为原则,注意桥梁细部结构的处理,在保证功能的前提下,增加美观效果。

为改变桥台锥护坡因大面积采用圬工砌体所造成的视觉污染,本项目的桥台锥护坡均采用六棱空心砖进行加固,一方面保证了路基的稳定,另一方面也为绿化及野生植被的生长提供了空间。

桥型方案:大桥上部结构以矮箱梁为主,中小桥以空心板为主;下部一般采用肋板式或柱式台、柱式墩、钻孔灌注桩基础,一座桥梁的桩径、柱径尺寸尽量统一,以利施工。

涵洞:采用钢筋混凝土板涵、管涵,在通道稀少的荒漠草原地段,在满足排洪条件下,设置适量具有较大净空的板涵兼做行人或动物通道。

2.5 生态绿化方案

2.5.1生态绿化的原则和形式

绿化原则:尊重自然、保护自然、恢复自然

绿化形式:草灌结合、散丛结合、宏观造型

选择适宜当地气候条件的植被,进行合理的绿化,避免强制绿化。建植时考虑植被资源与价格,选择低养护、粗管理、免灌溉植被类型。

2.5.2生态绿化的方案

2.5.2.1路侧与中央分隔带绿化

边坡及中央分隔带内,均考虑以种植乡土为主的灌木与草种为主, 在中央分隔带内选择种植常绿灌木,局部段落可将常绿灌木与落叶灌木交错种植,避免视觉单调。

公路两侧可栽植常绿乔木,或乔木与灌木交错种植,并在绿化带范围内撒种草籽。边坡绿化仍以草灌结合的绿化原则为主。

2.5.2.2 互通式立交绿化

互通式立交区采用乔、灌、草结合的绿化手段,以灌木为主,乔、草为辅。互通式立交的边坡,可引入护坡效果良好的小冠花进行边坡绿化。

2.5.2.3 风沙路基绿化

造林灌木可选择油蒿、沙拐枣、柠条锦鸡儿、骆驼刺、花棒、梭梭等沙生植物,撒种适宜干旱地区的草种,如沙蒿、冰草等,及种植沙柳、樟子松等乔木,从而形成一个灌草结合、散从结合的生物群落,达到永久性防风固沙的目的。

2.6 景观设计方案

2.6.1景观设计原则

造景与借景相结合,以借景为主,造景为辅。

2.6.2 具体方案

2.6.2.1公路断面形式几何形状以曲线为主进行设计,路堤、路堑边坡在增加工程量不大的情况下,边坡坡率能缓则缓,尽量与自然起伏的地形相适应。

2.6.2.2中央分隔带防眩植物以低矮的沙生灌木为主,选择上不宜单调,各互通范围内景观设计做到结合当地人文、自然,各具特色。

2.6.2.3 边坡防护应尽量植被化。

2.6.2.4 做好全线桥梁方案的总体布局设计,选择有代表性的地点设计出有特色的方案。

2.6.2.5 部分挖方路段、分离式路基、路基高度较低和缓边坡路段取消防撞护栏,改设轮廓线。

2.6.2.6 路堤段边沟设计为U形冲压预制块,现场拼接安装,线条流畅,外形整齐美观。在互通区域填方段取消路基边沟,通过自然地形或对地形稍加修饰,将雨水汇集到互通区的低洼处,增加了互通区域的景观效果,同时起到了水土保持的作用。

2.6.2.7 结合收费站、服务区的设计进行造景,以达到造景与借景相结合。

2.7交通工程

遵循确保安全,突出特色,融合景观的原则,设置完善和可靠的安全设施,控制出入,消除道路安全隐患,体现“安全、环保、舒适、和谐”的理念。

2.7.1 安全设施

交通标志牌设计要确立为道路使用者服务的意识,树立以“驶乘人员”为本的思想。增加对人的理性的关怀,增强高速公路的亲和力。为此,在风沙出没较多处及危险路段设置“注意风沙,谨慎驾驶”、“注意横风,车辆慢行”标志,标线采用闪光振动标线,轻快震动能提醒司机注意行车安全。

