山區(qū)高速公路建設(shè)成套技術(shù)在復(fù)雜地形條件下合理應(yīng)用的探究

唐娛瑛，申 莉，常昇宏

(四川交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院)

1 山區(qū)高速公路概述

山區(qū)高速公路的特點(diǎn)與難點(diǎn)就在于其具有十分特殊與復(fù)雜的地質(zhì)條件。一般都會(huì)存在各種橋梁工程、隧道，其中比較出名的湖北滬蓉西高速公路全線一共有370 座橋梁，其中特大型橋梁47 座，包含了各種斜拉橋、懸索橋等，被稱為橋梁博物館，隧道一共46 座，特長(zhǎng)隧道10 座，可想而知其地質(zhì)的特殊性十分明顯。針對(duì)山區(qū)高速公路地貌復(fù)雜的施工難點(diǎn)其要求建設(shè)技術(shù)含量也高于普通高速公路。另外，山區(qū)高速公路的設(shè)計(jì)與施工也應(yīng)該不同于平原地區(qū)的高速公路，籠統(tǒng)一點(diǎn)而言就是在建設(shè)山區(qū)高速公路時(shí)應(yīng)該盡量避免高填深挖、盡量少設(shè)計(jì)與選用雙連拱隧道、細(xì)致做好地質(zhì)探勘、設(shè)計(jì)完善的排水系統(tǒng)、規(guī)避不良地質(zhì)同時(shí)還需要考慮到與地方道路不重疊，還需要考慮到與農(nóng)林公路規(guī)劃和環(huán)境保護(hù)等方面的問(wèn)題。

山區(qū)高速公路的建設(shè)是一項(xiàng)非常復(fù)雜、繁瑣的工程，其中不僅需要設(shè)計(jì)單位、建設(shè)施工單位、監(jiān)理單位、科研單位的有效配合，還需要政府部門(mén)的通力合作，這樣才能夠保證山區(qū)高速公路成套技術(shù)的日益完善與成熟。

2 山區(qū)高速公路建設(shè)在復(fù)雜地形條件下容易出現(xiàn)的問(wèn)題

2.1 地質(zhì)問(wèn)題

在進(jìn)行山區(qū)高速公路的設(shè)計(jì)時(shí)第一個(gè)需要考慮的問(wèn)題就是地形與地質(zhì)條件對(duì)路線選擇的影響。考慮從到在進(jìn)行路線設(shè)計(jì)的過(guò)程中地形與地質(zhì)是影響其選擇的最主要因素，選擇路線比較容易，但是需要弄清楚路線沿線的地質(zhì)條件就是一項(xiàng)浩大的工程。特別是山區(qū)的地質(zhì)條件，更加復(fù)雜，再加上由于復(fù)雜地質(zhì)條件所帶來(lái)的地質(zhì)災(zāi)害的影響也難以預(yù)測(cè)，以往采用的高填路堤與深挖路塹的方式所引起的問(wèn)題，不僅影響了當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境的平衡，同時(shí)也會(huì)大大提高各種地質(zhì)災(zāi)害例如泥石流、滑坡等出現(xiàn)的幾率。

2.2 環(huán)保問(wèn)題

不管是普通公路還是高速公路我國(guó)針對(duì)自然環(huán)境保護(hù)方面的重視程度還不夠，之所以出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是資金方面的短缺與相關(guān)工作人員在設(shè)計(jì)與施工中缺乏環(huán)保意識(shí)造成的。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的逐漸加快，當(dāng)資金已經(jīng)不足以成為制約高速公路建設(shè)的問(wèn)題時(shí)，環(huán)境保護(hù)問(wèn)題就日益突出起來(lái)。特別是山區(qū)高速公路，各種植被破壞、環(huán)境污染等問(wèn)題導(dǎo)致的各種地質(zhì)災(zāi)害十分明顯，特別是還保持著原有的工程建設(shè)思想，更是惡化了高速公路建設(shè)與環(huán)境保護(hù)之間的問(wèn)題。在進(jìn)行路基開(kāi)挖與填筑過(guò)程中出現(xiàn)的綠化不同步的問(wèn)題也存在，大流量的交流行駛導(dǎo)致的環(huán)境污染、對(duì)當(dāng)?shù)貏?dòng)植物的影響更是明顯。

