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作为一项系统化工程,公路设计涉及多个专业,因此,相关企业必须重视各个环节之间的联系性,特别是在施工图纸设计环节。在施工设计中作为公路工程施工的基础环节,路基设计的科学性、有效性将对其安全性起到关键性的作用,并对整个道路结构起到重要影响作用。在设计路基时,为达到施工相关规范,必须确保其测绘数据信息的准确性,这也离不开精确的地质勘查数据。同时,还要按照实际施工现场的地形地貌、地质结构、岩石类型等地质勘查信息进行公路设计。在设计中相关部门必须将地质勘查数据作为设计工作开展实施的重要依据,做一个全面、系统化的分析,才能确保公路设计的合理性、可行性。
二、地质勘查工作在公路工程设计中的概况
地质勘查工作在公路设计中主要通过一些综合勘察技术与方式勘探公路沿线的地质条件并对其进行分析和探究。其主要技术为工程地质调绘、探坑、螺纹钻、原位测试、钻探、室内试验等,在选择、应用地质勘查中必须对其有效性和适应性加以重视,确保勘察提交资料的完整性与精确性,能最大限度满足设计不同环节对勘察工作深度的要求。
(一)地质调绘
地质调绘必须结合路线和沿线工程,并通过相应的遥感解译和勘探技术进行。主要勘察地形地貌的成因、类型及分布情况等,还可以勘察岩层的产状,地质规划勘察设计院有限责任公司从事公路地质勘查和岩土工程设计工作。的构造类型等。
(二)地质勘探
作为公路工程地质勘查的主要手段,勘探是进行深度地质资料获取的重要技术。目前公路工程设计中最常用的地质勘探方式有以下几种:第一,挖探,主要包括两种:坑探、槽探。开挖的探坑、探槽深度必须控制在地下水位以下,并遵循公路工程地质勘探的需求对其长度、断面进行确定。在资料提取中主要包括岩性描述、断面图等。第二,钻探,作为地质深度资料获取的另一种技术,钻探必须对其钻进的回次长度进行严格控制,确保其低于岩芯管长度。并对岩芯采取率进行有效控制,在地层构造较为简单时,其勘探方式还可以选用一些简单的手段,如小螺纹钻、洛阳铲等。第三,物探,地球物理勘探是以各类岩、土物理性质的差别为前提,为对地下地质情况进行判断,可以通过对天然或人工物理场变化观测的方式进行。目前公路工程设计地质勘探中最常见的方式为:电法勘探、地震法勘探、声波勘探等。物探成果解释必须相比一些勘探资料,并进行综合分析。
(三)试验
作为公路工程地质勘查的重要内容,试验主要是定量评价岩土的工程性质,从而得出岩土的相应参数。目前公路工程设计地质勘查中主要分为二种试验,为原位测试、室内试验。原位测试主要的试验项目内容含有补充标准贯入试验、静力触探、动力触探等。室内试验通常都包含各个类型岩石物理力学试验、土工试验等。确保其各项试验与国家相关指标相符合。
三、地质勘查工作在公路工程设计中的作用
(一)勘察路线工程地质
主要对路线方案、布设相关的地质情况进行勘察。应根据施工现场的实际情况进行路线方案的选择,通常情况下都会选择良好地质情况的方案,着重对复杂地形地貌路线进行勘察,有效控制其方案及布设的地质情况,并对路线的最终方案与布设进行确定。
(二)勘察路基、路面工程地质
在初期勘察及测量定位环节,必须按照相应的路线,认真勘察中线两边规定范围内的工程地质情况,为设计路基路面及施工提供强有力的保障。
(三)勘察桥涵工程地质
在桥涵基础工程设计中根据各个阶段勘探深度要求的不同,初期勘探与详细勘探施工中,必须进行相关的地质勘探作业。首先调查各个方案的合理性,根据路线、桥梁设计的实际情况,选择良好地质情况的桥梁位置;其次对桥梁位置进行选择后,必须对其地质进行认真勘察,这样可以为设计桥梁及相关工程进行提供准确地质资料。
(四)勘察隧道工程地质
在公路设计中对路线方案选择影响最多的就是隧道施工,隧道地质勘查中,如勘察数据不准确,将对路线布设控制点造成极大的影响。目前勘察隧道地质中必须做好两点,选择隧道方案和位置,主要包含对比隧道和展线、明挖的地质情况;还要详细勘察隧道洞口和洞身的具体情况。
(五)勘察天然筑路材料工程地质
勘察筑路材料的主要目的就是对沿线所有材料对在沿线分布的天然筑路材料、工业废料进行最大限度地开发、改造及利用。根据各个阶段勘察深度的不同,可以为公路设计各个阶段的施工提供可靠的依据。
四、地质勘查工作在公路工程设计中的要点分析
(一)准备工作
在实施公路工程设计地质勘查工作前期,必须和实际勘察工作相结合,进行实地公路沿线的观测,并进行勘察方案的详细制定。制定勘察方案时,必须对项目设计图纸、地质情况、水文状况等施条件进行充分考虑,并遵循相关部门提供的勘察技术要求及其他施工要求进行勘察方式、技术的合理选择,确保布置工作量的合理性。
(二)可行性研究工程地质勘查
在对已有地质资料充分收集的前提下进行可行性研究阶段工程地质勘查工作,这个环节主要工作内容为地质资料调查,进行有效的工程地质勘查作业,其勘察重点地质为复杂性地质或不良地质,如特殊性岩石区等,对其路线控制点、路线走向、选择工程方案等进行研究和分析,以此降低对施工路段的影响,进而优化路线设计方案。
(三)初勘与详勘
必须遵循现行相应勘察方案进行勘察工作的实施,按照勘察材料对勘察施工中的方案进行及时调整。室内试验时,应根据施工要求对土样、水样的试验项目进行选择,对各个地层构造及其物理力学特性进行统计、分析。
(四)准确评估地质灾害
关键词:公路交通;勘察设计;问题分析
前言
随着经济的发展,国家公路桥梁建设日新月异。自改革开放以来,国民经济快速发展,公路建设事业更是日新月异公路运输能力的不断增长为国民经济的稳步发展创造了良好的条件。大量公路建成通车的同时,也极大地影响着沿线的自然环境和社会环境,严重的路段已造成周边环境无法恢复的永久性破坏,随着社会的进步,国民经济的快速发展,人民生活水平的不断提高,国家对公路设计的要求也在不断地提高。公路建设的好坏关键在于前期准备工作,尤其是公路勘察设计工作是否到位。公路设计坚持以新的思维、新的理念、新的标准、新的追求来创新设计;坚持最大限度减少公路对自然环境的影响和破坏,实现公路与自然的和谐统一,遵循自然、保护自然,坚持“以人为本”,本文就公路勘察设计中路线方案、平曲线、纵断面、横断面4个问题,进行了简要的阐述和分析。为公路勘察设计提供了一定的借鉴意义。
1路线方案问题
山区公路不仅建设难度大、费用高,建成后的营运管理、养护也较为复杂。路线既要适应地形变化,又要避免对山体的剧烈切割,破坏生态环境还要在规定的道路等级条件下,做到线形要素指标的运用及相互间的组合合理,保持线形的顺适、连续和均衡。减少工程病害,降低运输、养护管理成本,保证投产后运输功能正常。
山区公路沿河线型一般选地势平坦的低线位,以降低工程数量。山区沿河山体的特征一般都是地形地质复杂,地质灾害多坡面呈直线或曲线型,河谷断面有发育不完全的“V”形或基本稳定的“U”形,沿途多为峡谷段与开阔段相间洪水持续时间不长,暴涨暴落,危害性极大,河床比降大,其自然纵坡远大于路线平均最大纵坡流速快,冲刷强烈等。它们是影响山区公路线设计方案和工程措施的重要因素。
山区原有公路标准低,路窄坡陡,线形曲折,大都连接城镇。在原有公路上改建等级公路线形指标相差大,应尽量开辟新的走廊,以保证技术标准,缩短路线长度。然而,往往是原有低等级公路占据了最佳的路线走廊,更有条件差者,仅有唯一的走廊,且旧路为低线位,占用地形地质较好的一岸。这是山区公路设计路线方案时常碰到的问题。在这种情况下,应主张沿旧路建设以提高公路标准。山区公路现有的交通一般都较小,因此,施工时行车干扰小,只要做好边通车边施工的组织安排,都是可以实施的。若新建高速公路,也可占用旧路走廊及旧路位置,重建低等级公路的辅道。正常情况下,工程总投资比另辟地形、绕线长的新走廊省。
路线方案有大方案与小方案之分,大方案是选择路线基本走向。局部性的路线方案,属于线位方案,叫小方案。在山区公路中大方案确定后,小方案是影响技术标准和工程造价的主要因素。常用的沿河线,它有其它线型没有的有利条件,如纵坡受限制不大,便于为居民点服务,有丰富的筑路材料和水源可供施工和养护,路线标准、使用质量、工程造价均优于其它线型。其主要问题是河岸的选择,路线放在什么高度(洪水位问题)其它情况主要是山趁缓坡,较低阶地等选择山体比较稳定的一侧山坡,分析清楚岩性、产状、裂隙等情况,避开崩塌、滑坡、泥石流等不良地质,这些都是在研究小方案时应充分考虑的问题。
开阔河谷:①线位好,岩层稳定,填挖平衡,少占田地拆迁。但由于坡面变化无穷,公路等级稍稍提高,其线形尤其是平面线形难于满足路线标准的需要。②线位在满足前后路线要求上选择余地大,满足路线标准要求也较为容易,在较为开阔的河谷段,这种线位占的比例较大。特点是前后路段的弃方较多,弃方作填时运距较长,占田地多,拆迁量大。③线位差,岩层纹理杂乱,造成路基稳定性差,顺层防护处理十分困难,路线方案应尽量避开这一侧,由于山区地质的特殊性,岩石的力学性能的多变性,因此采用的工程措施一般都不理想。且费用高,营运期养护工作量。
狭窄沟谷:①由于其自然坡度都较大,线位越高,挖坡方越大,上、下边坡都伸得较远,对自然环境破坏大,防护工程较多。由于河床太窄或前后路线高度的控制可走此线位。②线位的特点是尽少破坏山体,减少对环境的影响,适当占用河岸,在行洪较紧张的河床断面段,可适当开炸对面河岸,以利于泄洪。路基抗冲刷防护应稳重,做到万无一失,否则有断道的可能,狭窄沟谷常采用此线位。③由于自然坡度大,顺层稳定性差,处理十分困难,有可能导致公路顺层下滑断道,且恢复处治费用高,在设计过程中应尽量避免采用此线位。
2平曲线问题
山区公路中平曲线设情况是决定一条公路路线质量成功与否的关键。当计算行车速度≥60km/h,同向曲线间最小直线长度以不小于行车速度的6倍为宜,反向曲线间最小直线长度以不小于行车速度的2倍为宜。对山区公路,高速公路的计算行车速度为≥80km/h,一级公路中计算行车速度为≥60km/h,而在二级、三级、四级公路的计算行车速度分别采用≥60km/h、≥30km/h、≥20km/h。因此,在山区公路设计中硬性参照上述规定则不妥,考虑到缓和曲线段的加宽和超高,汽车从直线到曲线行驶,与直线长度关系较小,从汽车运行、磨耗及舒适性来讲,后者的要求更高。为与山区的特殊地形地貌相吻合,减少大面积的大填大挖对环境的破坏,充分利用地形,减少工程量,节约投资,仅从驾驶员操作过程的需要考虑,同向弯道之间直线段上行驶大于5s,反向曲线间行驶大于3s即可。结合已建成道路的使用情况建议:①在高速公路和一级公路的设计中,同向曲线和反向曲线间的最小直线长执行。②采用计算行车速度为80km/h的一级公路设计中,同向曲线间最小直线长度≥320m,反向曲线间最小直线长度≥120m。③采用计算行车速度为60km/h的二级公路设计中,同向曲线间最小直线长度≥240m,反向曲线间最小直线长度90m。④计算行车速度为30km/h的三级公路设计中,同向曲线间最小直线长度60km,反向曲线间最小直线长度≥30m。⑤计算行车速度为≥20km/h的四级公路设计中,同向曲线间最小直线长度≥30m,反向曲线间最小直线长度≥15m即可。两曲线间的直线长度难于满足以上要求时,则按要求办理,即同向曲线应调整线形使之成为单曲线或复曲线或采用回旋线组合成凸形、卵形、复合形等平曲线反向曲线应调整线形或运用回旋线使之组合成s形复曲线。为了充分利用地形,减少工程数,应推广应用不对称曲线。曲线法定线确定适合地形圆弧,确定平曲线要素,再用曲线或直线与其连接,这样更能做到充分利用地形。
小偏角往往给驾驶员视觉上造成直线路段的假象,导致行驶占道,可以调整前后线型,有时适当增加工程数量来解决。大偏角问题在山区公路设计中经常遇到,在低等级公路中由于行车速度低,交通量不大,为节约工程造价,只能迁就地形,因势而行,但在高速公路设计时应引起重视,其设置位置是否能保证驾驶员视觉的连续性,曲线半径、长度应尽量使线型标准高一些,确保曲线圆滑顺畅,有条件时还要设置视距台。否则,此处就是事故多发地点。还可分析采用短隧道,挡防设施或者架空路基避免大偏角。
3纵断面问题
路线设计高的确定至关重要,特别是高等级公路,主要受交叉机耕道、人行通道、洪水高度等因素控制。在山区公路设计中,在满足洪水位的情况下,为减少路堤高度,节省投资宜适当下挖来满足机耕道、通道净空高度要求,不利因素是通道下集水问题,可通过埋管导入天然水系。山区沟壑发达,冲沟、溪沟纵横密布,且坡面均有一定坡度或成阶梯状,导水涵管埋设长度也较短,从而降低路堤高度,减少造价。
