1创新设计建设理念 精心打造示范工程(张晓燕)

创新设计建设理念 精心打造示范工程 张晓燕 四川省交通厅 【 摘要 】 四川省九寨 -黄龙机场至九寨沟公路 (简称川九公路 )改建工程于 2002 年 10 月开 工建设， 2003 年 9 月与九寨 -黄龙机场同时完工，投入运营。本项目在设计中按照交通部 “安全、舒适、环保、示范 ”的总体要求，借鉴国内外山区公路建设经验，通过实践与 创新，提出 “顺应地形采用灵活的路线平纵面技术指标、多种措施并举彻底根治路基病 害、边坡加固与生态防护相结合，实现道路安全与环保的统一 ”，改变了原路标准低、抗 灾能力弱、与九寨沟世界自然文化遗产地位不相称的旧貌，体现了 “以人为本、可持续 发展 ”的理念。本文介绍了川九公路的设计理念和设计特色，提出了对山区旅游公路设 计的认识，供同行们参考。 1 工程概述 1.1 建设背景 四川省九寨 -黄龙机场至九寨沟公路是四川省规划的重要旅游干线公 路之一。川九 公路连接四川省旅游资源最丰富的地区，有被誉为 “童话 世界 ”的世界自然遗产九寨沟风景区， “人间瑶池 ”的世界自然遗产黄 龙风景区， 是九寨 -黄龙机场通往九寨沟风景区和九寨天堂国际会议中心 的唯一通道，是世界看中国、全国看四川的一个重要窗口。 1.2 地形地貌与气候气象条件 路线走向大致呈南北向，地形南高北低，最高海拔 3500 米，最低海 拔 1995 米，相对高差 1505 米。起点川主寺至弓杠岭段属岷江流域，为 岭谷缓坡地形，地形平坦开阔。弓杠岭到九寨沟口段属沱江支流白河流 域，为高山深切河谷地形，岸坡较陡，多数为直立悬崖陡壁，局部为宽 缓河谷阶地。其中甘海子一带属堰塞湖，湖面高程 2640 米，长约 2 公里， 2 宽近 1 公里。 路线经过地区全年降雨量偏少，比较干燥，干湿季分明。境内地形 相对高差较大，气候垂直分带明显，高山有冻害。年平均降雨量为 634 729 毫米，全年降雨量集中在 5 9 月。积雪及冰冻期为当年 11 月 底到次年 3 月初，积雪一般厚 0.2 0.4 米；季节性冻土深度达 60 70 厘米。 1.3 原有公路技术状况 原有公路技术标准偏低，路基病害较突出，路面破坏较为严重，排水 没有形成系统，交通工程设施不配套；沿线海拔较高、地形地质条件复 杂，路堑边坡、特别是九道拐至沟口段高陡边坡不断发生碎落、坍塌及 滑坡，损坏沿线植被，植物难以自然生长，沿线生态环境十分脆弱。这 些因素时常造成公路断道、影响行车安全，公路抗灾能力较差，道路通 行能力不足，公路与沿线自然风景不协调，公路服务水平与九寨沟被联 合国确认为世界自然文化遗产的地位极不相称。 现有公路路基宽度小于 8.5 米的路段长度约 47 公里，占全长的 55%；弓杠岭 关门子及九道拐等地形困难地段技术指标达不到二级公路， 长度约 28 公里，占全长的 33%；全线路堑边坡发生局部坍塌失稳和存在 整体失稳隐患的段落共 25 段、长度 2730 米。 1.4 采用设计技术标准和主要工程规模 川九公路 全长 94.14 公里， 由九寨 -黄龙机场 专用线 (新建 5.54 公里 ) 和 川主寺至九寨沟公路 (改建 88.6 公里 )组成，按照山岭区二级公路标准 建设，计算行车速度 40 公里小时； 路基宽度 8.5 米 (部分路段拓宽为 10 12 米 )；桥涵与路基同宽；设置完善的交通安全设施、必要的管理 设施和旅游服务设施。 2 总体设计 2.1 总体设计原则 3 川九公路 是九寨 -黄龙机场 通往九寨沟的重要旅游公路，服务的主要 对象是去九寨沟、黄龙观赏著名自然风光的 旅游者。项目建设应遵循 “以人为本 ”的指导思想，使 游客安全舒适 、公路路容景观及大自然风 光景致三者有机地结合，相互协调配合，营造 “车在路上行、人在画中 游 ”的优美道路交通环境。坚持以 “安全、舒适、环保、示范 ” 的总 体设计原则，指导本项目的勘测、设计、施工，并通过施工现场信息反 馈、不断完善设计。 