2.3 安全問(wèn)題

山區(qū)高速公路的車(chē)流量沒(méi)有平原地區(qū)發(fā)達(dá)，且通行車(chē)輛一般以小橋車(chē)與貨車(chē)為主。我國(guó)高速公路的設(shè)計(jì)路速一般為80 或者100 km/h，然后由于駕駛?cè)嗽谏絽^(qū)高速公路中認(rèn)為車(chē)流量小其實(shí)際速度高于設(shè)計(jì)速度，在這種情況下十分容易出現(xiàn)安全問(wèn)題，再加上山區(qū)高速公路的各種配套設(shè)施遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后與發(fā)達(dá)地區(qū)，車(chē)輛出現(xiàn)拋錨、交通事故等問(wèn)題其救助困難大、時(shí)間長(zhǎng)，十分容易導(dǎo)致車(chē)毀人亡。

3 在復(fù)雜地形條件下應(yīng)用山區(qū)高速公路建設(shè)成套技術(shù)的具體措施

3.1 山區(qū)高速公路的路線設(shè)計(jì)理念

借助山區(qū)高速公路建設(shè)成套技術(shù)，首先從總體上對(duì)設(shè)計(jì)理念與線形設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行了研究，在對(duì)路線的設(shè)計(jì)上，逐漸開(kāi)發(fā)出了一套標(biāo)準(zhǔn)選線、地形選線、地質(zhì)選線、環(huán)保選線、運(yùn)營(yíng)安全選線以及土地資源節(jié)約選線六位一體的設(shè)計(jì)理念，從各個(gè)方面都考慮到了選線問(wèn)題，并且進(jìn)行了創(chuàng)新與優(yōu)化。針對(duì)多方面的選線設(shè)計(jì)理念，同樣制定出了勘察設(shè)計(jì)合同制、總體負(fù)責(zé)制、標(biāo)段互驗(yàn)制、設(shè)計(jì)雙院制、地勘監(jiān)理制、道路設(shè)計(jì)安全審計(jì)制與設(shè)計(jì)成果合同委托核驗(yàn)制七位一體的設(shè)計(jì)制度，充分保證路線設(shè)計(jì)的合理性。另外通過(guò)系統(tǒng)的研究，逐漸開(kāi)發(fā)與形成了一套適應(yīng)山區(qū)峽谷地形與小區(qū)域氣候條件的橋梁改建技術(shù)，首先對(duì)山區(qū)峽谷風(fēng)觀測(cè)與對(duì)跨峽谷橋梁結(jié)構(gòu)的影響進(jìn)行了研究，在設(shè)計(jì)理念上提出了基礎(chǔ)風(fēng)動(dòng)力場(chǎng)和溫度場(chǎng)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定又耐久的高墩大跨橋梁式、拱式、懸索結(jié)構(gòu)橋梁結(jié)構(gòu)與施工控制措施。其中針對(duì)復(fù)雜地形地貌創(chuàng)造出的懸索橋隧道錨設(shè)計(jì)體系與錨索單根可換式預(yù)應(yīng)力技術(shù)、火箭拋送先導(dǎo)索技術(shù)、山區(qū)狹窄地形1 +1 大跨度鋼管混凝土橋無(wú)風(fēng)纜節(jié)段拼裝架設(shè)技術(shù)等。