山区公路以大中型载重汽车、大客车为主要交通流量,其纵坡不宜过长,过长则不利车辆运行质量,也不利与地形相结合,增加工程量,也不利于排水设计,高等级公路缓和坡段应小于2%,一般公路可按3%,长度大于150m即可,充分利用大纵坡在满足坡长限制的条件下去克服高差以争取高程。一般情况下,结合地形特点,排水要求等,坡长控制在最小坡长的2到4倍为宜。
纵坡小则展线距离增长,增加离架桥和挡防工程量,有时隧道增长,这样加大了工程建设费用纵坡过大,严重影响行车速度和通行能力,必要时还增加爬坡车道,因而选择经济合理的纵坡设计方案应从工程措施、建设费用、营运费用、技术标准等多方面进行综合比较。随着汽车工业的技术进步,汽车动力性能的改善,因而纵坡也可适当增大。英国60年代所修订的技术标准计算行车速度为80km/h的山区高速公路,最大纵坡为6%,通过使用效果良好,我国现行技术标准中为5%,但其中注明在受地形条件或其它特殊情况限制时,经经济技术论证,可增加1%。结合山区公路的特点,对众多公路的调查结果,为争取有利地形,减少对自然环境的破坏,必要可采取最大纵坡,在条件特殊的情况下,如里程不长且展线困难,需过长的绕线等山区的各级公路均可将最大纵坡提高1%~2%,但纵坡坡长必须按现行技术标准控制。只要在设计中注意平纵线型的优化组合,保证汽车正常运行是没有问题的。
在山区公路的设计中也存在小于5%或平坡问题,山区暴雨多,雨量大,经常由于雨天路面积水,产生飘滑而导致事故发生。因此,对于这些路段应加强排水设计,加密加大涵洞,加深加宽加陡排水沟,路肩和路面的横坡应适当增大。路肩、路面可要求取大的标准来满足行车道排水需要,在以往的山区公路设计中,常采用中间值,这是不妥的。如山区已建成的二级公路,一般常用的路基宽度有8.5m,10.0m,12.0m不等,其行车道宽度≥2×3.5m,因此,水泥混凝土路面路拱横坡取2%较为适宜,路肩再提高1%。
4平纵组合问题
一般公路设计中是可以做到纵面的变坡点都对应平曲线的曲中点(QZ点),平曲线包着竖曲线,且竖曲线最好能伸入平曲线两端缓和曲线的以上,这种线型顺畅柔和,视觉诱导好,安全舒适。但在山岭重丘区公路设计中,并不是所有的路段都能这样设里。山区公路中曲线占路线总长的比例大,长曲线大半经是不可避免的,仅在QZ点处设变坡点,对控制高程,利用有利地形是很难办到的再者当曲线半经较小,曲线长度不大,而变坡点坡差较大时,在QZ点附近变坡,路线则显得别扭、生硬,不仅不能起到视觉诱导的作用,反而平、纵面视距较差,对车辆运行不利。因此,在周边地形条件较好,各项指标能基本满足规范要求的路段设,反而更能体现降低工程造价,符合实际。在长曲线、大半经的平曲线中可以进行两次以上变坡,也可将两变坡点位置与QZ点作为两个竖曲线的复曲点,做成竖向复曲线当平曲线半径较小、长度不长时,竖曲线最好不设置在平曲线内,在直线上变坡更好一些,只要选用适当半径的竖曲线,线形还是较好的。
5横断面问题
[关键词]高速公路 勘察设计质量 五大要素
[中图分类号] U412.36 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2013)-11-74-1
据调查结果表明,人才、管理、科技、文化、法制五大要素对高速公路勘察设计质量的提升发挥着决定性的作用,但高速公路勘察设计质量始终保持着动态的发展状态,因此必须加强对高速公路勘察设计质量五要素的建设与创新。为了深入研究提升高速公路勘察设计质量的五要素,本文引入具体工程实例展开论述:某高速公路全长64.31km,设计速度80km/h,工程沿线滑坡及泥石流等地质灾害频发。该工程桥隧比例接近45.04%,其中包含一条16公里的特长隧道。总而言之,该高速公路具有工程勘察设计难度大、总投资规模大等特点。为了确保该高速公路勘察设计质量,工程建设方面决定从人才、管理、科技、文化、法制五大要素着手。
1科技要素
科技要素对高速公路勘察设计质量的提升发挥着关键性的作用,而一流的软件平台与硬件设施是科技型企业实施现代高速公路质量控制的必要条件,其中硬件设施是指高速公路勘察设计质量控制所需的仪器设备。结合该工程的具体情况及施工要求,工程建设方面大胆引入数字化技术(见图3-1)。随着高新技术产业的发展,航空摄影测量技术、GIS(地理信息系统)、GPS(卫星定位系统)、RS(工程地质遥感技术)、DTM(数字地面模型)、CAD(计算机辅助与绘图系统)及地震测井、地震折射、桩基无损检测等先进的物探技术被随之引入高速公路勘察设计领域。该工程建设方面普遍采用“3S”技术及各种先进技术,由此实现野外控制测量及道路与路线放样,同时高速公路区域内地形、植被、岩性、地层、地质灾害等的判释也实现线到点、面到线的结合,进而大幅度提高测设的精度,同时也为优化路线方案提供可靠地基础。
2人才要素
大量实践证实,科技型企业的人才素质(如思想素质、业务素质、职业道德素质、技术素质等)对高速公路勘察设计质量发挥着决定性的作用,因此创建高素质的人才队伍是提升高速公路勘察设计质量的根本保障。结合该工程的具体情况及施工要求,工程建设方面主要从如下方面实现人才素质的提升。
(1)完善人才管理机制:工程建设方面必须建立健全人才工作的机制与体制,尤其要求建立健全择优聘用、竞争上岗、公开选拔等人才制度,由此形成能进能出、能上能下、人尽其才的人才选拔机制。
(2)完善人才素质评价体系:工程建设方面必须建立健全由业绩、品德、能力、知识等组成的人才评价体系,由此形成公平的、科学的评价机制,进而为专业人才营造出实现自我价值的空间。
(3)制定科学的分配方法:工程建设方面必须健全管理、技术、知识等要素参与分配,由此形成报酬靠贡献、岗位靠竞争的奖励机制,进而营造出尊重知识、尊重人才的氛围,同时为吸引人才、激励人才、留住人才提供所需条件。
3管理要素
管理要素对高速公路勘察设计质量的提升发挥着重要作用,其中质量管理必须立足细节,从技术与制度等层面防止勘察设计缺陷的出现。结合该工程的具体情况及施工要求,工程建设方面结合ISO9000标准建立健全质量管理体系,同时兼顾管理精细化、规范化、个性化的高度融合;建立健全文件化的质量管理体系,同时制定最高管理者代表,此外质量管理的加强措施还包括:规范质量管理部门及职能部门的职责分工;健全质量信息与反馈网络;健全质量管理与改进机制;分阶段组织开展管理评审、内审、监督审核;采用统计技术分析设计过程及质量管理体系运行过程存在的问题等,由此实现对高速公路勘察设计全过程的质量管理,进而提升高速公路勘察设计质量。
4法制要素与文化要素
4.1法制要素
国家法律法规是高速公路勘察设计质量的重要保障,一旦脱离规律法规,后果不言而喻。截至目前,国家已经初步建成公路勘察设计质量控制的法律体系,其中包括《测绘法》、《建筑法》、《公路法》、《计量法》等。结合该工程具体情况及施工要求,工程建设方面要求高速公路勘察设计必须严格执行《工程建设标准强制性条文》(公路部分)。
4.2文化要素
文化是企业精神的体现,同时也是高速公路勘察设计质量控制意志、理念、行为规范的体现。前文所提及的人才、科技、管理法制等要求皆蕴藏着文化的丰富内涵,此乃质量文化。质量文化的形成贯穿着整个高速公路勘察设计质量控制的全过程,其是企业质量态度、质量意识、质量价值观、质量行为、质量形象、服务质量、产品质量的总和。基于此,工程建设方面应高度重视质量文化的建设,由此实现高速公路勘察设计质量的提升。
5结束语
综上所述,高速公路勘察设计质量受到文化、科技、管理、文化、法制五大要素的影响,其中人才素质对高速公路勘察设计质量发挥着决定性的作用,科技要素发挥着关键性的作用。结合工程具体情况及施工要求,工程建设方面针对文化、科技、管理、文化、法制五大要素分别提出不同的措施,其中人才方面包括完善人才管理机制、完善人才素质评价体系、制定科学的分配方法等;管理方面包括结合ISO9000标准健全质量管理体系、文件化的质量管理体系、质量信息与反馈网络、质量管理与改进机制等;法制方面严格执行《工程建设标准强制性条文》(公路部分)等法律法规,由此实现高速公路勘察设计质量的提升。
参考文献
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【关键词】公路勘察;工程管理;质量管理
1引言
在公路工程建设过程中,工程管理是非常重要的一项管理内容,对公路工程建设质量有比较大的影响。改革开放以来,我国公路建设发展迅猛,取得了可喜的成果。但是,依然存在一些质量管理方面的问题。例如,一些单位的质量意识及制度不健全,工程上的质量通病问题、施工工艺问题、原材料问题等。为了促进我国公路建设的进一步发展,需要做好管理工作,采取合理的质量管理措施,保证公路工程的施工质量。
2建筑工程质量管理现状
在我国经济的的不断发展下,各类建筑工程迅速崛起,在取得长足进步的同时还存在一些问题,主要表现为下述几个方面:1)工程质量通病无法克服。主要是旧的通病没有处理好,新的通病不断出现,一些已经克服的质量通病再次出现,无法彻底根除出现的质量通病。2)建筑工程主体结构质量达不到要求,结构粗糙,企业缺乏质量创优的积极性。3)公路勘察设计阶段主要存在设计考虑不详细,设计深度不足等问题,导致工程结构和工程形式缺乏合理性,工程施工过程中变更多,不仅给工程质量造成影响,同时也会对施工造价造成影响。4)工程招标过程中,关系标、人情标、照顾标等不公平竞争情况普遍存在,给工程质量造成较大的影响。5)工程监理人员素质不高,主管部门管理所欠缺,监理工作执行不到位。
3公路工程管理对建设质量的影响
3.1公路勘察设计对工程质量的影响
公路勘察设计内容包含设计初期的调研工作和图纸设计与审核,若其中任何一个环节出现疏漏都会影响公路工程的整体质量。因此,做好公路勘察设计阶段的管理工作尤为重要。当前,在公路勘察设计中还存在一定的不足之处,如设计人员考虑问题不全面或者设计思路存在欠缺等,使得施工设计图纸与实际施工出现很大的出入,从而造成施工过程中不断变更设计方案,一方面加大了工程造价成本,另一方面也对工期以及工程质量造成了一定的影响[1]。因此,科学管理公路勘察设计工作,对提高勘察设计质量,建设优质工程具有可靠的保障。作为管理机关应做好监督与管理工作,确保各项工作真正落到实处,为安全施工保驾护航。
3.2公路招投标的不科学性给工程质量造成的负面影响
当前,公路项目招投标中还存在很多问题,如有的施工单位为了取得竞标,故意压低价格,或者借助关系取得招标资格等现象层出不穷,使得工程招投标工作出现不公平现象。由于所选择的施工单位未经过严格的审核,在施工中若某一环节处理不当会对整个工程质量造成不同程度的影响。此外,还存在有的工作人员素养低下,在工作中不能严格要求自己,往往会为了一己私利而做出一些不当行为,给工程的顺利进行造成了重重阻碍。工程中过度低价竞标也会给施工的实施造成一定的影响,由于资金不能及时到位,正常的施工不得已而中止,待资金到位后,施工单位为了在工期内完成工程,盲目的赶施工进度,而对工程质量不够重视,这些现象都会对工程整体质量造成一定的不良影响[2]。所以,为了强化管理力度,构建公开化、透明化的招投标管理机制格外重要,通过相关制度的实施,可约束施工单位在施工中严格按照一定的流程进行操作,对不遵守招投标相关制度的单位或者个人应作出严厉的惩罚,以提高工作人员的认识。
3.3工程监理问题对建设质量的影响
工程监理工作的有效开展可大大增强公路工程的施工质量。然而在实际施工中,工程监理工作还存在很多不尽如人意的地方。举例如下:1)缺乏规范科学的监理招投标市场。很多监理人员素养低下,在工程监理中不按照正规流程进行监理,存在侥幸心理,对于工程中出现的相关质量问题没有做好有力的监督。一些监理单位为了获取到监理权利,采取不正当的手段取得相应地权限,但在实际监理中由于仪器设备、技术力量地薄弱,使得工程质量问题存在一定的隐患。2)监理人员的管理力度有待加强。当前很多监理单位对违纪人员的惩处力度不够,如果工作人员出现失职行为,相关单位并未对其做出严厉的惩罚,而是将其调离到其他部门,由于工作人员没有真正意识到自己的错误,在后续工作中也会抱着随遇而安的态度,工作积极性不高,也会影响工程质量的整体提升。3)很多监理人员专业素养能力低下,他们大多学历低下而且没有经过正规地培训,对于监理工作也只是凭自身经验,不能有效监理。此外,监理单位忽视了人员的后续教育工作。时代的不断地进步,一些新的设计理念层出不穷,若监理人员缺少培训,对新理念不能很好地掌握,也会造成监理工作效率低下和监理不到位等现象。4)监理人员的工资福利不高,使很多人员工作积极性不高,有的监理人员为了一己私利从工程中谋取一定的报酬,出现违规参与经营等现象。