主体路线设计以“低路提、缓边坡、部分路段设分离式路基”设计理念,标志牌基础和立柱对行车将造成威胁,必须设置相应的保护措施。

2.7.2 服务设施

宁夏地区有其独特的地理位置、南高北低,南部丘陵北部平原的地形地貌特征、风沙较大的气候特征、有典型回族穆斯林风情的2000多座清真寺等人文景观。这些都形成该地区特有的公路景观环境。服务设施选址除了考虑服务设计间距外,还应考虑与构造物设置、人文景观和自然景观相结合,重点体现对原有景观资源的保护、利用和开发。

服务设施的设置除服务区、停车区外还应考虑在自然风景区附近增设观景台,在出行人员较多的地区结合服务设施增设公共汽车停靠站。

房屋建筑设计的立面造型要在突出地域风格外,与周围环境和文化背景相一致,要体现现代化建筑的时代感,通过对建筑物主立面、侧立面和屋顶的处理,使得从各个不同的方向观察均能获得理想的效果。

3 施工阶段对部分设计的进一步优化

3.1 对浅碟形边沟断面形式及加固长度的优化

在施工过程中,按照设计所提供的断面尺寸,对浅碟形排水沟和边沟采用冲压预制块提前预制,并进行了试铺,发现设计要求的沟深为50cm偏深,为此将沟深调整为30cm。

按照设计要求,对于挖方边沟及排水沟均进行了加固处理,通过实地观察认为,该地区的降雨量较小,且挖方的土质较好,因此施工过程中只对纵坡较大的边沟进行加固;对于填方路段的排水沟由于地表土质渗透性好且纵坡较小,将设计的冲压预制块加固调整为空心砖加固,既达到了减少冲刷的目的,又可使雨水下渗,使排水沟内植被的快速恢复,最终达到植物加固的目的。

3.2 对封闭范围的调整、优化

根据当地人民群众总结的治沙以封山禁牧所取得经验“种不如补,补不如封”,加上自治区党委政府及沿线政府的大力支持,沿线政府将部分荒地划归高速公路封闭恢复生态,养护由公路部门负责,土地的产权仍归当地政府所有,一方面为保障高速公路的安全运营及绿化提供了充足的空间,另一方面利用公路部门资金相对充裕的优势,最大限度的使沿线的植被得以恢复,以改善沿线的生态坏境,是以双赢的政策。为此,对高速公路两侧的封闭范围由设计的排水设施外1m增大到100m。

3.3 部分路段增设了观景平台

由于今年的降雨量相对较大,沿线的植被恢复的很好,形成得天独厚的大漠风光,为此建设单位根据地形及地表植被恢复情况在部分路段增设了宽度为5.0m宽的观光平台,一方面在保证安全的前提下为外地游客提供了欣赏大漠风光的观景台,另一方面也为长途车辆提供了一个临时休息的场所。

4 结束语

对于典型示范工程的设计,尽管交通部确定了一些样板工程,并提出了一些指导性的意见,但大家仍然处于一个探索阶段,且各项目因沿线的自然条件、民俗风情、历史背景、文化底蕴等各不相同,因此对典型示范工程的理解上也会有所不同,为此设计单位也尽自己的努力做了大量的工作,本人作为项目的建设者除了对设计的理解外,在施工过程中根据实际情况也对设计进行了进一步的优化和完善,目的在于通过大家的共同参与,将盐中高速公建设成为适合我区实际情况的典型示范工程,不妥之处,敬请批评指正。

参考文献:

[1] 交通部第二公路勘察设计院主编 ・ 路基设计手册(第二版)。北京:人民交通出版社,1996

[2] 中华人民共和国行业标准.公路路基设计规范(JTG D30-2004)[S]. 北京:人民交通出版社,2004

[3] 中华人民共和国行业标准.公路工程技术标准(JTG B01―2003).[S].北京:人民交通出社,2003.

[4] 中华人民共和国行业标准.公路路线设计规范(JTG D020―2006). [S].北京:人民交通出版社,2006.

[5] 中华人民共和国交通部办公厅文件(厅公路字[2004]190号)关于印发《公路勘察设计典型示范工程咨询示范要点》的通知.

[6] 宁夏回族自治区交通厅・中宁至盐池高速公路勘察设计典型示范工程实施细则,2005.

[7] 宁夏公路勘勘察设计院有限责任公司・盐池至中宁高速公路施工图设计文件,2006.