山區(qū)高速公路勘察設計淺析

程勉沖

(中鐵工程設計咨詢集團有限公司鄭州設計院, 河南鄭州 450002)

隨著公路建設的飛速發(fā)展,高速公路建設已全面進入山區(qū),且呈大規(guī)模建設的趨勢。在建設山區(qū)高速公路時面臨的最大問題是山區(qū)獨特的地形、地質、水文、生態(tài)等自然條件。如何提高山區(qū)高速公路的建設質量,更好的發(fā)揮其功能、作用,勘察設計就是整個工程建設的靈魂,是前提條件,是高速公路失敗與否的關鍵。根據作者在成安渝高速公路四川段第C合同段設計工作實踐,并結合以往高速公路設計中遇到的問題及體會,與大家探討共同提高。

1 勘察設計基本步驟

在勘察設計中,現場一手資料的收集對于公路設計至關重要,尤其是對于山區(qū)高速公路。只有在現場進行精心勘察、反復核對的基礎上,才能獲取準確、可靠的基礎資料,才能制定出切實可行的設計方案,因此必須有計劃、有步驟地開展各項工作。

1.1 項目批復意見的研究執(zhí)行

項目批復意見是國家或地方對公路基本建設項目最具權威性的文件,是公路勘察設計的重要依據,設計時必須遵照執(zhí)行。

(1)初步設計階段

初步設計是以工程可行性研究報告的批復為依據。工程可行性研究批復意見的主要內容為：建設標準、建設規(guī)模、建設投資和資金籌措、項目建設管理等。對于路線方案和工程方案僅僅提出指導性意見,路線控制點涉及的范圍有時比較大,因此,在初步設計階段應著重對路線方案進行研究,不僅要針對工程可行性研究階段提出的方案,還要著手尋找和發(fā)現新的路線方案。在此工程中要特別注意三個問題：一是研究分析建設標準與路線方案的關系；二是研究分析工程方案與路線方案的關系；三是綜合分析建設標準、路線方案、工程方案與建設規(guī)模、建設投資的關系。在具體工作中要始終將這三個問題貫穿于勘察設計的全過程中,才能實事求是地反映項目的全貌,才能更進一步地合理確定項目的建設標準、建設規(guī)模,有效地控制建設投資。在成安渝高速公路四川段第C合同段初步設計階段,收集了“四川省交通廳公路規(guī)劃勘察設計研究院《成渝高速公路復線(四川境)工程可行性研究報告》”、“四川省交通廳公路規(guī)劃勘察設計研究院《成渝高速公路復線(四川境)工程可行性研究報告補充方案》”、“中鐵二院工程集團有限責任公司《成安渝高速公路四川段工程可行性研究報告(修編)》”、“四川省發(fā)展與改革委員會《關于成安渝高速公路四川段項目核準的批復》(川發(fā)改交[2009]1114號)”等資料,同時,還收集了與項目有關的其他專業(yè)部門的批復文件,如環(huán)保批復、水土保持批復、用地預審批復等。

(2)施工圖階段

施工圖設計是以初步設計的批復為依據。初步設計批復中除了對項目的建設標準、建設規(guī)模、建設資金等作進一步批準外,對于路線方案和工程方案也做出了較為明確的批復。但由于山區(qū)高速公路的復雜性,在現場勘察中要特別注意三個問題：一是善于對局部路線方案及路線技術指標進行研究；二是對典型工程方案進行研究；三是分析局部路線方案和典型工程方案的變化對建設投資的影響。在成安渝高速公路四川段第C合同段施工圖設計階段,結合批復意見,對路線方案進行了6大段,共計約35 km的優(yōu)化設計,占路線長度的61%(如表1所示)。

表1 路線方案主要調整段落一覽

1.2 制定項目行動計劃

針對項目特點,結合對批復意見和既有資料的分析研究,找出項目的重點、難點,擬定相應的方法、手段和措施,制定詳細的項目行動計劃。包括工作大綱和技術設計書：在工作大綱中應寫明測設組織形式、測設人員、人員分工、工作階段劃分、各階段工期、質量保證措施等；在技術設計書中應寫明資料搜集及利用情況、儀器設備情況、測設內容、測設方法、測設深度、采用的技術標準及提供的資料等。