4工程管理质量提升的有效举措
4.1做好勘察设计工作
公路勘察设计工作开展的有效与否直接关系着公路工程整体质量。在设计阶段由于工作人员没有对施工现场进行全面考察,设计深度不够等问题,加之施工过程中出现的大量变更等现象,一方面对工程造价工作造成了一定的影响,另一方面也会对工程整体质量带来了一定的影响,所以做好公路勘察设计管理工作,增强勘察设计水平非常关键。勘察设计单位可从以下几方面提高设计水平,增强公路施工的成效性。1)强化设计质量意识,不管是监理人员或是施工人员都应提高认识,在工作中要做到严格要求自己,不。2)对勘察设计中各个环节应严格把关,从资料的收集、方案的制定等多方面进行严格把关,对存在问题的方案等应在第一时间指出,并责令设计人员限时改正。3)制定切实可行的勘察设计制度,促使各个阶段地工作有条不紊地进行,从本质上提高勘察设计水平。
4.2规范公路招投标
当前,公路项目招投标中还存在很多问题,如有的施工单位为了取得竞标,故意压低价格,使工程招投标工作出现不公平现象;有的工作人员素质低下,在工作中不能严格要求自己,出现偷工减料等现象。为了有效避免上述现象的发生,建筑单位应构建行之有效的招投标工作机制,在招投标工作中应严格按照相应的流程进行操作,严厉打击一些腐败不良行为,真正做到招投标的公平与公正性,促使建筑行业得以良性发展。
4.3完善质量管理保证体系
要从根本上搞好质量管理工作,不仅要重视工作人员的工作纪律,而且还应在制度上做好指引与约束,构建完善的质量管理保证体系。项目经理部门应全权管理整个工程,对工程中的技术管理及质量管理工作都应进行严格把关,做好督导工作。工程处设立主任工程师,主要对工程中的质量检验与技术管理工作进行全权负责,确保工程质量满足施工相关要求。
4.4提高监督管理措施
(1)为了确保施工的顺利实施,施工单位应提高监督管理力度。具体可从以下几方面齐抓共管:(1)要求监理人员对招标文件以及施工相关细则进行全面了解与掌握,在工作中能时刻以严格的标准去要求与规范自己,按照一定的工作流程秉公办事。(2)监理人员还需对施工中所有的材料与设备进行进场前的全面检查,一旦发现有劣质材料,绝对不能流入场地,严格杜绝不良现象的发生。(3)坚决维护监理在工程质量与工程进度等方面的控制作用。(4)加强抽查力度,对施工单位所开展的各项工作进行全面监督与管理。2)工程质量应做到三个服从:(1)若工程质量与施工进度之间发生矛盾时,应在确保质量达标的基础上尽可能地赶超施工进度。(2)当工程质量与工程成本之间发生冲突时,应在确保工程质量合格的基础上有效控制工程成本。(3)当工程质量与工期之间发生矛盾时,工期必须服从工程质量。当工程质量出现问题时,应在第一时间进行有效处理。工程竣工后,应对整个阶段进行全面的验收,监理单位应组织人员进行检查,对不符合要求的路段应责令其修复,如若必要可采取重新修建,确保公路质量达标,为人们的安全出行提供可靠的保障。
5结语
公路工程管理对公路的整体质量有很大的影响,相关单位要充分认识到工程质量管理的重要性,完善法制、法规,并严格执行,提高管理水平,保证工程施工质量达到设计要求。
【参考文献】
【1】余海强.山区高速公路工程的质量管理和控制[D].福州:福州大学,2013.
关键词:公路隧道;交通诱导;交通控制;仿真;控制策略
中图分类号:TP311.52
由于公路隧道自身的特殊性,其事故发生率比普通路段显著增高,造成了不同程度的人员伤亡和经济损失,其安全运营管理问题也越来越突出,如何使公路隧道交通诱导与控制系统安全控制交通成为隧道运行的一个重要课题。文献[1-3]分别从本科教学、公路隧道照明节能控制、特长隧道的构思三个方面探讨了公路隧道控制系统的设计与实现,侧重点各有所不同。本文从软件与硬件结合的角度出发,探讨了公路隧道交通诱导仿真平台的设计与实现,为模拟处理隧道内的交通事故提供一个实践平台。
1 公路隧道交通诱导仿真平台的分析
1.1 公路隧道系统构成
2.2 硬件设计
2.3 软件设计
3 基于MCS-51单片机和Visual C++的公路隧道交通诱导仿真平台的实现
3.1 上位机与主单片机通信实现
4 结论
论文简要介绍了公路隧道系统构成及交通诱导控制模式,并应用Proteus软件对部分交通控制诱导策略进行了仿真实现。上位机软件通过串口软件进行连接,可以通过改变上位机软件的操作模式在Proteus仿真软件上显示公路隧道中机电的运行模式,从而可以较为清楚的显示出不同事故状态下的诱导策略。
参考文献:
[1]丁勇.光纤传感器隧道模型在本科教学中的应用分析[D].山西建筑,2009,4.
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关键词:地理信息系统(GIS);全球定位系统(GPS);遥感(RS);沙漠地区;勘察设计
中图分类号:X734文献标识码: A 文章编号:
前言
地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS)与遥感(RS)— 简称“3S”技术,是近年来随着计算机技术的迅速进步而发展起来的一门综合性高新技术。“3S”技术不是GPS、GIS、RS的简单结合,而是将其通过数据接口严格地、紧密地、系统地集成起来,使其成为一个大的对地观测、处理、分析、制图系统。“3S”技术的综合应用是一种充分利用各自的技术特点,快速准确而又经济地为人们提供所需要的有关信息的新技术。
二、沙漠地区公路勘察设计的特殊性
沙漠地区通常交通不便,人烟稀少,气候恶劣,地貌标志不明显,极易迷失方向,且缺乏满足公路各测设阶段所需的各种比例尺的最新地形图。由于沙漠成因不同而引起不同性质的沙漠地形和地质条件,使得影响公路使用效果的病害复杂、多变。这决定了沙漠地区公路测设地质条件和沙漠病害资料获取的必要性。沙漠地区公路施工图设计阶段,路线中线测设及纵、横断面测设工作量十分繁重。应用常规方法进行勘察,不仅周期长,劳动条件艰苦、强度高,完不成急需要的工程地质调绘图件,而且很难准确填绘工程地质图,不能保证图件质量。
沙漠地区地形复杂多变,地貌形态差别很大,沙漠区沙埋与风蚀问题严重。为了尽量减少沙害对公路的破坏以及公路本身对沙漠地形的干扰和破坏,沙漠地区公路选线时要根据沙区地貌类型和沙丘移动的规律,尽量靠近材料产地及水源,尽可能利用有利地带,利用沙漠中的湖盆摊地及风蚀洼地,沿沙漠中的河流两岸和古河床布设线路或选在扇缘的固定、半固定沙丘地带通过,绕避严重流沙带,而选择沙害较轻的地段、沙丘的迎风坡坡角或下部通过。沙漠公路选线过程中应对沙源、气象资料、地形地貌、生态环境等进行充分调查分析,综合考虑线形和沙害、景观、地貌特征、公路等级,结合不同的沙漠类型和公路工程的特点,最终确定有利于风沙流顺畅通过的路线线位和线形。
线形设计时应以顺应自然地形为主,根据风沙地貌特点、风沙运动特征、风向、风力、路线与风向的关系,综合考虑路线线位、平纵横线形计及路基填土高度。沙漠公路干扰小,车速快,为保持良好视距,保证交通安全, 防止或减少积沙,应尽量采用直线和大半径平曲线和竖曲线,特别是凸型竖曲线。平面线形要平顺、多设直线少设曲线,平曲线容易产生近地表气流波动,而出现积沙现象,应尽量少设,必须设时,尽量以弧面迎向主风向(凸型)为好,另外导线的偏角不宜过大,平曲线半径则尽量大为宜。沙漠地区路线纵断面应按照少挖多填的原则,顺应自然地形布设,但尽量减少大起大伏,坡长也不宜过短。
三、沙漠地区公路勘察设计中应重点解决的技术问题
1、沙漠地区公路测设的特殊性及应用传统测设方法的局限性
沙漠地区地形复杂,地质条件多变,沙害严重,公路设计区的地形、地质、沙害资料的获取非常必要。由于沙漠地区恶劣的环境条件,应用传统的方法难以实现。沙漠地区公路测设必须采用采取最新的技术手段,以最短的时间,经济而可实施的方法,获取所需的各种比例尺地形图获取沙漠地区地质条件和沙漠病害等资料,以确定最优的路线方案,沙漠地区公路施工图设计阶段,路线中线测设及纵、横断面测设,若采用传统的测设方法,工作量十分繁重,测设周期长,效率低,所以沙漠地区公路路线中线、纵断面,及横断面测设必须采用现代测量技术和设计技术。
2、“3S”技术漠地区公路测设中应解决的主要技术问题
·测量沙漠地区大比例尺地形图可采用RTK技术进行碎部测量,若能够收集有关地形、地质资料,可经过数字扫描仪对地形图矢量化,再转化为栅格结构GIS,亦可直接生成三维地形模拟。
·发挥遥感与GPS技术优势,采用遥感数学图像增强处理及影像图编制技术,极大提高工程地质解译成图的速度和质量,以获取满足沙漠地区公路测设的地形信息;
·采用遥感地质解释标志和地质解释技术,尤其在沙漠区难以通行的地段,通过GPS的准确定位,可以满足1:10000工程地质调绘的要求,测量各种地质要素的数据,地质边界准确,验证地质解译预测到的活动半活动沙丘、固定沙丘的分布及分布方向,以获得路线评价所需的沙漠地质条件和沙漠病害信息。
·在沙漠地区公路施工图设计阶段,当路线的方案在可行性研究或初步设计中确定后,在路线的走廊带可布设GPS控制网,最后在野外选点并按GPS静态测量的作业模式进行外业观测,外业结束后进行内业处理,内业处理全过程均由计算机自动完成处理。沙漠地区公路路线平、纵、横设计完成后,然后将中线逐桩坐标数据通过计算机输入GPS接收机,采用RTK技术放样路线中线,并检验,复核路线的平、纵、横数据并进行必要的修改。
·采用RS和GPS与GIS之间数据交换技术,建立以GIS为空间数据整理和分析平台的公路数字化地理信息系统,从而实现沙漠地区公路测设的现代化。
四、“3S”技术在沙漠地区公路勘察设计方面的应用
1. “3S”技术在沙漠地区公路工程可行性研究中的应用
公路工程可行性研究的主要内容包括①市场分析:主要研究拟建道路的必要性;②技术分析:研究项目实施的可能性;③财务分析:从微观角度分析拟建项目建成后的盈利水平;④经济评价:从宏观角度评价拟建项目对国民经济发展起的作用。“3S”技术在沙漠地区公路工程可行性研究阶段的应用主要包括公路路线选线或路线规划两方面的应用。
其应用程序见图1;
图1沙漠地区公路工程可行性研究程序框图
2. “3S”技术在沙漠地区公路初步设计阶段的应用
初步设计应根据批准的可行性研究的要求和初步资料,拟定修建原则,选定设计方案,计算主要工程量,提出施工方案的一件,编制设计概算,提供文字说明及图表资料。“3S”技术在沙漠地区公路初步设计阶段的应用程序见图2。
图2沙漠地区公路初步设计程序框图
3. “3S”技术在沙漠地区公路施工图设计阶段的应用
施工图设计应根据批准的初步设计和定测资料,进一步对所审定的修建原则、设计方案、技术决定加以具体和深化,最终确定工程量,提出文字说明和适应施工需要的图表资料以及施工组织计划,编制施工图概算。
“3S”技术在沙漠公路施工图设计中的应用程序见图2。
图3沙漠地区公路施工图设计程序框图
4. 应用工程实例介绍
近年来,陕西省院应用遥感地质、GPS、GIS综合技术开展工程地质调绘工作取得了令人鼓舞的成果。陕西省公路勘察设计院曾将“3S”技术应用在毛乌素沙漠东南部边缘地带的榆(林)靖(边)高速公路勘察设计工作中。他们应用遥感科研成果,于1999年3月~5月对榆(林)靖(边)沙漠区高速公路设计路线进行了首次大规模(正线117公里、比较线和连接线32.5公里,合计149.5公里)的工程地质调绘生产应用工作。榆靖线路区80%以上是复杂的沙丘分布区,其中活动沙丘占40%以上,沙害严重。由于交通不便,人烟稀少,按常规方法不但不能按要求在短期内完成1:10000工程地质调绘成图任务,而且沙丘区地形复杂,地貌标志不明显,极易迷失方向,难以保证调绘质量。 实践证明,应用“3S”技术是快速、高质量完成任务的最佳途径。“3S”科研成果在快速优质完成榆靖公路调绘中发挥了关键作用,全面并超额完成了各项任务。
