鄭祥斌
(山東萊克工程設(shè)計有限公司, 山東 東營 257026)
元壩氣田位于四川省境內(nèi),建成投產(chǎn)后將擁有34億立方米每年的生產(chǎn)能力。為滿足井場及油氣站場的車輛通行要求,共修建了 100余千米的混凝土道路。在道路設(shè)計過程中,從現(xiàn)場選線、路基路面設(shè)計、縱橫斷面設(shè)計,直至附屬構(gòu)造物設(shè)計等細(xì)部設(shè)計完成,均耗費(fèi)了大量的時間與精力,同時也積累了大量經(jīng)驗。在此,結(jié)合山區(qū)氣田專用道路的設(shè)計經(jīng)驗,淺談一些設(shè)計要點,并總結(jié)如下。
山區(qū)地形陡峭,落差大,地形變化復(fù)雜,經(jīng)常存在陡坡、坡體滑動等不良現(xiàn)象。鑒于以上原因,建設(shè)山區(qū)道路時工程量通常較大,路基填挖高度也較大,同時道路防護(hù)工程亦需要重點考慮。
受限于地理條件,山區(qū)已有的道路路況較差,而為了降低工程投資,往往要對其充分利用,所以在設(shè)計時,即要結(jié)合已有道路的現(xiàn)狀,又要對其進(jìn)行適當(dāng)改線,這就對勘測人員及設(shè)計人員提出了較高的要求。
選線是決定道路投資、建設(shè)周期的重要環(huán)節(jié), 也是道路設(shè)計的第一步。選線時,即要充分利用已有砂石路或土路,又要結(jié)合沿線氣候、水文、地形和地質(zhì)的特性,還要滿足平、縱、橫設(shè)計的相關(guān)要求。當(dāng)確實無法同時滿足時,就要考慮增加相應(yīng)的措施,合理處置矛盾。
選線步驟:
1)氣田專用道路的終點一般是定好的井位或場址,起點就近選擇已有的、路況較好的道路。道路起終點定下后,路線走向仍有很多,但受限于時間與自然環(huán)境因素,無法每條路線都實地踏勘,此時應(yīng)積極利用紙質(zhì)地形圖及GoogleEarth軟件,先行擬定較優(yōu)路線。
2)對擬定的每一個方案進(jìn)行現(xiàn)場踏勘,必須全線調(diào)研,保證道路的通暢性,并使用gps手持機(jī)記錄軌跡,在圖上做出相應(yīng)記錄,畫出地形圖上沒有的東西,對沿線地形地貌多拍照,供后期設(shè)計使用。
3)在深入調(diào)查的基礎(chǔ)上,通過比較路線長度及縱坡合理性,進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計方案,對于在現(xiàn)場即可看出的問題進(jìn)行探討研究,提出不同的解決方案,進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,最后確定方案。
1) 平面線形首先要滿足規(guī)范要求,還要考慮充分利用原有道路,盡量與現(xiàn)場的地形結(jié)合,既要考慮減少耕地占用,還要減少高填和深挖的情況,以免對自然環(huán)境造成破壞。
2) 線形設(shè)計必須保證能做到平、縱、橫的協(xié)調(diào),避免設(shè)計后期才發(fā)現(xiàn)工程量過大,需要返工重新設(shè)計。
3) 避開滑坡、崩塌、不穩(wěn)定斜坡等路段,降低地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的可能性。
4) 堅持以曲線為主的道路平面設(shè)計思想,使路線與地貌相互協(xié)調(diào),合理設(shè)置圓曲線半徑和緩和曲線長度,可使線形圓順,避免短直線的出現(xiàn),更好地吻合地形。
1) 嚴(yán)格控制最大縱坡坡度和最大縱坡長度,適當(dāng)加大緩坡段長度,避免車輛長時間處于上坡或下坡行駛,確保道路使用功能的發(fā)揮。
2) 縱坡坡度盡量不要設(shè)置為0。比如在橫向排水不暢的路段,為了保證排水,防止雨水滲入路基,應(yīng)設(shè)置不小于0.3%的縱坡;這同時也保證了道路邊溝的坡度,避免了隨著路線的延長邊溝變得極深的不利情況出現(xiàn)。
3) 與橫斷面結(jié)合,利用軟件出具橫斷面圖并仔細(xì)查看,通過反復(fù)調(diào)整縱坡,避免高填深挖的情況發(fā)生,盡量減少填挖方,減少防護(hù)工程量。