1.3 室內定線

根據既有資料進行室內布線。這時的布線是一個粗線條,不必強求線形設計要素的精確度,有時甚至可徒手勾畫,并給出概略或局部的路線平縱面圖,目的是控制路線走廊及路線經過的基本部位。應在圖紙上標定出控制部位的地形、地質、植被等概況,以備現場核對。

1.4 現場核對

組織各專業(yè)人員,按照室內布線方案對路線進行全面核對,并綜合各專業(yè)意見,按照路線平縱面設計要求對路線方案進行修改。

1.5 地質勘察

針對山區(qū)地質條件復雜多變的特點,地質勘察工作不能僅僅拘泥于路線線位部分,而應對擬定的路線走廊進行全面的勘察工作,局部地質條件復雜時還應根據具體情況擴大勘察范圍,并應運用可能的手段進行綜合分析與評價,提出走廊內地質條件的定量成果資料。這種做法的工作量雖然有些大,但對山區(qū)復雜的地質條件還是很有必要的。

1.6 控制部位地形測量

雖然室內布線采用的地形圖多為航測成圖,一般較為精確,但山區(qū)地形起伏較大,再加上受到植被、氣候等因素的影響,僅憑在圖上讀取地形要素有時難以反映地形變化的真實情況。因此,對于路線受地形嚴格限制的路段或部位,應首先對路線橫斷面方向進行精確的控制性測量,以便合理地進行路線布置。

1.7 路線設計控制要素的擬定

對各專業(yè)組現場核對意見、地質勘察成果、地形測量數據等進行綜合分析,提出路線設計控制性要素,主要是：不良地質的治理或繞避方案、填挖高度、臨河路段洪水位、山體植被保護措施、取土和棄土的方案等。這些要素可以針對全線提出,也可以針對不同的路段分別提出。

1.8 路線方案優(yōu)化設計

根據控制因素,對路線平縱面進行全面、詳細的優(yōu)化設計。在這個過程中要特別重視技術標準的掌握和技術指標的運用,尤其是初步設計階段,可能會出現采用的技術標準與“工可批復”有出入的情況,或采用極限或接近極限技術指標的情況,對此應進行充分論證和說明,并及時報請有關部門批準。

1.9 路線勘測和專業(yè)調查

應按照《公路勘測規(guī)范》(JTG C10—2007)的具體要求進行,并仔細研讀《公路勘測細則》(JTG/T C10—2007)的具體內容。在路線勘測的同時,各專業(yè)組應及時進行專業(yè)調查工作。在此要特別強調各專業(yè)人員不僅要做好自身的調查工作,還應具備良好的綜合素質,掌握不同專業(yè)之間的內在聯系,以及這種聯系對總體設計的影響。

1.10 現場設計

現場設計是山區(qū)高速公路勘察的重要環(huán)節(jié),它是將所有勘察資料進行有機、系統(tǒng)的合成工程。只有進行現場設計,才能及時地發(fā)現問題,并及時解決問題。因此,應按照有關規(guī)定做出一定量的外業(yè)設計工作,一般要求達到30%以上,包括路線平、縱、橫設計圖及相關圖表,所有構造物方案布置圖,交叉布置圖等。

2 現場總體設計

總體設計是衡量路線及構造物與自然條件之間,路線與構造物之間,路線與服務設施之間,構造物與構造物之間,構造物與服務設施之間設計合理性的重要手段。雖然在各專業(yè)設計中已經考慮了總體設計問題,但山區(qū)高速公路復雜的自然條件和數量巨大的構造物使得總體設計要素變得更為復雜,因此,不能像一般設計那樣將總體設計放到內業(yè)設置中完成,而是必須強調在現場進行總體設計工作。具體的做法是根據現場設計的成果繪制總體設計圖。