五、结论
1、遥感、地理信息系统与全球定位系统及计算机信息处理技术的发展,为沙漠区公路勘察设计提供了全新高效的方法和信息源。“3S”技术在公路方案规划、道路选线、不良地质调查、路线中桩放样工作的应用,尤其能够全面掌握公路规划区的环境地貌与地质构造要素,提高公路规划决策水平,不但可加快了工作速度,而且能提高了质量,有非常高的经济效益和社会效益。2、应用遥感信息在识别沙漠地质地貌特征、优化选线方面有其他方法难以达到的优点,其宏观真实性、实时性、信息丰富性、具有一定透视性的特点可以给我们许多规律性的认识,从而指导我们更好的进行路线的选线定位工作,提高选线的质量和水平。同时,应用GPS技术可以大大提高调绘速度和定位精度。今后应坚持开展航天航空综合遥感技术在公路工程地质调绘选线及勘察设计中的应用,可以全面提高路线方案质量和水平。
3、当代沙漠公路的快速发展及生态环境的不断恶化,促使人类注重对环境质量的改善。要搞好现代高速公路的设计优化,提高环境质量,必须大力发展“3S”技术。而只有通过“3S”技术与常规勘察设计技术的紧密结合,才能使公路勘察设计实现快速优化成为可能。大力推广“3S”技术在公路建设中的普及应用,有利于加快科技进步,提高人类利用、改造、美化环境的水平,对促进整个人类的进步具有重要意义。我国政府十分重视“3S”技术的发展应用,作为最重要的关键高新技术之一列入国家发展计划。1999年10月中国已经成功发射了资源遥感卫星,为加速推广“3S”技术的应用创造了良好的条件。我们相信,随着遥感、地理信息系统、全球定位系统以及计算机信息技术的进一步发展普及,将对人类公路交通建设事业起到更大的促进作用,国家与整个世界的高速公路的网络化与信息高速公路的网络化远景得到更快的实现。
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在山区高速公路中,由于地形原因,隧道和深填挖方路基的比例大,土石方量大,虽然填方可以消耗部分弃方,但仍有大量弃方,合理处置弃土场慢慢成为山区高速公路中的重点和难点。施工单位在以往的施工过程中往往对弃土场不够重视,存在乱堆乱弃现象,后期容易产生次生灾害,因此合理的处理弃方,加强弃土场的选址及设计,对工程的施工安全具有重大意义,现在结合万利高速公路(重庆段)的实际情况谈谈弃土场的综合设计。
1 工程概况
万利高速公路(重庆段)起于重庆万州,终于湖北利川,毗邻国道G318,该段全52公里,桥隧比58%,总弃方280万m?,共设置13个弃土场。其中包括4个反压护道,选址大部分选在离主线较近的山谷内。
2 弃土场的设计原则
取土场应本着安全,环保,减少经济运距,少占地的原则去设计。尤其安全为重中之重。
2.1 安全。
弃土场最主要的问题就是安全,以往的工程工后存在垮塌的现象,对周边的生命和财产造成损失,尤其在雨季,表层土遭雨水冲刷,弃土场排水不利,支挡构造物基础易被掏空,如遇洪水则有可能形成泥石流,一旦形成泥石流造成的损失无法估量。弃土场垮塌后往往需要投入大量的人力物力去处理,比如修建抗滑桩,但如果弃土之前将弃土场优化设计,规范施工,因此造成的损失将小很多。群众的生命财产重于泰山,必须将弃土场所产生的次生灾害降到最低。
2.2 环保。
隧道弃渣对周围环境的破坏很大,应集中堆放,严禁乱堆乱放,并在修建好的弃土场顶面回填60公分耕植土,植草绿化,防止水土流失。在条件允许的情况下,应与周边生态相协调。
2.3 减少占地。
在确保安全的前提下应充分利用立体空间,减少弃土场占地。弃土场的体积面积比K =V/A,即平均高度,是取土场的空间几何特征值,K越大,弃土场的经济性越强,一般K以8~15m为宜,过小意味着占地过大,过大意味着弃土场的安全性降低。在山区土地不富裕的情况下,减少占地有味重要。
2.4 减少运距。
弃土场选址时,应考虑经济性,尽量不要远离主线,相邻弃土场过密或过疏均不合理。施工单位从自身利益出发,为减少运距会对相关弃土场进行调整,因此设计时,应充分考虑施工单位的意见,以减少施工后临时更改位置,不同的位置,弃土场的最大容量也不同,因此应综合考虑。
3 弃土场的设计方法
3.1 选址
以本项目为例,万利路穿越山区,沿线毗邻G318国道,磨刀溪等河流,穿越长滩,龙驹等重镇,弃土量大,弃土位置的选择很困难,只能选择在水量较小的,离主线较近的山谷内,对相关高填方地带考虑修建弃土场做反压护道,增强路基的整体稳定性。路线穿越农田段,如无特殊情况,应尽量少占农田,重庆地区良田稀少,百姓种田不易,不能因为少量经济利益侵占当地百姓的生存之本。对在山谷内的弃土场,应选在山谷纵坡较缓,雨季水流小,且地质情况较稳定的地区,以免造成失稳垮塌或形成泥石流。严禁选在河道处,避免弃土阻塞、污染河道,如在桥头弃土严禁挤压桥墩、阻塞桥孔。另外主线前往弃土场的便道应通畅,改建或新建,保证施工期车辆的流通。弃土场的位置还应充分考虑当地政府和群众的意见,以免施工期间造成不必要的冲突。
3.2 支挡构造物的处置。
本项目路线经过之处,多为山区,岩石较多,因此在考虑弃土场的防护时选择土石坝。
土石坝作为庞大的圬工结构物,对材料的要求很严格,堆石区的石料必须是不易风化和不易水溶的坚石,抗压强度≥30MPA,严禁风化石,页岩,泥岩上坝。堆石区应有合理的级配,大石(60~80kg)数量占65%,中石(30~60kg)数量占15%,碎石(3~5kg)占5%,填料应加水碾压,堆石体孔隙率应控制在28%以内。坝体对基底的承载力要求比较严格,不得低于450kpa,如不满足必须对基底进行处理。土石坝虽然稳定,但是占地过大,不易用作反压护道的防护,因此选择挡土墙作为反压护道的支档,需注意的是挡土墙位于河流附近的,必须加大埋深,以防止洪水对基础的冲刷。
3.2 排水设计
弃土场的最大隐患就是水,水对弃土场的腐蚀是致命的,因此处理好水能大大的提高弃土场的安全性能。以本项目为例,弃土场的位置多在山谷内,沟内多有溪流,因此填筑弃土场时,应根据地形改沟,且在弃土场边缘修建排水沟,排水沟的尺寸应更参考雨季洪水期沟内水流及相关规范计算合理设计。在弃土场顶面应做横坡,以保证顶面雨水能顺利流入排水沟,排水沟的纵向坡度应符合路基设计规范中对排水的相应要求。另外为降低两侧山体裂隙水渗入,弃土场底部应修建盲沟。
3.3 环境保护
施工时应尽量减少对周边环境的破坏,施工前清除的表土应集中堆放,以便后期回填顶面恢复植被或植草绿化,并能减少水对弃土场的腐蚀作用。反压护道的坡面还应采取绿化措施,以喷播植草为主,中间种植树木等。防止水土流失。
3.4 施工顺序
施工时应严格按照 改沟—清底修盲沟—修建挡墙或土石坝—填筑弃土或弃渣—排水沟—回填耕植土绿化,施工时应严格遵守施工顺序,严禁先弃渣,保证弃土场的安全性能。
4 结束语
山区地形复杂,弃土场多选在沟内或者地势低洼地,近年来因为弃土场产生次生灾害的报道时有发生,给当地群众造成了很大的伤害,修路是造福一方,不能因为弃土场的不重视而造成破坏。弃土场一旦发生破坏,修复过程投入的人力物力更是巨大,因此不管设计单位还是施工单位应提高重视,以最小的投资产生最大的经济效益。
参考文献
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[4] 中华人民共和国国家发展和改革委员会,DL/T 5395-2007 碾压式土石坝设计规范
【关键词】 山区高速公路;桥涵;设计
1 引言
目前在我国平微区已基本形成高速路干线,但是山区高速公路则处于刚刚起步阶段。桥涵是否设置恰当,与工程造价及路基的稳定相关联。尤其是在地势条件险峻复杂的山区,桥涵设计与施工是高速公路建设中的重要环节。
2 山区高速公路段桥涵构筑物的布置特点
山区高速公路所处地形一般为地形起伏复杂的深谷沟壑区域。构筑物的布设易受到山区地质地形、植被状况和气候条件、地质灾害、溪(河)流水位不恒稳定等的限制影响,因此桥涵的设计需综合考虑各种影响因素。山区桥涵主要呈现以下特点:
(1)谷沟地段多呈V形或U形谷,在同一座桥梁设计中,相邻桥墩的高度差异往往比较大,导致桥梁上部构造变形、下部构造承载等差异较大,在选择上部构造结构形式和桥墩形式时应予以重视。
(2)由于地形条件复杂,并且高速公路多以弯线形式为主,从而产生了大量的弯桥。因此在设计平面时应注意公路的平面线形、桥面净宽等可以引起桥面排水的问题。
(3) 由于地形的限制,山区高速公路往往要考虑桥隧的直接相连,因此要注意隧道洞口基础与桥台之间的协调关系,在允许的情况下应避免相互干扰,在设计时应结合隧道洞口基础和桥台基础进行整体设计。
(4)山区的高速公路段,在路线主线上一般不推荐采用具有局限性的圆管涵(由于圆管涵涵底流量、纵坡、施工条件等),多以拱涵、钢筋混凝土盖板为主,在设计中应根据横向地形状况合理选择进出口形式、涵位、涵底纵坡及基础处理形式。
3 桥涵布置的基本原则
3.1 总体布置
(1)山区高速公路桥涵的选址应根据地质、地形、水文条件等,结合全路段的排水系统情况,布置合理,达到排水泄洪的目的。
(2)为确保桥涵基础的稳定,小桥涵一般要设在地质条件良好、地形有利、河床水位稳定的位置上延线线形布。同时要避免因桥涵的位置选择不当而引起的冲毁路基、排洪不畅、积水淹田等不良后果。
(3)小桥涵纵轴线走向应尽可能地与洪水主流方向相垂直。当路线方向与洪水水流方向不垂直时,宜采取斜交布置的方式,来避免形成对桥涵洞口及基础和路堤产生冲刷的较严重的涡流现象,同时保证泄洪畅通。
(4)山口冲积扇平原地区,应设置小桥涵。两积扇间的洼地,也应该布置小桥涵。
(5)农灌区的布设方式应使小桥涵与农田排灌系统相结合,不应降低原有的排灌功能而改变原有的系统。
(6)在截水沟地段,应将桥涵洞设置在截水沟排水出口位置,以避免水流较长对路基产生冲刷危害。
3.2 平面布置
(1)为了减少桥台由于水流而产生的冲刷作用,小桥涵最好选择在水流平缓、河道顺直段的位置。
(2)在暴雨集中、降雨量大、植被稀疏的山区地段公路小桥涵一般应设计为一沟一涵。
(3)在不影响上游河流的泄洪畅通的情况下,在较平坦地势,间距很近的两沟,面积不大的汇水区,具备沟通合并的条件的区域,通过技术经济比较后,方可对两沟进行合并设涵,但要注意做好河沟相邻排水沟的连接及路基防护工作。
(4)当由于路基的填土较高,原沟的底纵坡较陡,不宜沿沟设置桥涵的,可进行移位,改在边坡的一侧设置。
(5)对于具有鸡爪形山面的路段的无明显沟谷的,或者一侧汇水面积较大的坡面,须在适当的位置布设桥涵。
(6)由于山区暴雨洪水的流速快,汇集快,水势凶猛,为确保路基安全,虽无明显沟壑处也要每隔300米左右设置涵洞,避免由于路基内侧边沟集水过大、过深,需将内边沟水引出,防止外侧边坡被冲毁。
3.3 立面布置
山区高速公路桥涵立面布设要与地质、地形、水文、路线要求相结合来确定,做到基础稳、进口顺、出口不落空,同时满足设计流量,做到水流顺畅。
3.3.1 缓坡桥涵的设计
当冲沟、天然河谷的坡度较缓时,山区高速公路桥涵根据实际地形,按照较小缓坡向上游延伸设置桥涵底铺砌。如果河流容易产生较大的冲刷,为保证原沟冲刷后桥涵底面不高于河床,可以将桥涵底面铺砌在原沟底标高基础上适当进行降低。
当冲沟、天然河谷的坡度较陡时,而通过缓坡方式设置桥涵基础时,常用方法有:
① 涵底台阶式布设、涵底砌石处理。
②调整涵洞的方向。
③在进口处开挖护砌。
④洞口进行悬空处理。
3.3.2 陡坡桥涵的设计
当依据地质条件必须设置成陡坡涵时,要充分利用地形与地质条件,做到结构稳定、经济节约。对于弱风化地基或土质地基河沟,可设计为斜置式陡坡。当然设计涵洞不一定要拘泥于形式,要根据实际情况灵活运用。
4 结束语
在山区高速公路段进行桥涵的设计,由于受地质、地形等的影响,必须在与实地联系的基础上,进行设计方案的反复比较。桥涵位置的选取除了要考虑地理特征的影响外,还要考虑进出口形式对纵面的影响、整体协调性对平面的影响及涵底铺砌纵坡的调整。另外,桥涵运营后的加固与养护也要加以考虑。只有全方面考虑了各种因素的影响,才能确保桥涵设计的经济性与安全性。
参考文献
[1] 叶维强,胡静静 浅谈山区高速公路小桥涵设计[J]. 山西建筑.
