尚彥宇

(中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司，四川成都610031)

高速公路勘察設(shè)計(jì)階段一般分為初測初勘外業(yè)驗(yàn)收、初步設(shè)計(jì)、定測詳勘外業(yè)驗(yàn)收、施工圖設(shè)計(jì)4個階段，每一個階段都有不同的側(cè)重點(diǎn)，設(shè)計(jì)方法、內(nèi)容、深度也有所區(qū)別。定測詳勘外業(yè)驗(yàn)收階段在整個勘察設(shè)計(jì)周期中扮演了承上啟下的角色，既是對初步設(shè)計(jì)工作的消化與深化，又為施工圖設(shè)計(jì)開展做了必要的準(zhǔn)備，對確定總體工程方案，推進(jìn)項(xiàng)目建設(shè)起到舉足輕重的作用，是高速公路設(shè)計(jì)中一個重要的階段。

路線方案設(shè)計(jì)是公路工程設(shè)計(jì)的核心，多方案比選則是路線方案設(shè)計(jì)的精髓，在定測詳勘階段也不例外，仍要將堅(jiān)持多方案比選原則，尤其是在山區(qū)高速公路的設(shè)計(jì)中。與初步設(shè)計(jì)階段大范圍、大思路的方案比選不同，定測詳勘外業(yè)驗(yàn)收階段的方案優(yōu)化體現(xiàn)出較強(qiáng)的針對性、局部性、細(xì)節(jié)性、專業(yè)協(xié)作性等特點(diǎn)，其優(yōu)化方法也呈現(xiàn)了較強(qiáng)的規(guī)律性。

1 定測方案優(yōu)化的方法

(1)第一步:各專業(yè)認(rèn)真研讀初步設(shè)計(jì)評審會專家組意見及咨詢意見，領(lǐng)會意見精神，總結(jié)初步設(shè)計(jì)存在的問題，確定定測優(yōu)化方案的原則，提出優(yōu)化的方向。

初步設(shè)計(jì)評審會后，由項(xiàng)目總體負(fù)責(zé)人組織總體組各專業(yè)認(rèn)真研讀初步設(shè)計(jì)評審會專家組意見及咨詢意見，逐條消化，逐條回復(fù)，領(lǐng)會精神，舉一反三;同時結(jié)合初步設(shè)計(jì)遺留的問題、處理不好的問題，確定定測方案優(yōu)化的原則，提出優(yōu)化的方向，為下一步開展工作明確思路。

(2)第二步:現(xiàn)場踏勘，初步確定優(yōu)化方案。

根據(jù)定測方案優(yōu)化的原則與方向，結(jié)合初步設(shè)計(jì)方案，在1∶2000地形圖上初步提出擬優(yōu)化線位，整理出現(xiàn)場踏勘的重點(diǎn)內(nèi)容?？傮w組踏勘現(xiàn)場，核實(shí)疑點(diǎn)，初步確定優(yōu)化方案。

(3)第三步:各專業(yè)根據(jù)初步優(yōu)化方案開展內(nèi)業(yè)工作(必要時實(shí)測控制性斷面)，提出存在的問題。

各專業(yè)根據(jù)初步優(yōu)化方案平縱面開展內(nèi)業(yè)工作，橋梁初擬橋跨，路基帶草帽子，初估土石方量，提出路線進(jìn)一步優(yōu)化的意見，局部困難路段采用實(shí)測控制性橫斷面的方式確定路線平縱的最佳位置。

(4)第四步:結(jié)合各專業(yè)意見，路線調(diào)整方案，局部困難路段，進(jìn)行方案會審，確定方案。

(5)第五步:優(yōu)化方案提交咨詢審查。

方案優(yōu)化完成后，繪制路線平縱面圖，提交咨詢中間審查。

(6)第六步:根據(jù)咨詢意見修改，開放定測。

根據(jù)咨詢中間審查意見，修改路線平縱面，與咨詢審查單位達(dá)成一致意見后，開始開展定測工作。

(7)第七步:各專業(yè)負(fù)責(zé)人沿定測中線踏勘，初步確定擋墻、橋、涵等位置，提出道路改移方案。

各專業(yè)根據(jù)定測方案初步確定擋墻、橋梁、涵洞、通道等位置，待測量組中樁放線完成后，各專業(yè)負(fù)責(zé)人沿著中線踏勘，核實(shí)構(gòu)造物的布設(shè)，并及時發(fā)現(xiàn)內(nèi)業(yè)遺漏的問題。