2.1 全線綜合交通體系圖

內容包括：全線既有道路與本項目的關系,以及與線外既有路網的連接關系；全線設計便道、便橋的位置和標準,以及與各工點的聯系,特別應注意取棄土便道、便橋的設置。

2.2 全線綜合排水系統(tǒng)設計圖

內容包括：排水溝、截水溝、邊溝的設置位置,與小橋涵的相互關系,以及它們與天然河溝的連接關系。

2.3 全線綜合防護系統(tǒng)設計圖

內容包括：填方路堤邊坡、挖方路塹邊坡、路基支擋工程、特殊路基防護工程的位置、形式、范圍等。

2.4 全線橋梁、隧道、交叉構造物布局圖

內容包括：起訖點位置、結構形式等。

2.5 全線不良地質分布圖

內容包括：不良地質的類型、范圍,以及處治措施和處治范圍等。

2.6 全線取棄土場布局圖

內容包括：取棄土場的位置、范圍,場地地形、地質、水文條件等。

2.7 全線環(huán)保與景觀布局圖

內容包括:起訖點位置、工程措施等。

3 現場核對

在總體設計方案完成之后,立即組織有關專業(yè)人員赴現場核對,現場確定總體設計方案,應重點核對以下內容：

①綜合交通體系的布局是否合理。

②排水系統(tǒng)是否符合實際情況,銜接是否合理,是否滿足排水、水利等的要求。

③綜合防護系統(tǒng)是否安全合理,方案是否可行。

④全線主要構造物的設置位置及關系。如橋梁墩臺位置,涵洞位置,橋、隧、路三者結合部,服務區(qū)、立交區(qū)與構造物的關系,橋涵構造物與防護工程的關系等。

⑤全線環(huán)境保護設計、景觀設計是否符合實際。

4 勘察設計管理

山區(qū)高速公路勘察設計的內容多、涉及面廣,總體項目有其特點、重點,每道工序亦有其重點、難點,且每道工序之間有著本質的內在聯系,需要不同專業(yè)的分工協(xié)作,需要投入和調動大量的人力、物力。整個勘察設計過程是一個從宏觀到微觀、從整體到局部的演變過程,最終使得總體設計方案達到技術可行、經濟合理的良好效果。因此,科學系統(tǒng)的管理顯得十分重要。首先是要建立強有力的組織管理機構,明確機構人員及分工；然后要配備一支專業(yè)門類齊全,能打硬仗的高素質專業(yè)隊伍；最后是要有一套嚴密的質量管理程序。

首先,在項目中應設立項目總負責人和項目負責人。項目負責人由院級組織機構產生,項目負責人由分院級組織機構產生。其次,應該執(zhí)行項目負責人全過程負責制。項目負責人是項目管理的第一責任人,擔當著項目各方面的責任,把握著項目的總體方向,他的表現是整個項目總體進展和質量控制關鍵。因此,必須強調其具有良好的綜合素質和敬業(yè)精神,建立項目負責人全過程負責制。最后,應建立項目管理會議制度。根據項目進展情況,定期舉行項目管理會議,由項目負責人匯報項目進展情況,有關意見的落實情況,工作中存在的主要問題等,通過討論研究形成會議紀要,以指導下階段的工作。

5 結束語

勘察設計是整個工程建設的靈魂,是建設高質量工程的前提條件,應避免設計與實際地形嚴重不符,造成較多變更情況的出現。從工程質量的源頭抓起,重視勘察設計質量的提高,形成以質量求生存、向質量要效益、建精品工程、創(chuàng)名牌企業(yè)的質量觀念,促進高速公路建設又好又快發(fā)展,是我們在今后一段時期內面臨的主要問題。

[1]JTG B01—2003 公路工程技術標準[S]

[2]JTG D20—2006 公路路線設計規(guī)范[S]

[3]JTG C10—2007 公路勘測規(guī)范[S]

[4]JTG/T C10—2007 公路勘測細則[S]

[5]交公路[2007]358號 公路工程基本建設項目設計文件編制辦法[S]

[6]霍 明.山區(qū)高速公路勘察設計指南[M].北京：人民交通出版社,2003

[7]孫家駟.道路設計資料集—路線測設[M].北京：人民交通出版社,2001

[8]劉伯瑩,姚祖康.公路設計工程師手冊[M].北京：人民交通出版社,1993