4) 注意道路起終點的高程。因道路的終點為井場或站場,其標(biāo)高與測量圖中實際地形的標(biāo)高并不一致,應(yīng)以場址最終設(shè)計標(biāo)高為準(zhǔn),避免發(fā)生場址標(biāo)高與道路標(biāo)高存在臺階的情況。
在路線平縱設(shè)計完畢后,應(yīng)在合理位置增設(shè)邊溝、護(hù)坡、擋墻、防撞護(hù)欄等構(gòu)筑物,保證道路壽命及行駛安全性。
山區(qū)道路水毀是山區(qū)道路存在的一個普遍問題,由于山區(qū)沿線兩側(cè)高大山體較多,且存在較多沖溝,水流掏空路基、沖垮路面的情況常有發(fā)生,且四川地區(qū)在雨季還具有集中而強(qiáng)度大的局部暴雨,水流匯集后會以較高的流速沖下,力量十分強(qiáng)大。如2013年四川暴雨時,一處工地的臨時活動板房被雨水沖走20余米。因此,在合適的位置設(shè)置邊溝對雨水進(jìn)行引流十分有必要。
邊溝設(shè)置要點:
1)挖方邊坡坡腳、矮路堤及陡路堤邊緣外側(cè)一般設(shè)置邊溝,并保證其連續(xù)順暢,用以匯集道路外側(cè)來水,排出路基范圍之內(nèi)的雨水。
2)溝底縱坡盡量與道路縱坡保持一致,并以大于0.5%為宜,避免邊溝淤積。
3)在縱坡凹曲線處應(yīng)尋找出口將雨水導(dǎo)出,或繼續(xù)設(shè)置邊溝縱坡,以增大溝深的方式將雨水引至邊溝下游。
4)邊溝設(shè)置完畢后務(wù)必檢查道路全線,保證雨水流向正確,避免出現(xiàn)雨水倒流、雨水聚集無法排出的情況。
受道路線形的影響和制約,部分路段仍存在高填和深挖,對原本基本處于穩(wěn)定狀態(tài)但裂縫較發(fā)育的山體造成不利影響,嚴(yán)重時甚至導(dǎo)致山體滑坡,阻斷道路通行,對道路造成極大損害。在13年雅安地震過后,對已建成的元壩氣田專用道路進(jìn)行了全面的檢視,發(fā)現(xiàn)滑坡等現(xiàn)象均發(fā)生在未設(shè)置防護(hù)措施路段,而設(shè)置擋墻及護(hù)坡路段基本未發(fā)生滑坡現(xiàn)象。這表明對道路修建過程中易發(fā)生邊坡失穩(wěn)的路段進(jìn)行防護(hù)是極有必要的。
邊坡工程地質(zhì)條件復(fù)雜,更多的是在施工過程中發(fā)現(xiàn)問題并及時解決。故本次僅對填方擋墻設(shè)計要點進(jìn)行描述。
填方擋墻設(shè)計要點:
1)受限于縱坡線形標(biāo)準(zhǔn)要求,部分路段無法降低設(shè)計高程,而1:1.5的邊坡設(shè)置導(dǎo)致部分填方工程量巨大,征地面積極廣。故需在此類位置處設(shè)置擋土墻,可很好的控制填方工程量,減少征地面積。
2)設(shè)置擋土墻的位置需要地基承載力達(dá)到一定要求,對于不滿足承載力要求的需要采用換填等措施提升承載力。
3)對于填方邊坡坡底有房屋或者其他無法拆除的構(gòu)筑物時,應(yīng)設(shè)置擋墻,減少道路用地,避免拆遷。
防撞護(hù)欄是道路安全設(shè)施的重要組成,起著十分重要的作用,設(shè)計要點如下:
1)在長下坡且坡底轉(zhuǎn)彎的路段,必須設(shè)置防撞護(hù)欄以避免車速過快沖出道路造成事故。
2)在曲線一側(cè)為較陡峭山崖或水塘等路段設(shè)置,一是起到警示作用,降低司機(jī)通過此種路段時的不安心理,二是避免車輛操作失誤沖下山崖或水塘。
3)在道路坡底有房屋等建筑時,應(yīng)設(shè)置防撞護(hù)欄,避免房屋受到?jīng)_擊。
4)對于設(shè)置填方擋墻路段,一般設(shè)置防撞護(hù)欄。
對于山區(qū)道路,受限于地形條件和環(huán)保要求,設(shè)計時就要考慮很多因素,包含平面線形、路基路面、縱橫斷面、排水及附屬設(shè)施等多個方面,這需要專業(yè)水平較高的設(shè)計人員,還要有良好的工作作風(fēng),不斷創(chuàng)新設(shè)計理念,不斷總結(jié)工作中的得與失,在滿足規(guī)范和安全的前提下確保線形均衡、連續(xù),提高道路使用功能的同時降低工程造價,為道路使用者提供一個“安全、暢通、舒適、和諧”的行車環(huán)境。
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