(8)第八步:根據(jù)外業(yè)資料、沿線探勘情況、施工標(biāo)段劃分調(diào)整路線縱斷面，必要時調(diào)整平面。

根據(jù)外業(yè)實(shí)測資料，各專業(yè)結(jié)合土石方平衡、涵洞通道、分離式立交設(shè)置進(jìn)一步調(diào)整縱斷面，最終穩(wěn)定路線方案。

2 實(shí)例分析

本文結(jié)合成自瀘赤高速公路內(nèi)江段項(xiàng)目的定測路線優(yōu)化實(shí)例，對高速公路定測階段路線方案優(yōu)化的方法進(jìn)行詳細(xì)分析。

2.1 成自瀘赤高速公路內(nèi)江段項(xiàng)目概況

成都～自貢～瀘州(川黔界)高速公路地處川南腹地城市群區(qū)域，位于四川省的成都市、眉山市、內(nèi)江市、自貢市和瀘州市境內(nèi)。采用雙向四車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)速度80 km/h，路基寬度24.5m。

內(nèi)江段全境位于威遠(yuǎn)縣，項(xiàng)目沿線遭遇煤礦采空區(qū)、危巖落石、巖堆、錯落、滑坡、溶洞等多種不良地質(zhì)，地形地質(zhì)條件復(fù)雜，還有各鄉(xiāng)鎮(zhèn)規(guī)劃、天然氣管線、基本農(nóng)田保護(hù)區(qū)、河道水庫等控制點(diǎn)。初步設(shè)計(jì)推薦線全長51.516 km，橋梁48座，共計(jì)10 963.5m，占21.28%，隧道1座，長1 493.5m，互通式立交4座、服務(wù)區(qū)停車區(qū)各1處。

2.2 定測方案優(yōu)化的主要原則

初步設(shè)計(jì)評審后，結(jié)合評審會審查意見、專家、咨詢及地方意見，并根據(jù)初步設(shè)計(jì)遺留的問題，確定定測方案優(yōu)化的主要原則如下。

2.2.1 縮短橋梁、降低造價

本項(xiàng)目橋梁比例較高，縮短橋梁能有效的降低造價，主要通過以下方法:平面線位調(diào)整，尋找最窄處跨越河流溝渠;水位或標(biāo)高不控制的橋梁降低標(biāo)高，縮短橋梁;非跨路、河溝的橋梁，考慮改路基的可能性。

2.2.2 減少高填深挖路段、減少土石方、保護(hù)環(huán)境

本項(xiàng)目起點(diǎn)至K134路段山體較陡峻，初步設(shè)計(jì)該段高填深挖路段較多，合理的優(yōu)化平縱面減少高填深挖路段，減少土石方數(shù)量;K134至終點(diǎn)路段為丘陵地區(qū)，應(yīng)避免出現(xiàn)高填深挖路段，保護(hù)環(huán)境。

2.2.3 減少軟基路段

本項(xiàng)目軟土主要分布于河流沖積階地、丘陵間沖溝(槽)、坳溝等低洼地段，主要以淤泥質(zhì)粘性土為主，多呈流塑～軟塑狀，厚度一般在0～12之間，平均深度在6m左右。沿線主要分布于線路起點(diǎn)～K113須家河組寬緩的坳溝溝床，K135之后侏羅系紅層坳溝溝床，根據(jù)靜探成果及室內(nèi)試驗(yàn)成果，本合同段主線軟基路段共長約10.185 km，其中厚度較大的紅層段(K132之后)軟基長度合計(jì)8.51 km，其余段厚度較薄。