[2] 陈涛. 山区高速公路桥涵等构造物勘察设计综述[C]. 山区高速公路、桥梁、隧道关键技术研讨会论文集.
【关键词】公路;工程设计;质量;策略
1引言
近年来,我国公路工程安全事故时有发生,给人们的人身安全与财产等带来了不利影响,对此,应加强对工程的质量控制。工程设计作为工程项目中的重要组成部分,对公路工程的整体质量有很大的影响。就现阶段来看,我国在公路工程设计方面还存在一些问题,有待进一步改正。
2公路工程的设计过程分析
2.1公路工程设计的策划
要完成公路工程设计,首先需要根据工程的建设要求和实际施工条件进行策划,制定既符合质量标准,又满足建设方要求的设计方案。在具体策划过程中,除了要考虑质量问题和建设方的要求,还需要考虑工程施工过程中使用的材料设备和人力条件等,以保证工程设计的可行性。
2.2公路工程设计的评审
目前,对公路工程设计的评审方式有很多种,如专家评审和会议评审等。不论公路工程项目的规模大小,都要进行设计评审,这是保证设计科学合理的重要途径,并且可以有效避免因设计不合理而影响后期的施工。
2.3公路工程设计的验证
公路工程设计的验证对保证整个工程设计的质量和公路工程的质量至关重要,需要验证的内容和方法较多,一般通过各级校审的方法开展验证。为了保证验证的质量,需要进行自校、复核、审核、审查等多个流程[1],在任何一个环节发现问题,都需要及时解决。还有一种验证方法为特殊方法验证,这种验证方法主要针对的是公路工程相对较为复杂的项目,在验证时,需要将验证结果和以往相似的工程验证结果进行综合分析与比较。
2.4公路工程设计的确认
公路工程设计的目的之一是满足建设方的要求,因此,在进行公路工程设计时,应确认建设方对工程的具体要求,并将设计方案向建设方进行讲解,以了解建设方是否有需要补充与改进的建议,然后再一次进行设计修订。只有保证最终的设计方案得到了建设方的认可,并确保其设计符合相关标准的要求,才可开展招标与施工工作。
3我国公路工程设计中存在的问题
3.1设计准备工作不到位
要完成公路工程设计工作,离不开各种工程数据的支持,这就需要设计单位在设计前做好准备工作。但是,目前很多设计单位的准备工作不到位,没有深入到施工现场对水文地质和周围建筑物等条件做认真的调查,也没有对施工材料的性能与特点进行深入考察,常出现设计方案与实际不符的情况发生,一方面耽误了工程进度,另一方面不利于设计单位设计水平的提升。
3.2设计人员综合素质有待提高
设计人员的专业能力和综合素质是保证设计方案质量的基础,但是,在我国公路工程设计中,一些设计人员的专业能力有待提高,缺乏丰富的设计经验,还有很多设计人员的综合素质水平不高,工作态度不够严谨,在实际工作中没有严格按照行业标准进行科学设计,缺乏对新理念、新技术的学习,导致设计质量得不到有效保证,更无法实现设计的创新。
3.3公路工程设计后期工作不完善
公路工程设计除了要进行施工图设计,还需要进行后期处理工作。在设计中后期,如果调整部分工程的构造,可能会导致调整后的图纸与原设计存在较大的差异[2],因此,相关人员务必要做好后期处理工作,积极配合施工人员,及时进行沟通,尽可能减少设计返工工作。
3.4公路工程设计的其他问题
其他问题还包括:(1)现行的纵曲线线形设计的标准相对较低,很容易出现纵曲线线形设计的竖曲线半径过小,竖曲线过短;(2)在对改建、扩建公路工程进行设计时,设计者为了尽可能减少占地面积,会在旧的路线上做进一步的设计处理,会在一定程度上使公路设计出现局限性;(3)一些公路工程设计者在设计时有时会忽略雨雪对公路的影响,导致公路在运营期间时出现严重的积水、积雪现象。
4提高公路工程设计质量的策略
4.1做好设计组织阶段工作
设计组织阶段的工作主要包括以下3个方面:(1)根据工程需要制定合理的设计人员数量,并做好与工程相关的资料的搜集;(2)结合用户的需求,确定本次设计任务的质量目标;(3)进一步细化设计任务,将任务划分为几个具体的模块,以便于更好地处理后期设计,提高设计质量。
4.2加大企业内部质量保证体系建设的力度
勘察设计单位的内部质量保证是提高勘察设计质量的关键。勘察设计单位应建立一套科学有效的质量保证体系,完善设计质量管理制度。进行项目设计前,设计单位应先派专业人士对设计人员进行设计培训与指导,并在设计过程中加强监督与检查,确保每个环节的质量都在可控制范围内,减少设计遗漏出现。
4.3严格控制公路工程设计过程中的质量
公路工程设计单位的最佳选择可以按照多轮次的评估进行确认,并从设计单位中选择最符合该工程的设计人员[3]。一旦招标工作完成,确定了施工单位,设计单位应及时和施工单位进行交流,并对设计图纸做进一步审核,确保设计图纸的科学性和可实施性。如果在审核过程中发现不合理之处,应及时进行更改。由于不同的工程对设计有不同的要求,因此,在对设计图进行评判时,应科学选择评判标准,确定设计图纸无误后,交由上级领导审核。只有严格控制公路工程设计的每个环节的质量,才能切实保证公路工程的整体质量。
4.4提高工程设计人员的综合素质
对设计人员进行定期培训,对设计人员的实际操作业务知识和相关技能进行严格的考核。除此之外,设计单位还应为设计人员提供对外学习的机会,创建员工相互交流学习的平台,强化设计人员的责任意识,提高其综合素质。
5结语
关键词:公路;环保;绿化
收稿日期:2011-04-22
作者简介:周建民(1962―),男,浙江常山人,助理工程师,主要从事公路工程管理工作。
中图分类号:TU986.1 文献标识码:A 文章编号:1674-9944(2011)05-0106-02
1 引言
环境保护是一项基本国策。随着我国社会经济的日益发展,公路建设步伐越来越大。近年来,我国公路总里程不断增长,汽车保有量持续增加,公路污染、公路对周边环境影响等问题也大量凸现出来。
如何面对公路建设产生的环境问题,如何结合现阶段我国实际情况,分析评价公路建设各阶段对环境的作用与影响,采取何种措施减少或杜绝公路环境污染,如何搞好我国现有公路的绿化工作,为我国的国土绿化、环境保护做出更大贡献,这也是摆在我们广大公路工作者面前的一项长期而艰巨的任务。笔者结合多年来的工作经验,通过分析现状、发现存在的问题,提出了在公路建设中加强绿化和环保的措施和建议,供大家探讨。
2 公路环境保护和绿化的内涵
2.1 公路环境保护
2.1.1 公路环境保护内容
公路环境保护是基于生态可持续发展原则,调节与控制“公路工程与路域环境”对立统一关系的发生与发展。公路环境保护由两项基本工作组成,包括分析因修建公路而对环境产生的各种影响及其影响的程度和范围,根据需要采取专门的环境保护措施,积极开展环境保护的有关工作;在公路的设计、施工及运营管理过程中,注意凸显公路各组成部分的环保功能,使公路在运输功能发挥的同时,对沿线环境的负影响最小。
2.1.2 公路环保功能
一条公路如果严格按照现行公路工程设计标准及《公路环境保护设计规范》进行设计,按公路工程施工技术规范进行施工,就可以起到对路域自然环境的保护作用,并能够对社会环境进行调整和完善。公路的环保功能主要表现在防止水土流失、美化环境、国土防火、国土绿化、改善行车环境,美化路容等方面。
2.2 公路绿化
公路绿化作为国土绿化的一个重要内容,我国一直非常重视。但长期以来,由于我国公路等级低,绿化主要是行道树栽植。直到20世纪90年代,随着高等级公路建设的发展和对于环境问题认识的提高,才开始开展系统的公路绿化。从保护环境、改善景观的角度出发,目前高速公路绿化和景观已经受到国内建设单位的普遍关注和高度重视。在工程建设过程中就已开始做绿化工程设计和景观工程设计。
2.2.1 公路绿化的目的和意义
公路绿化是公路建设的一个重要组成部分。它对于提高交通安全性和舒适性,缓解公路施工给沿线地区带来的不良影响,保护自然环境和改善生活环境等都具有极其重要的意义。
公路绿化可以对公路起到保护作用,绿化植物可以固着土壤、涵养水源、阻止或减少地表径流、降低雨水冲刷路基地危害。另外公路绿化还可以改善交通条件,为高速行车提供保障。对公路进行绿化,也是美化路容、舒适旅途的重要组成部分。公路绿化的作用主要包括提高行车安全性,改善公路景观,提高行车舒适性,恢复自然,保护环境等。
2.2.2 公路绿化的内容
公路绿化主要包括立交区绿化、休息区绿化、主线绿化、道路外部绿化(路基两侧)。
3 公路环境保护及公路绿化方面存在的问题
3.1 公路环境保护存在的问题
公路环境保护主要包括声环境保护、生态环境保护、水土保持、公路生态管理、环境补偿、空气环境保护等方面。与发达国家相比,我国目前在公路环保方面主要存在以下问题。
(1)公路噪声控制还没有形成规范化的设计体系,声屏障研究还不够深入。工程设计时未能充分考虑避开居民区、疗养区、学校医院等环境敏感区域,工程设计未能体现以人为本的理念,大多是采取被动式隔声降噪处理。
(2)生态环境保护意识不强。工程设计往往考虑单一造价,不充分体现保护生态环境。例如公路跨越河流时,一般将河流截弯取直,这样做虽然节约了工程造价,但往往改变了水生生物栖息环境,造成了不利的环境影响。
(3)公路生态管理意识落后。我国高等级公路绿化已受到普遍重视。设计时采用的技术已经基本与国际同步,但由于各种原因,施工中仍存在许多问题,注重速效但短期,重建轻养。
(4)环境补偿缺乏法律约束。公路工程将不可避免地造成一定的环境资源损失,但我国目前大部分工程设计均未能考虑有效地补偿措施,缺少严格的法规约束。
(5)空气环境保护流于形式。我国目前的公路环保多侧重于声屏障等摸得着见得到的环境保护工程,对自然环境的保护只能尽力以保护区和珍稀动植物品种为主,对人与自然的和谐统一重视程度严重不足。
3.2 公路绿化存在的问题
近几年我国公路绿化技术有了长足的进步,喷播技术等新技术已经在公路绿化中得到了广泛应用。但与等发达国家相比,公路绿化水平还有很大差距。我国目前公路绿化存在的问题主要有过分强调短期效果、过分强调景观效果、植物选择和配置不合理、种植技术有待进一步提高等。
4 加强公路绿化和环境保护工作的和方法和建议
4.1 引入公路环境影响评价机制
环境影响评价是环境保护的一项重要工作,它是决策和开发建设活动中实施可持续发展战略一种有效的手段和方法。通过对公路建设所产生的环境影响进行识别、预测和评价,以提出合适的清除或减轻不良环境影响的措施和对策。由于公路是大型的基础性公共设施,所以修建公路对区域环境的影响将是多方面的和深刻的,要根据具体情况分析评价拟建公路可能对区域环境质量产生的影响、影响的程度和采取的对策。同时,要将公路工程环境影响评价作为立项审批的一项必备条件来执行,切实加强建设、设计单位的环境保护理念。
4.2 适时引入环境补偿立法
在这一方面,我国目前还存在空白。笔者认为应该适时引入环境补偿立法,确立环境补偿的权威性、必须性、强迫性,真正做到谁破坏,谁恢复。
4.3 公路环保其它具体措施
公路建设的不同阶段,环境问题的产生与环保工作的重点不同,所采取的措施必须具有针对性。
可行性研究及初步设计阶段,进行项目环境影响评价,为进行环境保护设计和采取环保措施提供依据。初步设计及施工图设计阶段,进行环境保护设计。招投标阶段,在合同书中纳入环境保护条款。施工阶段,进行环境保护设施的施工及监理。竣工和交付使用阶段,进行环境保护设施验收、环境后评价。营运期,进行环保设施维护及处理环境问题投诉。
4.4 公路绿化措施和方法
着眼于长远发展,提高公路绿化的质量;选择适应本地区的物种和绿化植物进行公路绿化;利用科学的公路绿化技术,提高绿化植物的成活率及抗病能力;建立一种理念,运用科学绿化技术,朝长远方向发展,从而建立人和动物、植物协调发展的生态环境。
参考文献:
[1] 中交第一公路勘察设计研究院有限公司.JTJ/T 006-98公路环境保护设计规范[S].北京:人民交通出版社,1998.