2.1.1 安全 原则 将道路安全设计放在首要位置，采取必要和综合处理措施，保证结构 物的安全稳定；尽可能提高路线平纵面设计指标，设置必要的交通安全 设施，减少道路安全隐患。 2.1.2 舒适 原则 尽最大可能采用以曲线替代直线，加长缓和曲线长度，加大曲线比例， 注重平纵面配合，力求线形的连续性、流畅性及公路景观的协调性；提 高路面等级和平整度，减少行车颠簸 , 最大限度地为乘客提供行车的舒 适性。 2.1.3 环保 原则 尽可能减小对自然环境的破坏就是最大的保护。恢复自然植被、掩盖 人工和施工的痕迹，将环保理念贯穿于设计、施工、养护全过程，最大 限度地保护和恢复生态原貌，使道路交通环境与沿线自然风景相协调。 2.1.4 示范 原则 按照 “安全、舒适、环保 ”原则，通过 “精心设计、精心施工、科学 养护 ”，最终达到公路与自然风景协调，对风景区乃至山岭区公路的建设 起示范作用；并通过这项示范工程，积极探索交通与环境保护可持续发 展的有效途径。 2.2 环保优先的分段建设方案 4 根据原有公路的特点和路况，可分 5 段分别采取不同的改建方案。 2.2.1 九黄机场专用线（ 5.5 公里） 该段是由九黄机场至九寨沟方向的专用连接线，为高山灌木生态区域， 按二级公路 8.5 米路基宽度新建。 2.2.2 川主寺至弓杠岭段（ 33.1 公里） 该段为高山河谷生态和高山草甸生态区域。原路地形条件较好，路线 平纵面指标较高，基本符合二级公路标准；改建设计时，平面上拟合原 路中线，纵面上拟合原路坡度，尽可能利用原路。原路路基宽度约 8.5 米，主要是完善路基排水系统和进行坡面绿化。 2.2.3 弓杠岭至樟扎段（ 46.3 公里） 该段为森林生态、高山湖泊及沼泽生态、森林生态向干旱河谷生态过 渡区域。原路路基宽度 7.5 米，地形地质条件较复杂，平纵面指标高低 不一，路堑边坡病害较突出，路况相对较差，为改建设计的重点地段。 根据原路技术指标现状，在弓杠岭、关门子及九道拐等 3 个平纵面指 标较低的路段，达吉寺至永竹工程艰巨段个别技术指标按三级公路线形 标准适应地形，避开内侧高陡边坡；采取多种挡防措施综合处治原路边 坡病害。 2.2.4 樟扎至九寨沟沟口段（ 6.1 公里） 属城镇生态区域。原路路线平纵面符合二级公路标准，路基宽度 12.0 米，水泥砼路面。该段为利用原路段，设计重点是高陡不稳定边坡 病害的综合处治及破损路面的修补。 2.2.5 沟口至龙康桥延伸段（ 3.1 公里） 属城镇生态区域。原路路基宽度 7.5 米，沥青表处路面。本段路基需 拓宽路线为 12 米，路线布设受左侧高陡边坡及右侧宾馆、酒店控制，尽 量减少拆迁，平纵面指标满足二级公路标准。 3 川九公路的设计理念与设计特色 5 3.1 本着 “顺应地形、确保安全、保护环境 ”的原则，灵活采用路线平 纵面技术指标 3.1.1 配合自然地理条件，灵活地应用技术指标，最大限度地保护环境 （ 1）地形较好地段提高设计指标 川主寺至弓杠岭段，地形条件较好，原有公路平纵面指标较高，分 段采用提高的设计行车速度进行设计。 （ 2）地形困难地段适当降低路线技术指标 弓杠岭下山段、关门子及九道拐等地形特别困难的地段，平纵面指 标按运行车速进行控制。 （ 3）外移线位避开高陡病害边坡 根据原路既有线形、地形、地质、边坡病害及植被覆盖情况，因地 制宜地确定路基加宽方向，有条件的地段外移线位，最大限度保持原有 边坡的稳定。 3.1.2 调整 交通事故多发地段 路线平纵面线形组合方式及横断面宽度， 提高行车安全性 （ 1）改移路线 原路技术指标低、平面线形较差、地形条件较好的交通事故多发地 段，通过改移路线提高设计指标。 （ 2）消除纵面 “暗凹 ” 原路纵面起伏大形成 “暗凹 ”不良线形的地段，通过调整和优化纵 面，消除 “暗凹 ”和行车安全隐患。 （ 3）积雪结冰地段的路基加宽及调匀纵坡 路面积雪结冰较严重、平纵指标较差的地段，路基适当加宽并减小 纵坡，改善行车安全性。 