根據(jù)山區(qū)軟土厚度分布不均勻的特性，加強(qiáng)軟土調(diào)查工作，提出軟土分布較薄的路段，指導(dǎo)路線設(shè)計(jì)。

2.2.4 采空區(qū)盡量避讓，如無法繞避，宜盡量采用路基通過

本項(xiàng)目共計(jì)三段穿越采空區(qū)，采空區(qū)處理代價較高，且處理效果不理想，因此路線設(shè)計(jì)應(yīng)盡量避讓采空區(qū)。如無法繞避，應(yīng)從最窄路段通過或從老煤礦洞口前穿越;路線標(biāo)高宜盡量降低，以路基通過，避免產(chǎn)生高墩大跨橋梁;路基宜放坡為主，盡量不采用支擋結(jié)構(gòu);涵洞通道應(yīng)盡量縮短長度。

2.2.5 遠(yuǎn)離危巖落石路段

本項(xiàng)目危巖主要分布于K116+724～K117+738(左187m～右227m)、隧道出口段、K130+067～K130+929(左124m～右241m):巖性為細(xì)至中粒砂巖，巖層近水平，節(jié)理、裂隙發(fā)育，巖體完整性較差。部分危巖節(jié)理裂隙已貫通，穩(wěn)定性較差。局部段崩落落石發(fā)育，在坡腳有不同大小的碎塊石堆積，粒徑0.1～0.8m不等。因此危巖路段路線布設(shè)應(yīng)盡量遠(yuǎn)離危巖落石，若確實(shí)無法遠(yuǎn)離，或遠(yuǎn)離代價較高，應(yīng)采取相應(yīng)的措施。

2.2.6 巖堆路段

本項(xiàng)目巖堆主要分布于隧道出口段、K128+425～K128+690(左123m～右61m):堆積體物質(zhì)成分主要為低液限粘土夾塊石，石質(zhì)為砂巖、泥巖和灰?guī)r，一般在0.3～1.5m之間，堆積體厚度一般在3～5m，部分較厚，且穩(wěn)定性差。因此巖堆路段路線布設(shè)應(yīng)盡量繞避，若無法繞避，路線宜降低標(biāo)高，以挖方通過，避免出現(xiàn)橋梁或以高填方通過。

2.2.7 隧道路段

本項(xiàng)目馬鞍山隧道穿越煤系底層，為低瓦斯隧道，施工危險性大，且存在多處采空區(qū)，造價較高，宜盡量繞避采空區(qū)，同時縮短隧道長度，降低造價。

2.2.8 與天然氣管線平行路段，需要控制爆破，宜盡量減少挖方量

本項(xiàng)目K127至K132路段與天然氣輸氣干管平行，距離50～200m不等，施工需要控制爆破，初步設(shè)計(jì)中該段挖方量較大，棄方較大，且橋梁工程也較多，因此該段宜進(jìn)一步進(jìn)行標(biāo)高比較，盡量減少挖方，縮短橋梁。

2.2.9 立交交通量較小，靈活運(yùn)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，減小立交規(guī)模

本項(xiàng)目共設(shè)置4個互通式立交，均為單喇叭，立交預(yù)測交通量較小，結(jié)合地形減小A型單喇叭的環(huán)形匝道半徑，減小立交規(guī)模。

2.3 定測方案優(yōu)化的成果

結(jié)合初步設(shè)計(jì)批復(fù)意見和初步設(shè)計(jì)審查報告意見，綜合考慮地質(zhì)、地貌、工程量和建筑物拆遷情況，對以下路段進(jìn)行平縱優(yōu)化調(diào)整(表1)。

表1 優(yōu)化一覽表

2.3.1 起點(diǎn) ～K109+400段

初設(shè)線位與巫汪路相交，采用上跨方案，由于被交路標(biāo)高位于山腰，導(dǎo)致初設(shè)方案走高，跨越溝谷設(shè)置了3座大橋;定測線繞避了新農(nóng)煤礦高炭層采空區(qū)，在縱斷面上降低設(shè)計(jì)高程，主線下穿巫汪路，取消了斑竹屋大橋、關(guān)家溝大橋、何家灣大橋，減少采空區(qū)上的橋梁489.5m，增加一分離式立交橋1～60m。