[2] 刘书套.高速公路环境保护与绿化[M].北京:人民交通出版社,2001.
[3] 中交第一公路勘察设计研究院有限公司.JTJ001-97 公路工程技术标准[S].北京:人民交通出版社,1998.
[4] 中交第一公路勘察设计研究院有限公司.JTJ073-96公路养护技术规范[S].北京:人民交通出版社,1996.
[5] 汤林新,刘治军.高等级公路路面耐久性[M].北京:人民交通出版社,1996.
[6] 黄小骆,黄良然,温少玲.公路建设对环境的影响及防治[C]研讨会组委会//.中、德公路建设与环境保护研讨会论文报告集.北京:人民交通出版社,1994.
[7] 赵宏生.怎样绿化公路[M].北京:人民交通出版社,1989.
关键字: 岩土工程 数字化勘察 应用方法
岩土工程勘察在快速的发展过程中,不论是在体制还是在勘察方法、 计算机辅助软件、 勘察报告编制等各方面工作都有了长足的进步, 并且还在在不断优化中。 岩土工程勘察工作研究的主要对象是地基和基础以及地下工程的关系。 由于地基土是因地而异的,在接受一项岩土工程勘察任务时, 必须明确该工程的主要技术矛盾是什么, 需要解决哪些主要技术间题。在对设计意图和设计要求以及建筑物荷载情况了如指掌的情况下,在岩土工程勘察实施过程中, 根据工程的具体情况, 就基础及地下工程的设计、 施工过程中可能遇到的问题,给以充分的论证和分析, 最终提出经济合理、 技术可行的解决方案。
1 岩土工程勘察的内容
规范是进行岩土工程勘察工作的依据,对勘察工作的目的、 任
务、 评价等均提出了详细的、 可操作的要求, 岩土工程技术人员要重视对规范、 规程的学习, 充分了解其要求。 另外规范、 规程中的条文说明, 技术人员也要认真研读, 条文说明中有丰富的信息,对于提高我们的理论水平及正确理解规范、 规程具有重要作用。
1.1 查明勘察范围内场地原始地形、 地貌, 岩土层的成因、 类型、深度、 分布、 工程特性和变化规律, 分析评价地基的稳定性和均匀性。查明埋藏的河道、 沟浜、 墓穴、 防空洞、 旧基础、 孤石等对工程不利的埋藏物及其分布范围。
1.2 查明影响建筑场地稳定性的不良地质作用和特殊土的类型、
成因、 分布范围、 发展趋势和危害程度, 并提出相应防治措施的建议。查明地下水埋藏情况、 类型、 补给及排泄条件, 地下水位, 水位变化幅度及规律; 评价地下水对建筑材料的腐蚀性。对基坑工程还应查明各土层的渗透性质, 分析评价地下水的静水压力、 动水压力及浮托力的作用和影响; 预估产生基坑突涌、 流沙或管涌等地下水不良作用的可能性及危害程度, 并提出相应的防治措施建议; 提供基坑施工降水的有关技术参数及施工降水方法的建议;提供用于计算地下水浮力的设计水位。
1.3 基坑工程还应查明基坑周边环境, 提供基坑设计所需的岩土参数, 分析评价放坡开挖的可能性和基坑边坡稳定性, 适宜选用的支护结构类型及其稳定性, 基坑开挖与降水对地基变形、 周围建筑物和地下设施的影响。
2 岩土工程勘察的方法
随着计算机信息技术的不断发展,岩土工程勘察数字化技术得到广泛应用。下面就与传统勘察方法进行对比, 加以论述。
2.1 传统岩土工程勘察方法研究
勘察资料过于地质化。由于部门长期的条块分割, 勘察、 设计分散作业, 加之岩土工程规范制定和新技术、 新方法应用的滞后, 以及专业设置过细, 岩土工程本身的特殊性等原因, 设计与勘察之间脱钩多,使得勘察提供的岩土工程信息通常以设计人员难以理解的形式出现,而且勘察也较难参与设计的全过程;设计人员也因知识的局限, 很难深层次理解岩土工程勘察信息, 因而勘察成果在设计中的转化率较低, 造成许多不应有的浪费和损失数字化地图与数字化设计系统间不够贯通。地形图是设计系统的底图或称基础数据,由于数字化地图中的某些环节技术条件不成熟,与 CAD 设计软件的接口不匹配, 很难顺利实现对接, 设计系统不得不重新将勘察资料数字化, 影响了设计系统 CAD 的推广应用。勘察信息数字化程度低。勘察部门提供的勘察信息往往以图纸、 表格、 文字等形式为主,内容上定性描述较多。这一方面造成设计人员对于勘察信息难于准
确理解, 另一方面造成对勘察信息处理、 利用上的困难。
2.2 数字化勘察技术研究
数字化岩土工程勘察是指应用当代测绘技术、 数据库技术、 计算机技术、 网络通信技术和 CAD 技术, 通过计算机及其软件, 把一个工程项目的所有信息有机地集成起来,建立综合的计算机辅助信息流程,使勘察设计的技术手段从手工方式向现代化 CAD 技术转变,作到数据采集信息化、 勘察资料处理数字化、 硬件系统网络化、 图文处理自动化, 逐步形成和建立适应多专业、 多工种生产的高效益、 高柔性、 智能化的工程勘察设计体系。该技术体系用系统工程观点, 把勘察、 设计的图纸、 图像、 表格、 文字等以数字化形式存贮。
2.3 数字化勘察技术关键优势
岩土工程地质建模的方法目前采用的主要有表面模型法,表面
模型法的历史较早,它的基本内容就是通过精确的表示出工程地质体的外表面来表示均质地质体的建模方法,也是目前广泛使用的建模方法。表面模型法的数据来源是通过测点获得的一系列离散的测点资料, 包括测点的几何特征数据和属性特征数据, 然后利用数据解释结果重构地质体界面。可以抽象为把一系列同属性的点按照一定的规则连接起来,构成网状曲面片,进而确定整个地质体的空间属性,有很多方法用来表示表面, 常用的方法主要有数学模型法和图示模型法, 本论文主要讨论图示模型法。 常用的图示模型法有边界表示法、 规则格网法、 等值线法、 不规则格网法等, 其中不规则格网法是本系统选用的模型表示法, 将做详细分析讨论。不规则格网法是将区域内有限个点将区域划分为相连的三角面网络。 区域中任意点落在三角面的顶点、 边上或三角形内,如果任意点不在顶点上, 则该点的数字属性值通常通过线性插值的方法得到,所以 TIN 是一个三维空间的分段线性模型, 在整个区域内连续但不可微。有许多种表达 TIN 拓扑结构的存储方式,这里采用一个简单的记录方式是:对于每一个三角形、 边和节点都对应一个记录,三角形的记录包括三个指向它三个边的记录的指针, 边的记录有四个指针字段, 包括两个指向相邻三角形记录的指针和它的两个顶点的记录的指针;也可以直接对每个三角形记录其顶点和相邻三角形。每个节点包括三个坐标值的字段,分别存储 X,Y,Z 坐标。这种拓扑网络结构的特点
是:对于给定一个三角形,查询其三个顶点属性和相邻三角形所用的时间是定长的。它在沿直线计算地形剖面线时具有较高的效率,当然可以在此结构的基础上增加其它变化,以提高某些特殊运算的效率。对岩土工程勘察方法实施改进, 逐步过渡到数字化勘察技术, 并推广其广泛应用, 这是勘察工程发展的必然趋势, 但是这其中还有一段很长的路要走,不仅仅是因为其中还有一些关键技术问题尚未完全攻克,而且我国目前在数字化勘察、勘探方面的专业人才也很匮乏, 因此, 必须加大数字化岩土工程勘察技术人才的培养, 并加快该技术的研究应用,以真正实现岩土工程的数字化勘察的广泛应用。
3 数字化勘察技术的应用
我们在进行道路、 桥梁、 隧道的测量设计经常遇到地形复杂交通不便的情况。如线路在丘陵山区,经常是各种树木生长茂盛、 沟壑纵横,难以通视,传统的测量手段很难解决,经常令测量工作人员吃尽了苦头。传统的测量手段数据处理往往用手工方法记录储存,不仅数据显得零乱,而且在数据后续处理中,往往手工处理,工作量大,容易出错,测量数据不易校核。 由于处理枯燥,需要耗费的重复劳动也就相当多,内业处理出错率较高。
通过调查研究, 在我国大多数单位在公路设计测量工作中采用的方法传统,速度慢、 精度差,数据不易保存校核,所以难以适用当前推进公路建设自动化、 信息化建设的要求。采用现在传统的测量方法存在许多弊端,例如测量数据多,易出错,测量完毕不易校核和保存,采用数字化地形图可有效解决这一问题。 采用专业数字化地形图测绘,经过处理后,可以满足公路规范的需
求,每条公路的地形图可以形成永久保存的电子档案,勘测成果在图上一目了然,可重复利用,并可不断补充调整。 公路设计引入专业勘测的电子地形图,勘测效率大大提高,勘测费用降低很多,勘测设计周期会大大缩短,而且数据精确,易于保存,数据直接导入利用,免去人工录入的繁琐和失误,可以重复利用,一举多的,可以纸上选线、 定线,测量数据可以视实际情况,随时补充调整。测量成果可以直接与国家控制网转化,以便与其他测量行业的数据共享。测量完毕或公路施工后能长久保存测量成果,并进行校核,推进公路测量的数字化进程。
4 结束语
对岩土工程勘察方法实施改进, 逐步过渡到数字化勘察技术, 并推广其广泛应用, 这是勘察工程发展的必然趋势, 但是这其中还有一段很长的路要走,不仅仅是因为其中还有一些关键技术问题尚未完全攻克,而且我国目前在数字化勘察、勘探方面的专业人才也很匮乏, 因此, 必须加大数字化岩土工程勘察技术人才的培养, 并加快该技术的研究应用,以真正实现岩土工程的数字化勘察的广泛应用。
关键词:桥梁 岩土工程 勘察 关键点
进入21世纪以来,社会经济迅猛发展,我国的基础设施得到了前所未有的发展。桥梁建设是我国基础建设工程中的重中之重,是交通运输的关键。桥梁的架设与安置不是随意而为的,它除了要考虑通行的基本要求,还要满足技术和经济的可行性。开展岩土工程勘察的目的就在于充分了解和掌握桥梁架设地的环境岩土工程地质条件和水文地质条件,为桥梁设计提供相关岩土参数及技术支持。
桥梁工程不同于其他基本建设工程,有其特殊性,其勘察基本关键点在于:勘察大纲编制、勘察目的及其任务确定、勘察手段选取、钻孔布置及孔深确定、钻探质量控制、参数确定及建议、地基基础方案分析论证等。
一、勘察大刚编制
勘察大纲是岩土工程勘察的主要依据之一,大纲编制的质量直接关系勘察成果质量的优劣,对工程建设起到重要作用,但其重要性往往被一些勘察单位忽略,很多单位在勘察前无勘察大纲或勘察大纲简单编制,无针对性,不能很好的指导勘察工作。
为有效指导勘察工作,保证勘察成果质量,勘察前应认真收集工程特性资料、项目所正在地质及地震资料、区域气象水文资料、邻近工程勘察资料等,有针对性的进行现场踏勘,编制勘察大纲,勘察大纲一般应包含如下内容:项目概况(如建设规模和标准、桥梁特征、任务依据和已做过的地质工作等),勘察依据的主要技术标准,自然地理和工程地质概况,勘察实施方案,组织机构、人员组成、设备配置、进度计划、质量管理、安全和环境保护措施等,提交的成果资料和其他需要说明的问题。
勘察大纲应由具备注册岩土工程师的人员编制,经审核后方可用于指导勘察工作,项目组勘察人员应严格按审核后的勘察刚要实施,在勘察过程中对存在的问题应及时反馈给公司技术部门,进行技术会商,共同研究解决勘察中遇到的技术问题。
二、勘察目的和任务确定
勘察前应根据相关规范要求认真收集勘察目的和任务,勘察目的和任务书一般由设计单位提供,勘察前只需收集即可。勘察任务书应盖设计单位章。
但需要注意的是,勘察任务书不是一成不变的,勘察单位如发现设计单位提供的勘察任务书不全面或是针对性不强等,应及时提出,和设计单位共同研究探讨,完善任务书要求,以便更好的指导勘察工作。
三、勘察手段选取
常用的勘察手段为工程地质调绘、工程地质勘探、原位测试及室内试验等。在实际勘察过程中,勘察手段应根据项目所在地的岩土工程条件,结合工程特点合理选取,对同一工程应采取多手段进行,并对不同勘察手段形成的成果进行整理、分析,以查明场地环境岩土工程条件、水文地质条件,为设计及施工所需的岩土工程参数提供基础依据。
四、钻孔布置及孔深确定
钻探是勘察的基础工作之一,也是重要勘探手段之一,钻孔布置的合理与否、钻探深度的合理确定等关系勘察质量,对工程造价及安全起到很重要作用。
钻孔布置及孔深的确定应在收集桥梁位置所在地的地形图、地质图、相关设计资料、邻近工程勘察资料等基础上,按《公路工程地质勘察规范》(JTG C20-2011)5.11.4、6.11.3条的要求确定。
钻孔的布置和孔深应满足查明桥位区的地层分布情况及特征,满足岩土定名、取样、设计等要求。钻孔的布置和孔深的确定不是一成不变的,应根据实际勘察过程中所查明的地质情况结合桥梁特征等进行调整,必要时应会同设计单位进行协商,共同确定钻孔位置及孔深。
在山区勘察,钻孔的布置和孔深的确定更是要做好探究,以免把孤石错定为基岩。
五、钻探质量控制
钻探工作是岩土工程勘察的基础工作之一,其钻探质量直接关系岩土定名是否准确、样品级别是否满足试验要求、地基基础方案选取是否合理等,勘察过程中应严格按《建筑工程地质勘探与取样技术规程》(JGJ/T87-2012)执行,记录钻探相关参数及钻探情况等,及时、准确的做好现场编录工作。为了保证样品的原状,在勘察中应当严格控制岩芯采取率、合理选取钻头类型、钻进方法和取土器类型等,并做好记录,通过对比分析结果,控制钻探质量,避免因钻探质量差造成勘察严重失误。
六、参数的确定及建议
岩土参数的确定和建议是否合理及正确,直接关系桥梁设计的造价及安全性,其重要性不言而喻。勘察内业整理时,应对不同测试手段所得的参数进行分析比较,当差异较大时,应找出原因,必要时进行补充测试工作。所建议的参数应明确其试验方法和取值标准,并注意测试方法与计算模型的配套性,力求提供满足设计要求的合理参数。
此外,岩土参数的建议还应结合地区经验等进行综合取值,必要时应进行现场载荷试验。
七、地基基础方案分析论证
地基基础方案的分析和选取是否合理,直接关系梁设计的造价及安全性。应根据桥梁类型、规模及特征,结合场地岩土工程、水文地质条件及地区经验等对桥梁地基基础方案进行分析论证,一般可按天然地基上的扩大基础人工地基上的扩大基础桩基础等深基础方案进行分析评价。对同一桥梁工程的地基基础分析评价类型应不小于1种,并分析各方案的优缺点,推荐最优方案,必要时应和设计人员进行沟通,共同确定地基基础方案。
结束语
桥梁架设作为道路工程中的关键节点,其重要性不言而喻。而岩土工程勘察作为桥梁设计的基础,勘察设计单位一定要做好岩土工程勘察工作,找到勘察的关键点,对其进行分析探究,提供满足规范及设计要求的岩土工程勘察报告,为桥梁设计的经济性、安全性提供重要技术依据及保障。
参考文献
[1]《公路工程地质勘察规范》JTG C20-2011.