3.1.3 结合原路线形与地形条件，优化线形设计，改善线形与环境的协 调性和舒适性 6 （ 1）圆顺的多圆卵形线形 配合地形，较多地采用圆顺的卵型或多圆卵型曲线，消除同向平曲 线之间的夹直线，线形连续流畅。 （ 2）顺应地形的连续 S 形线形 顺应地形，大量地采用连续的 S 形线形，消除反向平曲线之间的短 夹直线，提高线形的流畅性及与环境的协调性。 （ 3）合理的超高加宽渐变方式 采用合理的平曲线超高、加宽及其渐变方式，使视觉连续和路容增 辉，提升线形的行车质量和舒适性。 3.2 多种措施并举，彻底根治路基病害，实现安全与环保的统一 （ 1）削坡绿化处治边坡坍塌碎落 植被较差、地形平缓的地段采取削坡绿化处治坍塌碎落病害，尽量 放缓边坡而较经济地利用植物进行生态防护。 （ 2）矮墙加削坡绿化处治边坡坍塌碎落 植被较好、地形较陡的地段采取矮墙加削坡绿化处治坍塌碎落病害， 尽可能减少和避免边坡开挖及对植被的破坏。 （ 3）拦渣墙及落石槽被动拦挡边坡碎落 坡顶植被较好不容许削坡 、 坡脚宽度有富余宽度的地段 采用拦渣墙 及落石槽处治碎 落病害 。 （ 4）铁丝网防护处治坡面病害 对陡崖下范围较大的崩坡积松散碎块石土质坡面病害，当坡度较缓 时采用铁丝网防护与绿化 处治。 （ 5）主动防护网处治坡面溜坍 对陡崖下范围较大的崩坡积松散碎块石土质坡面病害，当坡度较陡 时采用 主动网防护与绿化处治 。 （ 6）竖梁锚杆加固处治不稳定高陡边坡 7 对沟口段不稳定高陡边坡，通过框架锚杆、框架锚索、矮墙加削坡 及棚洞等多方案比较优选，采用竖梁锚杆加固处治。 （ 7）矩形边沟加设多孔盖板 矩形边沟加设盖板防止车轮卡陷，并达到平面宽度增宽的感觉；盖 板上预留孔洞排泄雨水。 （ 8）清理整治白河河道 对河道狭窄、堵塞严重、危及路基 及其挡防工程的 安全的个别河段， 进行河道清理和整治。 3.3 借鉴与创新并重，探索边坡防护的新型式 （ 1）仿木排桩防护绿化坡面 借鉴梯田在水土保持方面的原理，应用仿木排桩新型防护绿化形式， 防护稳固边坡，减少地表水冲刷。 （ 2）阶梯栏栅防护绿化坡面 引进国外先进环保技术， 应用阶梯 栏栅 新型防护绿化形式，使坡面 防护、绿化及环境美化有机地结合 。 （ 3）花池墙防护绿化边坡 创造性地采用花池墙防护边坡，波形挡土板沿坡面阶梯设置，在内 波谷内填土绿化，防止坡面水土流失及碎落病害，美化公路路容。 3.4 减少人工构造痕迹，使公路融入大自然 （ 1）配合地形的缓边坡 植被较差、地形平坦地段的路基填挖边坡尽可能放缓，既与周围环 境配合协调，又便于直接采用植物生态防护。 （ 2）贴切自然的圆滑坡面 为保证公路融合到自然环境中去，对路堑挖方边坡采用圆滑的曲线 顺适连接上下坡面及原地面进行坡面修整。 （ 3）尽量减少人工挡防工程 8 植被生长较差地段一般采取削坡绿化处理，既避免人工痕迹突出的 路堑挡防结构，又节省工程造价。 （ 4）减少生硬高大的挡防结构 植被生长较好的地段必须设置路堑墙时，尽量采用矮路堑墙，减小 生硬高大的挡土墙与路容景观的不协调性。 （ 5）与路容配合协调的土质碟形边沟 配合宽敞的填挖方边坡，较多地采用工程数量节省的土质碟形边沟， 通过绿化植草与边坡和自然环境融为一体。 3.5 因地制宜采用多种种植措施，全面恢复植被 （ 1）直接种植 对于坡度缓于 11.5 的填方和挖方边坡，采用直接种植灌木和植草 进行生态防护绿化。 （ 2）三维植被网种植 对于坡度缓于 11 的土质挖方边坡，采取铺挂三维植被网的措施种 植灌木和植草，进行生态防护绿化。 （ 3）铁丝网加固三维植被网种植 坡度陡于 11 的高陡土质挖方边坡，采取铺挂铁丝网加固三维植被 网的措施种植绿化，进行生态防护绿化，并对边坡平台灵活点种灌木。 （ 4）主动防护网加三维植被网种植 坡度陡于 11 、存在浅层溜坍病害的坡面，采用主动防护网加三维 植被网的措施种植绿化，进行生态防护绿化。 （ 5）拱形骨架护坡种植 坡度陡于 12 采用拱形骨架防护的较高填方边坡，在骨架间的空格 内液压喷播植草及在边坡平台上种草籽绿化。 3.6 强化个性化设计，形成舒适的路容景观 （ 1）回头曲线及上下线间的坡面修饰 9 发掘设计的亮点工程，对回头曲线内侧及其上下线之间的坡面，结 合行车视距的切除进行置石造景，零星堆码较大的片块石，遂成雅趣， 同时又避免车辆驶入。 （ 2）人工构造物的植物掩饰 设置有路堑墙和圬工边沟的地段，在与路肩之间有条件时，尽量预 留一定宽度，通过种植灌木绿化掩饰人工构造物。 （ 3）路堑挡防结构立面线形的改善 路堑挡防结构高度变化时，采用曲线形或阶梯形顺适自然地渐变过 渡，避免出现突变和较大错台 。 （ 4）路堑挡防结构的端部细节处理 路堑挡防结构采用折向坡内的曲线形端头与低矮的挖方或填方边坡 衔接，并通过种植灌木加以掩饰，避免突变厚大的端头暴露在视线内。 （ 5）取土坑的回填种植绿化 紧邻路侧及在公路行车视线之内的原有取土坑，利用路基废弃土回 填成缓坡，采用植草和移植灌木绿化。 （ 6） 坡面点缀自然的孤石 在清理和削除的路基边坡上，配合全坡面的绿化，有意保留稳定可 靠的孤石，自然协调、别具一格。 3.7 适应景观的差异性，向游客展现自然景观 （ 1）近景好的 “露 ” 对公路附近较好的草原近景和水景观，使其显露，仅在路基范围内 种植花草，不植灌木避免遮挡。 （ 2）远景好的 “透 ” 佳则收之，对远处优美的雪山、丛林风景，让其通透，不种植高大 的乔木避免阻隔，必要时对阻挡的障碍物进行清除。 （ 3）景色不好的 “封 ” 10 俗则屏之，对不好的景色进行封蔽，通过种植乔木和灌木予以掩蔽， 遮挡不良视觉的物体。 （ 4）景色不好又无法 “封 ”的则 “诱 ”开视线。 合理应用借景和障景关系，对不好而又无法屏封的景色进行诱导， 利用茂密显露的植物诱开视线。 3.8 以风格各异的家装工艺装饰路堑挡土墙，丰富路容景观 （ 1）配合环境色彩的饰面 对原有挡土墙面，配合环境色彩，采用仿文化石、漂流石、细卵石、 锈板石、片岩等多种材料饰面，形成天然的岩石外表，变化贴近地方藏 羌文化特色。 （ 2）丁顺多变的镶面 新建挡土墙面，利用砌块的丁顺相间关系，采用全丁、全顺、一丁 一顺、两丁两顺等多种镶面工艺，上下对齐，形态各异。 （ 3）凸凹相间的镶面图案 新建挡土墙面，通过对部分砌块的凸凹镶面工艺，组成菱形、方形、 曲线形、卵形、 V 字形、牛头形等各种图案，在均匀一致中呈现多变。 （ 4）砌块表面图案 新建挡土墙面，通过对部分砌块的表面镶入卵石、片石等不同材质， 组成各种优美图案。 （ 5）台阶形镶面 对部分新建挡土墙，按照面坡坡度砌成台阶形镶面，构成线条均匀 整齐、线形连续流畅的墙面外观。 3.9 设置与旅游功能相匹配的交通工程设施，体现旅游公路特色 方便休憩和赏景的观景台及停车港湾 在村落集中和景观优美的路段设置 4 处观景台及其停车港湾设施， 方便旅客休息和观赏景色。 11 引导旅游兴致的景观区域标志 配合沿线分区明确、丰富多彩的自然景色，设置带有典型风光彩色 照片的景观区域指示标志，激发旅游观景兴致，引导旅客进入九寨沟风 景区的情趣。 便于旅游识别的指示标志 结合旅游道路的特点，设置观景台预告、观景台指示及旅游指路等 具有旅游特色的标志类型。 方便观景的形式多样的防护栏 对于高山灌木生态区的九黄机场专用线及高山森林生态区，地形陡峻， 仅有眺望远景，采用 传统的 波形梁护拦，并于波形梁下侧加设方管横梁。 对于高山草甸及河谷生态区，地势平缓，视野开阔，采用通透性较好 的梁柱式护拦，远观雪山和森林，近赏草原和水景。 对于高山森林及河谷生态区的风景优美地段，为与周围环境配合自然， 采用钢背仿木护拦。 4 对山区旅游公路设计理念的探讨 4.1 用 “以人为本和可持续发展 ”的观念，更新公路设计理念 随着社会经济的发展，交通条件的改善，人民生活水平的不断提高，