圖1 起點(diǎn)～K109+400段路線示意

2.3.2 K110+100～K112+600段

初步設(shè)計(jì)連界互通匝道下穿主線，互通主線橋橋梁需要跨越匝道及被交路，橋梁較長，定測方案考慮立交更好的服務(wù)于地方，定測線位向西偏移，留出連界互通匝道布置的位置，采用匝道上跨主線，主線橋縮短了180m。

圖2 K110+100～K112+600段路線示意

2.3.3 K113+300～K120+700段

該段地形高差較大，標(biāo)高由640m降至440m，線路需要設(shè)置隧道穿越馬鞍山，跨越周家溝，展線下坡，隧道宜早進(jìn)洞早出洞，便于路線下坡;從地質(zhì)條件上看，馬鞍山隧道為低瓦斯隧道，應(yīng)盡量縮短隧道長度;煤礦采空區(qū)較多，應(yīng)盡量繞避。

初步設(shè)計(jì)推薦線為晚進(jìn)洞早出洞的方案，隧道最短，但多穿越1個煤礦采空區(qū)，橋梁較長。定測方案為早進(jìn)洞早出洞的方案，隧道出口標(biāo)高低8m，降低了巖堆上填方高度的同時，更利于路線下坡，隧道雖較初設(shè)線長344m，但圍巖級別較好，且隧道完全繞避煤礦采空區(qū)，橋梁減少733m。

圖3 K113+300～K120+700段路線示意

2.3.4 K125+900～K131+100段

該段不良地質(zhì)體較多，主要有滑坡、巖堆、危巖落石、采空區(qū)等，應(yīng)繞避;與天然氣管線平行，挖方需要采用控制爆破，應(yīng)減少挖方邊坡高度及挖方量。定測線位較初步設(shè)計(jì)線位走低，盡量避開不良地質(zhì)體，同時減少挖方，增加了填方路段;減少3座橋梁590.5m。

圖4 K125+900～K131+100段路線示意

2.3.5 K138+500～K143+500

定測線在初步設(shè)計(jì)線位的基礎(chǔ)上調(diào)整，主要為增大與天燃?xì)夤艿慕唤?，避開220 kV高壓線鐵塔，同時縮短橋梁長度124m。

圖5 K138+500～K143+500段路線示意

2.3.6 K149+000～K157+195.716

該段主要工程為橋梁，根據(jù)縮短橋梁長度的思路，結(jié)合橋位的調(diào)整，定測線較初步設(shè)計(jì)線整體往南移，從溝谷最窄處跨越，優(yōu)化后減少橋梁347.5m，涵洞少了10座。

圖6 K149+000～K157+195.716段路線示意

3 總結(jié)

定測詳勘外業(yè)驗(yàn)收階段路線方案優(yōu)化方法遵循了較強(qiáng)的規(guī)律性，可應(yīng)用在每個項(xiàng)目之中;優(yōu)化原則的提出作為優(yōu)化方法重要核心，需要與項(xiàng)目的實(shí)際情況緊密結(jié)合，這體現(xiàn)了其較強(qiáng)的針對性;分段優(yōu)化則是其局部性特點(diǎn)表現(xiàn);優(yōu)化過程更注重細(xì)節(jié)(土石方、橋位、隧道洞口等)、更強(qiáng)調(diào)各專業(yè)之間的溝通則是設(shè)計(jì)人員應(yīng)該注重的。另一方面，優(yōu)化的成果不以是否豐碩論成敗，只要是優(yōu)化，就有意義。

［1］ 交通部公路司．新概念公路設(shè)計(jì)指南(2005版)［M］．人民交通出版社，2005

［2］ 交通部公路司．降低造價公路設(shè)計(jì)指南(2005版)［M］．人民交通出版社，2005

［3］ 孫家駟．道路勘測設(shè)計(jì)(第3版)［M］．重慶大學(xué)出版社，2011

［4］ JTG D20－2006公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范［S］