[2]《建筑工程地质勘探与取样技术规程》JGJ/T87-2012.
[3]倪川,孔凡芬.浅谈桥梁工程岩土工程勘察[J].技术与市场,2011,08:102.
关键字:羊角碾灌水法沉降差法
中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:
1.概述
某高速公路第3合同段K22~K29路段(含东陂互通)沿线多为丘陵山区地貌,表层多有薄层粉质粘土或粘土,其下为中厚层的全风化或强风化炭质灰岩,偶夹薄层中风化炭质灰岩[1]。施工图[2]设计采用该土层及岩层作为路基填筑材料,开挖后出现大量的土石混合材料。为确保路基工程的施工质量,以科学的数据指导生产,2011年12月22日及12月31日,项目经理部会同驻地监理和总监办和建设方进行了K25+460~K25+570路段第一、二层进行土石混填试验,获得适宜的碾压组合方式、压实遍数及碾压速度、松铺厚度、材料含水量、压实系数、压实度以及施工机械组合等一系列数据,现将试验过程和结果进行总结,用于指导后续施工和控制填筑施工碾压质量。
2.试验准备及方案[3]
①试验准备
1、 试验区域:K25+460~K25+570土石混填试验段
2、 土质状况
东陂互通A匝道AK1+950挖方段进行取土,土质最佳含水量13.6%,最大干容量为1.79g/cm3,液限45%、塑限29%、塑性指数16%,为低液限粉土。取石场范围:K26+013~K26+260深路堑,石材为石炭系下统(C1ym)炭质灰岩,强风化裂隙发育,岩芯呈岩块饼状,手可折断,中风化裂隙较发育,岩芯呈柱状,岩质较硬,锤击声哑,饱和抗压强度为14.3~19.2Mpa,平均值为17.1Mpa。
3、填前下承层整平
填筑前对下承层的平整度、横坡度、高度、宽度、压实度以及中线偏位进行检测,不符合要求进行处理,主要控制下承层的平整度和宽度满足试验要求。
图2-1 下承层整平施工图
4、 采用的机械设备
根据工程的施工质量和工艺要求,土石混填采用的机械配备如下:
挖掘机2台、推土机2台、普通压路机1台(20t)、羊足1台(20t)、运输车5台、平地机1台、洒水车1台。
②试验方案
查阅相关文献[4][5],对试验段拟采用进行93、95区联合试验碾压方案,具体方案如下:
20T压路机先静压1遍,20T羊足碾压2遍,再静压1遍,最后再通过压路机振动碾压3遍后测试压实度,以后每增加碾压1遍再测试压实度,直到压实度达到95%以上,记录压实度达到93%和95%时所对应的施工工艺。
3.现场实施
1、 测量放样
确定路基边线和松铺厚度,网格挂线摊铺,按1.2松铺系数控制松铺厚度,一般在40cm左右,实际数据按照测量标高计算。
图3-1 摊铺网格线的划分
2、 运输路基土石混填料
挖掘机挖装路基土石混填料,自卸车运输至现场倒卸。
3、检测土方含水量
现场检测含水量,当含水量达到最佳含水量±2%范围内时,推土机进行粗平后,平地机进行细平,然后采用20T压路机碾压。
4、 碾压施工
碾压时从路基边缘向中部碾压,先采用碾压组合为20T压路机静压1遍+羊足碾压2遍+压路机静压1遍+强振3遍。羊足和普通压路机强振施工碾压如下图所示。
图3-2羊足碾压施工图
图3-3普通压路机强振碾压施工图
由于93、95是一层联合试验,在强振3遍后每压完一遍,试验人员现场检测压实度,确定出压实度达到93%时的碾压遍数;在强振4、5遍后每压完一遍,试验人员现场检测压实度,确定出压实度达到95%时的碾压遍数。
5、松铺系数确定
测量碾压完成后的最终高程,和原下承层的高程比较确定松铺系数。
4.效果检测
为了对土石混填碾压的压实效果进行评价,下面主要采用灌水法和沉降差法测试碾压后的压实度。
①灌水法
土石混填土属于巨粒土,其密实度适合于采用灌水法测定,具体测试过程详见图4-1。
图4-1灌水法测压实度
②沉降差法
1)总沉降差
以每个横断面的测量数据为基本分析单位,在对松铺层初平初压后,在同一断面上选取5个点测量初始标高,终压完成后,在对应初始标高的测量点上测量终压标高,将终压标高减去初始标高并综合平均后,作为该断面的总沉降差。
2)相邻两遍沉降差
在碾压每遍后,对应初始测点进行测量,得到碾压每遍后的标高,将碾压后的对应标高减去碾压前的对应标高即为相邻两遍的沉降差。
③针对碾压层位不同的碾压工艺,采用灌水法和沉降差法测试土石混填的压实度,具体的测试结果详见表4-1。
表4-1 土石混填碾压压实度测试成果表
根据以上检测成果表明,本试验段采用从东陂互通A匝道AK1+950挖方段进行取土,土质最佳含水量13.6%,最大干容量为1.79g/cm3,在最佳含水量±2%范围内时:
(1)土石混填第一层
20T羊足碾压2遍,压路机振动3遍,静压2遍,压实度能达到93%以上,压实厚度平均为37.7cm,松铺系数平均为1.058,累计总沉降差平均值为22.03mm;
20T羊足碾压2遍,压路机振动4遍,静压2遍,压实度能达到95%以上,压实厚度平均为37.1cm,松铺系数平均为1.077,累计总沉降差平均值为28.5mm,相邻两边的沉降差平均值为6.5mm;
20T羊足碾压2遍,压路机振动5遍,静压2遍,压实度能达到95%以上,压实厚度平均为36.9cm,松铺系数平均为1.082,累计总沉降差平均值为30.3mm,相邻两边的沉降差平均值为1.83mm;
(2)土石混填第二层
20T羊足碾压2遍,压路机振动3遍,静压2遍,压实度能达到93%以上,压实厚度平均为37.8cm,松铺系数平均为1.059,累计总沉降差平均值为22.27mm;
20T羊足碾压2遍,压路机振动4遍,静压2遍,压实度能达到95%以上,压实厚度平均为37.2cm,松铺系数平均为1.076,累计总沉降差平均值为27.9mm,相邻两边的沉降差平均值为5.87mm;
20T羊足碾压2遍,压路机振动5遍,静压2遍,压实度能达到95%以上,压实厚度平均为37.0cm,松铺系数平均为1.082,累计总沉降差平均值为30.1mm,相邻两边的沉降差平均值为2.23mm。
5.小结
通过取得试验成果,为此进行试验总结,可采用以下施工参数指导大规模土方填筑施工。
93区:20T压路机先静压1遍,20T羊足碾压2遍,再静压1遍,压路机振动3~4遍。
95区:20T压路机先静压1遍,20T羊足碾压2遍,再静压1遍,压路机振动4遍~5遍。
93区的松铺厚度控制在40cm以内,压实厚度不大于37.2cm;95区的松铺厚度控制在40cm以内,压实厚度不大于37.0cm。
93区松铺系数为1.077,相邻两边的沉降差为6.2mm;95区松铺系数为1.082,相邻两边的沉降差为2.0mm。
参考文献:
[1]《广东省连州至怀集公路项目两阶段施工图设计地质勘察资料》 中交第二公路勘察设计研究院有限公司2010年12月
[2]《广东省连州至怀集公路项目两阶段施工图设计图》 中交第二公路勘察设计研究院有限公司2010年12月
[3]《K25+460~570土石混填试验段施工总结报告》 广东省航盛建设集团有限公司2012年1月
[4]《西汉高速公路土石混填路基施工控制技术研究》岩土工程硕士论文长安大学2007年度
关键词:冻土 路基 施工
前言:我国十二五期间大力开发西部,道路建设成为重点建设项目,但是西部地区多偏处高原、寒地,这些地区修路基临三大难题,第一冻害深,修路过程中易使路基发生紧缩,破坏路基的塑性,并且降低混凝土的结合性。第二昼夜温差大,高原地区由于受到水土和气候的影响,昼夜温差较大,极易对修建过程中的路基造成根本破坏。因此道路建设时其路基处理成为关键,本文从多年冻土地区的恶劣环境入手,以三种特殊路基设计为例,对此进行详细阐述
1.冻土地区高速公路路基存在的问题
1.1高速公路路基出现质量硬比
在对高速公路路基施工的过程中,施工人员往往会遇见公路路基硬化的质量问题。通常情况下这种问题是由于冻害和混凝土之间的反应引起的。一旦形成路基质量硬化问题之后,则会让高速公路出现位移、陷落以及鼓胀等情况,严重时可能让高速公路导致二次损坏。因此,在对高速公路路基进行施工之前,应当考虑到这些问题,并制定出一套合理的施工方案,在混凝土以及其他路基材料配合比上认真仔细调配,使其达到配比要求,这在实际施工过程中具有相当重要的现实意义。
1.2特殊地区路基腐蚀
在路基的铺设工程施工过程当中,低温、雨水侵蚀问题时成为了施工的主要难题,低温雨水的冲刷,对路基造成严重破坏。同时如果空气当中带有酸性物质,通过与雨水的中和,会造成酸雨的出现,如果强度是在强酸的范围内,会腐蚀路基,一来破坏沙石的粘结性,导致路基松散,在冻害、雨水、车辆行驶的综合作用下会诱发路基出现松散坑槽;二来路基混凝土中的石料多为碱性或中性石料,比如石灰岩石料在强酸的作用下会逐渐分解,丧失强度,在低温的状态下降低结合能力,从而降低路基结构的承载能力。总而言之,冻害、雨水对沥青路基或水泥路基的破坏作用是巨大的,会破坏整个路基面层结构。
2多年冻土地区特殊路基的设计
2.1碎石、片块石路基
作为多孔介质的碎石路基,基于多孔介质中空气自然对流原理,其中的对流换热即气体流过碎石壁面时,由于气体和碎石表面的温度差所导致的热量交换现象。对流换热中,气体与碎石壁面必须直接接触,且导热和对流同时起作用。气体流动可以是由外部动力源(如风力)引起,也可能是由于冬季碎石层中的温度差异造成其中气体的密度差引起,它们分别对应为强制对流换热和自然对流换热。它利用空气的流动将天然冷量带入路基土体,使碎石路基温度场持续降低。一般挤压密实的土体之间主要的传热方式是热传导,但片、块体之间存在的不连续界面使得传热受到阻碍,其传热方式从本质上发生了改变,当空隙率直径大于几毫米时,通过对流进行的传热迅速增加,成为传热的主要方式。碎、片石堆积体以其较大的空隙率和较强的自由对流,在寒季由于气温低于路基体内温度,形成路基外密度大的冷空气不断置换路基内密度小的热空气,不断发生冷量交换,在暖季却由于气温高于路基体内温度,仰制了对流热传导作用,产生热量屏蔽,其结果是有利于保护多年冻土,保持多年冻土上限稳定或促使多年冻土上限上升,从而达到保护冻土,保持路基稳定性的作用。。
2.2隔热层路基
