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貴州山區(qū)公路改造邊溝優(yōu)化設計論文
摘要：本文結合幾段公路改建工程施工的實際情況,對公路改建工程排水設計談幾點看法。
關鍵詞：改建工程 邊溝 優(yōu)化設計
西部大開發(fā)戰(zhàn)略實施以來,貴州公路建設得到了長足發(fā)展,不但新建了幾條高等級公路及高速公路,而且還對原有的國省道及縣鄉(xiāng)公路進行了大力改造,從2000年實施3000公里改造以來,累計改造(建)里程達到13000多公里。使得貴州的公路面貌大大改觀。
1、 目前公路改建設計現(xiàn)狀
在公路改建設計過程中,由于資金緊張,公路從設計到開工周期短,設計任務較重,設計經(jīng)費較少,公路設計深度較淺。筆者結合近幾年的公路改造施工經(jīng)驗,對山區(qū)公路改造工程邊溝設計談幾點看法。
公路改建設計中,大多依據(jù)原有公路狀況和地形條件,充分考慮交通保暢和盡量利用原公路作為改建后的路基,盡量節(jié)省工程投資為原則進行設計。
目前公路改造工程的邊溝設計大多只考慮了橫斷面的情況,對挖方路基地段填筑高度小于邊溝深度的填方路基地段均設置加固邊溝,而路堤靠山一側的坡腳很多沒有設置邊溝。設計沒有結合路基平面線型、縱斷面情況及自然條件,使得需要設置邊溝的不滿足上述條件的地段沒有設置,部分滿足上述條件但邊溝作用不大的地段卻設置了邊溝,因此造成了邊溝設置不合理,路基排水系統(tǒng)不完善。
2、 貴州公路的特點
貴州共現(xiàn)有各種公路3萬多公里,其中等外公路占總里程的60%。近幾年改建的公路大多是50~70年代修建的,公路等級低,多為泥級碎石路面,邊溝多為土邊溝,未經(jīng)任何加固處理,抗災能力弱,遇雨季水毀特別嚴重。
根據(jù)路線經(jīng)過地形地貌及所處的位置,公路的路線分為沿溪線、山腰線、越嶺線和山脊線,各種路線在貴州公路中均有分布。由于貴州地形以山地丘陵為主,山腰線及越嶺線大約占總里程70%。
路基橫斷面形式上有填方路堤、半挖半填路基和挖方路塹。在山區(qū)公路路基中尤其以半挖半填路基和挖方路塹形式居多,特別對于50~70年代修建的公路,路堤形式很少。
3、 邊溝優(yōu)化設計原則
由于公路改建工程投資資金緊張,公路改建工程不可能向高等級公路那樣設置完善的排水系統(tǒng),但是通過優(yōu)化設計,可以在保證滿足公路路基排水要求的前提下盡量節(jié)省資金。
根據(jù)公路改建設計時除少量需要改線或拓寬路基外,大多在原公路路基上砌筑護肩形成新的路基。改線和拓寬路基形成新的塹坡或堤坡,砌筑護肩形成新的路堤。邊溝的優(yōu)化設計在排水系統(tǒng)設計完成后進行,先檢查滿足路基挖方地段和填筑高度小于邊溝深度的填方地段是否均按要求設置了邊溝,然后結合路線縱斷面及地形、地質(zhì)條件對邊溝優(yōu)化設計。
(1)、塹坡坡腳邊溝應連續(xù)設置：由于改線及拓寬路基形成的塹坡一側及填方高度小于邊溝深度地段已經(jīng)設計了邊溝。優(yōu)化設計只需在填筑高度大于邊溝深度地段根據(jù)縱斷面圖和地形圖決定是否增設邊溝(C橫斷面右側)。
(2)、連續(xù)堤坡一側不設邊溝：由于最初設計時填方高度小于邊溝深度的地段均設置邊溝,并沒有考慮地形及縱坡的實際情況,優(yōu)化時取消連續(xù)堤坡一側邊溝,根據(jù)路基外具體情況決定采用土質(zhì)邊溝或降低路基外土體(B斷面左側)。
(3)、越嶺埡口路塹邊溝優(yōu)化：山區(qū)公路越嶺埡口路塹一般較短,多數(shù)小于50米。越嶺埡口靠連續(xù)堤坡側邊溝可根據(jù)路塹的長度、路線縱坡及地層情況決定是否設置漿砌片石邊溝。對于長度短(小于30米)、縱坡小、邊坡矮且處于平曲線外側地段可不設置加固邊溝,只需開挖土質(zhì)邊溝就能滿足要求。而長度大于30米的路塹則需要設置加固邊溝。
4、 工程實例
筆者自2001年來參與了S212線K61+000至K82+000段、S212線K0+000至K33+000段、X039線K0+000至K23+000段的公路改造施工過程。并根據(jù)優(yōu)化原則對上述項目的排水系統(tǒng)進行了優(yōu)化,在滿足要求的前提下為業(yè)主節(jié)省了投資,并且排水系統(tǒng)更加完善。
S212線K61+000至K82+000段改建工程起于畢節(jié)地區(qū)赫章縣與六盤水市水城縣交界處,迄于赫章縣寒婆嶺,全長21公里,為山嶺重丘區(qū)三級公路,路基寬度8.5米,水泥混凝土路面。原設計矩形邊溝16218米,優(yōu)化設計后實際施工矩形邊溝19312米,塹坡側邊溝連續(xù)設置,增設部分排水溝及開挖部分土質(zhì)邊溝,增加投資24萬元。
S212線K0+000至K33+000段起于畢節(jié)地區(qū)赫章縣與云南省鎮(zhèn)雄縣交界處,訖于赫章縣六曲鎮(zhèn),全長33公里,為山嶺重丘區(qū)四級公路,路基寬度7.0米,瀝青表面處治路面。原設計矩形邊溝49385米,優(yōu)化設計后實際施工矩形邊溝43530米,塹坡側邊溝連續(xù)設置,增設部分排水溝及開挖部分土質(zhì)邊溝,節(jié)省投資20余萬元。
X039線K0+000至K23+000段起于畢節(jié)地區(qū)納雍縣縣城,訖于納雍縣張家灣鎮(zhèn),全長23公里,為山嶺重丘區(qū)三級公路,路基寬度7.5米,瀝青表面處治路面。原設計矩形邊溝共17721米,由于該路段投資有限,優(yōu)化時石質(zhì)塹坡路段不設加固邊溝,優(yōu)化設計后實際施工邊溝16815米,節(jié)省投資5萬元。如按上述原則優(yōu)化后邊溝長度不低于23000米,將增加投資35萬元。
上述項目建成以來,運營狀態(tài)良好,排水系統(tǒng)滿足要求。
5、 結論
(1)、山區(qū)公路塹坡長度約等于公路里程,原設計加固邊溝長度小于公路里程的,優(yōu)化設計后將增加投資才能使塹坡側邊溝連續(xù);相反原設計加固邊溝長度大于公路里程的,優(yōu)化設計后將節(jié)育投資。
(2)、塹坡側邊溝設置不連續(xù)的情況下,應結合地形地質(zhì)情況對未設加固邊溝地段進行處理,才能滿足排水要求。
(3)、優(yōu)化設計時必須嚴格結合縱斷面及實際地形進行,否則可能達不到預期的設計效果。堤坡側取消加固邊溝后應采取一定的措施對其進行處理,保證滿足排水要求的前提下節(jié)省投資。
(4)、對于石質(zhì)路塹可根據(jù)實際情況取消加固邊溝,只對溝底作適當處理即可。
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