3.2 山區(qū)高速公路的全新橋隧組合

針對(duì)山區(qū)高速公路中應(yīng)用到的復(fù)雜線形，提出了橋隧組合的理念，在此基礎(chǔ)上建立了一個(gè)公路分岔隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系，其中的橋梁建設(shè)成套技術(shù)與隧道建設(shè)成套技術(shù)的提出與實(shí)際應(yīng)用解決了各種實(shí)際問(wèn)題，橋梁建設(shè)成套技術(shù)在四渡河特大橋中的應(yīng)用有效解決了山區(qū)峽谷地形和小區(qū)域氣候條件下橋梁穩(wěn)定性以及安全控制等難題，并由此得出了最合理的施工方法與能夠近距離隧道循環(huán)風(fēng)相互影響的計(jì)算方法與施工措施，其中主要提到了針對(duì)長(zhǎng)大巖溶與軟巖等各種高風(fēng)險(xiǎn)性隧道復(fù)雜水文地質(zhì)環(huán)境，逐漸設(shè)計(jì)出了各種系統(tǒng)目的就是針對(duì)巖溶突水評(píng)判等問(wèn)題，另外值得一提的就是綜合超前地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)能夠有效預(yù)防各種地質(zhì)災(zāi)害，該項(xiàng)系統(tǒng)能夠有效保證在復(fù)雜的地質(zhì)條件下進(jìn)行高風(fēng)險(xiǎn)隧道的施工。該項(xiàng)技術(shù)主要是應(yīng)用于各種橋梁結(jié)構(gòu)中，主要能夠解決山區(qū)峽谷地形以及小區(qū)域氣候條件下橋梁穩(wěn)定性以及安全控制的問(wèn)題。而針對(duì)隧道采用的隧道建設(shè)成套技術(shù)主要是作用于各種高風(fēng)險(xiǎn)巖溶隧道，在提出了全新的隧道構(gòu)想之下實(shí)現(xiàn)了山區(qū)狹窄地形條件下橋隧連接，能夠有效避免大型突水突泥等事故的發(fā)生，有效保證高風(fēng)險(xiǎn)隧道的施工安全。

3.3 山區(qū)高速公路路面技術(shù)

其中考慮到橋隧路面的施工，采用薄層瀝青混凝土(BBM)作為新路的表面層。其作為高速公路的磨耗層，在滿足防滑性能的同時(shí)還具有十分良好的高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、水穩(wěn)定性與耐久性能等。BBM 在粗集料的選擇方面需要符合表1 的標(biāo)準(zhǔn)。

表1 BBM 中粗集料性能指標(biāo)

為了能夠保證山區(qū)高速公路路面的良好性能，在粗集料的選擇方面其嵌擠能力要較為良好，磨耗損失指標(biāo)也應(yīng)該有一定的提高，必須在滿足洛杉磯磨耗損失的要求下按照ASTM TP58－00 進(jìn)行微型狄發(fā)爾磨耗試驗(yàn)。

而針對(duì)細(xì)集料，必須采用機(jī)制砂，可以是石灰?guī)r也可以是玄武巖，其具體的技術(shù)要求見(jiàn)表2。

3.4 隧道管理相關(guān)技術(shù)

考慮到山區(qū)高速公路中隧道都較長(zhǎng)的特點(diǎn)，再加上隧道又是安全事故高發(fā)區(qū)，為此建立了結(jié)構(gòu)全壽命整體安全全自動(dòng)識(shí)別健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，主要針對(duì)于隧道管理，其能夠有效保證結(jié)構(gòu)運(yùn)用期的安全。另外隧道群交通安全預(yù)警技術(shù)、通風(fēng)與照明綜合節(jié)能技術(shù)不僅體現(xiàn)出了當(dāng)下山區(qū)高速公路建設(shè)中具備的環(huán)保意識(shí)與環(huán)保理念，其還從實(shí)際運(yùn)營(yíng)中節(jié)省了能耗，有效提高了山區(qū)高速公路的整體運(yùn)營(yíng)水平。另外考慮到與農(nóng)村公路的聯(lián)合使用，首先提出了將施工便道與山區(qū)農(nóng)村公路網(wǎng)建設(shè)結(jié)合的模式，不僅有效降低了與農(nóng)村公路重疊帶來(lái)的問(wèn)題發(fā)生率，還有效提高了公路的使用率。

表2 細(xì)集料性能指標(biāo)

4 結(jié) 語(yǔ)

總而言之，山區(qū)高速公路建設(shè)成套技術(shù)直接對(duì)我國(guó)的山區(qū)高速公路的建設(shè)有一定的指導(dǎo)與輔助作用，有效解決了重大技術(shù)難題，對(duì)設(shè)計(jì)方案與施工進(jìn)行了優(yōu)化，同時(shí)對(duì)我國(guó)的山區(qū)高速公路網(wǎng)的建設(shè)進(jìn)程有一定的推動(dòng)作用，從實(shí)際的社會(huì)效益來(lái)看，其對(duì)縮小地區(qū)差異、拉動(dòng)就業(yè)、帶動(dòng)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展有著重要作用。借助成套技術(shù)其不管是從工程造價(jià)、施工設(shè)備還是縮短工期等各個(gè)建設(shè)方面都帶來(lái)了全新的改革，其必定會(huì)在我國(guó)西部大開(kāi)發(fā)中具有十分良好的應(yīng)用前景。

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