冻土地区的温度对路基的伤害颇大,因此冻害地区多采用聚苯乙烯泡沫材料(EPS)和挤塑聚苯乙烯泡沫材料(XPS),这些材料有孔隙大、阻热效果好、导热系数小等特点,对于保护路基起到了重要作用。这些材料即为沥青材料,但沥青材料也有缺点,在路基的沥青工程施工过程当中,冻害侵蚀问题时成为了施工的主要难题,冻害对沥青路面造成严重破坏。同时如果空气当中带有酸性物质,通过与雨水的中和,配合冻害会造成路基损坏的情况的出现,如果冻害强度是在低温的范围内,会腐蚀沥青路面,一来破坏沥青的粘结性,导致路面松散,在冻害、车辆行驶的综合作用下会诱发路面出现松散坑槽;二来沥青混凝土中的石料多为碱性或中性石料,比如石灰岩石料在强酸的作用下会逐渐分解,丧失强度,降低路面结构的承载能力。总而言之,冻害对沥青路面或水泥路面的破坏作用是巨大的,会破坏整个路面面层结构。因此从现代化技术角度来看更加趋向于使用沥青混凝土路基,关键就在于其行车舒适性更好,组热性更全面,防范路基变形效果更佳,因为水泥混凝土几乎没有塑性,使用水泥混凝土路面必须要留伸缩缝,而且水泥混凝土的施工还需要设置施工缝,这些缝使得水泥混凝土的行车舒适度降低。(沥青混凝土塑性较好,不必设伸缩缝,也没有施工缝。)总的来说,相对于隔热路基,沥青砼的优点有以下几点:1.隔热层路基是一种弹-塑-粘性材料,具有良好的力学性能,它不需要设置施工缝和伸缩缝。2.路基有弹性,对于冻害的承载能力较强。
3遮阳板路基及施工技术研究
遮阳板路基路基本体施工过程与常规施工过程完全相同。按设计制作的遮阳板可在本区段道路工程全部完成后进行实施。要注意所设计遮阳板结构和质量,在实施时按要求坡度进行刷坡,做好边坡坡脚排水。
3.1存在的问题
试验观测表明:该调控措施效果显著,但受温差大、波动频繁、自然环境恶劣等影响,经历2~3个冬季、暖季的及平时昼夜间的气温循环,上述试验工程结构均出现不同程度损坏,试验工程骨架由于热胀冷缩作用,产生局部壳屈变形,相当部分面板不同程度都存在从铆钉处拉裂损坏的现象,在风力作用下,损坏进一步加剧。这说明在青藏高原高寒多年冻土地区,钢骨架结构温缩变形太大,不利于工程措施持久使用;当初试验工程设计骨架材质尺寸偏小,刚度和强度不够理想;面板锚固方式需要改进或整个结构形式有待改进。
3.2结构改进试验工程措施
采用的铝塑板、彩钢夹心板和铁皮材质的遮阳板钢骨架温缩变形较大,板材锚固易损坏,抗风能力较弱,铝塑板等抗老化能力较差,针对路基辐射调控措施的应用现状,本论文提出采用预制混凝土构件对其结构进行优化。该预制混凝土构件,可以采用两种几何形状,即正方形或半圆形加圆弧组合结构。混凝土构件壁厚均为6cm,正方形混凝土构件内径50cm,半圆形混凝土构件内径6Ocm,圆弧混凝土构件内径为60cm,圆弧夹角为105°。
结束语:
冻土路基建设工程路基控制设计要点从管理角度上看,其建立规范化的控制监管制度,规范化的施工以及承建制度是要点之一;从技术角度上看,完善现有技术种类,新增技术项目,加强技术指导是要点之二;从建设角度上看,强化人文理念,丰富工程艺术效果,增强可调控性,是要点之三。综合来看,冻土路基建设工程并不仅在某一区域、某一局域,而是多元化的成综合性质的发展,因此控制设计要点时,也应当从整体范围着手,同时不能忽略细节。
参考文献:
[1]中交第一公路勘察设计研究院.青藏公路高温高含冰量多年冻土区地基稳定性研究[R].西安:中交第一公路勘察设计研究院,2006.
[2]中交第一公路勘察设计研究院.多年冻土地区公路成套技术研究[R].西安:中交第一公路勘察设计研究院,2006.
关键词:山地丘陵地区 公路路线设计
线形作为公路的骨架,其设计合理与否,不仅直接关系到公路建设项目的质量好坏、里程长短、投资多少、效益高低,更直接影响到公路运行安全。公路是线状构造物,线形设计的好坏不仅决定着设计阶段的工程造价,而且还决定着运营阶段的使用质量,即行驶的安全性、舒适性及经济性。线形设计的好坏,对汽车行驶的安全、舒适、经济以及公路的通行能力都起着决定性作用。因此线形设计时,必须对公路具有的性能与作用进行充分而慎重的分析研究,以免留下后患。平纵线形组合,应该综合考虑汽车行驶的安全、舒适、工程造价以及营运费用的经济性,驾驶员的视觉、心理状态以及与公路周围的环境与景观的协调。论文重点针对山地丘陵地区公路路线的设计进行探讨,旨在能够为山区公路设计提供借鉴。
1山区丘陵地区高速公路路线方案选择的特点
山区地质复杂、地形陡峭、地势险竣的特殊地理环境,使穿梭其间的高速公路平面布线、纵面定坡、平纵指标选择等影响因素多,布线自由度和空间小,与平微区相比,山区高速公路路线方案选择具有以下特点:
(1)特殊性:山区复杂特殊的地形环境,决定了穿梭其间的高速公路必须长距离展线克服高程障碍,越岭线、山腰线、侠山线是高速公路的主体。路线纵面指标是路线方案的决定因素,也是路线展线的条件,是路线方案成立的基础和依据,纵面指标的综合应用决定了工程项目的规模、投资,甚至走向等。路线纵坡指标有时具有决定路线方案的特殊性。
(2)复杂性:山区复杂陡峭的地形,错综复杂的构造体系,多变的立体性气候,切割剧烈形成的相对高差等自然环境,决定了布设其间的高速公路跨越的各类地貌单元,地层岩组,构造体系、气候环境复杂多变,路线方案选择比选的重点具有随路段变化而变化的特点,即各路段方案比选论证的主要因素变化频繁。
(3)反复性:山区高速公路因沿程地形、水文、地质、气候等自然因素复杂和人类认识自然的渐进过程,决定了山区高速公路路线方案比选具有随对影响因素认识水平的提高以及理念的更新,工作阶段和深度的不断推进而反复的特点,甚至相互否定。
(4)综合性:山区高速公路的特殊性,复杂性和反复性以及高速公路的空间性,决定了其路线方案选择具有非单纯一个平面或者平纵两方面能判定的,必须将平纵横三个方面有机的组合才能下结论的特点,特别是山区斜坡陡基路段。
(5)逼近性(理想性):山区高速公路纵面受高程障碍的限制,自由度和空间较小。平面由于地面横坡陡,路基宽等原因,平面线位与工程投资关系较为密切。决定了山区高速公路平面线位具有象平原区纵面标高一样,只有反复试线,才能逐步逼近理想线位的逼近性特点;
(6)双重性:山区高速公路建设勘察设计理念、建设规模与时代观念、认识水平和经济实力、国家财政政策息息相关,并且由于其单元(每公里)平均投入比平微区高,投资回投比发达地区低和山区特殊、复杂的地理环境,联系更为紧密,决定了山区高速公路路线方案选择具有社会期盼和经济实力,发展与建设不能兼顾等多重矛盾,顾此及彼的特点。
2山区丘陵地区公路路线方案设计
山区高速公路路线方案选择,是公路建设非常关键和重要的内容,穿插渗透在公路建设前期工作的全过程。路线选择的步骤可分为公路走廊带(通道)选择、路段方案比较和局部线位优化论证三个阶段:其中第一阶段公路走廊带(通道)选择又可分为走廊带选择和工程建设规模研究两步,主要应用于项目工程可行性研究;第二阶段路段方案比较是工作量最大,比选深度较深的阶段,也是三个阶段中较为重要而关键的一步,主要应用于项目工程可行性研究、初步设计、技术设计:第三阶段局部路线线位优化论证是路线方案研究的最后一步,主要应用于项目初步设计和施工图优化设计。山区高速公路路线方案选择的方法较多,比选研究的重点和内容随项目的特点,路段特征,路段所处地理环境以及研究阶段不同而各不相同。但从其基本思路分无外乎“投石问路法”和“撒网捕鱼法”两种。本文限于篇幅,仅以撒网捕鱼法为主线论述其思路和方法。
所谓“撒网捕鱼法”是根据拟建项目特点和要求,分析确定研究范围后,拟定研究范围内的所有可行方案,结合时代要求、建筑水平、经济实力,依据常规经验,初步定性分析,筛选可行方案,而后详细充分收集基础资料,加深分析比选深度,细化比选内容,层层逐步筛选从而确定经济可行的最佳方案的方法。此方法具有比选范围广,逐步收缩逼近,避免遗漏路线方案,比选层次清晰,目的明确,规模性强,程序化高,比选结论科学,论证论据充分,主观因素少的优点,但也存在着初期工作量大,定性分析与设计者经验、能力、工作态度等有关和基础统计资料不全,影响定性分析的结论等不足。本方法主要适用于项目工程可行性研究。
工程实例:保(山)一龙(陵)高速公路是CZ65位于云南境内的末端,地处保山市境内,怒江峡谷东西两岸,在工程可行性研究中,首先根据项目任务依据初步确定起点为保山大官市,即大(理)一保(山)高速公路终点,终点考虑项目建设的延伸,由龙陵延长50km至必经之地―德:公州府芒市,为项目起迄控制点。其次在南北近80km范围内拟定了南线、中线、北线、老路四个仅有的可通走廊,收集相关基础资料进行论证分析:从路网结构和建设条件分析,由于老路走廊平行并相临于运营主动脉-G320线,路网结构不合理,施工干扰大,保通困难,建设附加费用高,辐射影响面小,沿程开发余地和空间小等原因否定;又从区域地质构造,串连经济带等分析,由于南线走廊跨越地貌单元多,构造复杂,影响断裂带多(34条),特别是小角度交叉路段(50km,占35.2%),辐射影响面小,影响人口少等而放弃,最后从工程经济,社会运输效益等分析,由于北线总投资大(比中线多21728.75万元),路线里程长(比中线长29.22km),构造断裂带、断层多(比中线多5条),小角度交叉断裂带、断层多(比中线多11条),路段长(比中线长27km)而否定,从而确定采用中线走廊。从以上应用情况看,项目走廊带选择不仅比选论证思路清晰、明确,论据论证充分,而且科学合理快捷。
3山地丘陵地区公路路线设计优化
1)山区高速公路路线方案选择的方法较多,选线定线中应结合当地的经济实力,项目和路段特点以及勘察设计阶段,灵活应用,不断总结和探讨;2)路线方案选择应注意在不断总结的基础上,统计和掌握其规律,充分利用阶段性成果和各种初步成果反映的实质和揭示的问题(如高边坡揭示的潜在风险和投资),提高比选深度和效率,减小工作量,避免不必要的反复;3)“曲折逸回求直法”不仅要注意不同比例尺地形图所反映的曲折逸回程度以及求直尺度,而且要把握好工程的经济的发展;4)应用“平均纵坡合理法”要注意道路等级和路线克服高程障碍的相对高度以及道路的通行能力和运营安全之间的关系,一般情况,等级越高平均纵坡越小;5)工程经济合理性比选的几种方法是统计技术在土木工程中应用的结晶和总结,其应用的成效不仅与项目的特点、目标有关,而且与设计者经验的积累有关。