山区高速公路扩建工程总体设计策略分析

1、PAGE 7 -山区高速公路扩建工程总体设计策略分析摘要山区高速公路扩建是提升山区高速公路通行能力的重要手段，相较于平原地区的高速公路改扩建工程，山区高速公路改扩建工程受制于地质、地形条件，施工难度，施工复杂度较高。文章以某山区高速公路扩建工程为依托，分析扩建的原则、扩建方式，总结山区公路扩建设计技术策略，可为同类工程设计提供参考。关键词山区公路;扩建项目;总体设计;策略分析中图分类号U418.8文献标识码A文章编号2096-8949（2022）12-0160-03收稿日期：2022-04-15作者简介：肖先友（1987），男，本科，工程师，从事公路路面施工与管理工作。0引言山区高速公路改建、

2、扩建，是改善山区乡村交通条件的重要手段。项目实施阶段，如何处理扩建工程与现有工程的关系，在不中断交通的条件下，高质量、低成本地完成山区公路扩建施工，是亟须解决的问题1。该文依托具体工程，对山区高速公路扩建工程总体设计策略展开研究，对提升国内山区高速公路扩建工程质量具有重要意义2。1工程概况某高速公路是连接福建、江西、湖南等地的干线公路，该文所依托工程是该道路改扩建项目工程的一个组成部分，该公路风霜岭隧道段，采用两侧分离扩建;过风霜岭隧道至红星路段，采用两侧拼宽方式扩建;红星至大龙山路段，经南靖互通接319国道，主干道采用两侧拼宽方式扩建，大龙山隧道段采用两侧分离扩建;过大龙山隧道至金山镇，采用

3、左侧分离新建下行线方式扩建，设金山互通与319国道衔接。线路全长32.477km。2扩建原则与方式2.1扩建原则高速公路改扩建项目总体设计应遵循以下原则：（1）合理规划线路，减少土地占用，减少征地拆迁。（2）增加现有工程利用，节约项目成本。（3）通过改扩建施工，消除现有公路病害缺陷，提升现有公路通行性能、通行能力。（4）科学进行施工交通组织设计，降低对施工段的交通影响。（5）注意保护环境，加强景观设计。2.2扩建方式老路改扩建、新建复线是高速公路改扩建的常用形式。老路扩建根据扩建形式不同，又分为单、双侧拼接加宽，单、双侧分离加宽，交错拼宽等形式3。该工程作为山区高速公路扩建工程，线路地质、地形

4、条件复杂，又需穿越隧道，不具备全线两侧拼宽扩建的工程条件。结合线路实际条件，主干道路采取两侧拼宽扩建为主，配合单侧分离扩建的形式进行扩建，隧道路段采用两侧分离的方式扩建。3高速公路扩建设计技术策略分析及应用3.1注重原有道路的資料收集与分析高速公路扩建工程设计阶段，加强原有道路设计资料的收集、整理和分析，为扩建工程方案设计、方案优化调整提供参考。（1）分析原设计资料，明确原路线设计线位情况、设计意图，规避原方案淘汰设计，优化扩建方案。（2）收集原路线地质勘测资料，调查道路运营期养护情况、病害分布、病害类型信息，掌握路段病害特征，为扩建道路养护方案设计提供指导。（3）分析既有道路技术资料，掌握既

5、有道路技术性能不足，深化扩建道路技术设计，克服既有道路扩建技术缺陷，满足扩建道路公路视距、超高缓和曲线长等技术性能要求。3.2路线总体方案设计策略3.2.1把握路线布设关键因素，统筹兼顾，合理确定总体扩建方案（1）总体方案设计：强化线路关键因素统筹设计，确保新建桥梁、隧道等构造物与既有线路构造物、沿线环境景观的整体协调性。（2）既有道路高边坡处理：遵循“宁填勿挖”原则，尽量避免二次开挖，降低对老路路基的扰动。（3）既有道路软基路段处理：1）通过桥、路方案比选、优化，降低软基路段偏宽长度;2）根据软基路段土体构成，采取针对性软基加固措施，降低扩建路段工后沉降，保证拼宽路面平稳度。3.2.2细化整

6、体式路基平纵设计，优化分离路段比选（1）路基平纵设计：收集、分析既有线路路基测量资料，掌握既有路基平纵线形指标，深化扩建路线路基设计4。（2）路基标高控制思路：以原路线标高为控制标高，试验段路基处理工后沉降数据为控制指标，控制扩建路基与原路基标高差，避免新建路基工后沉降影响路面平整度。3.2.3协同横断面，消除老路弊端随拼宽扩建路面道路车道数量、路基宽度增加，原有道路视距、缓和曲线超高程度等技术指标，难以满足扩建公路技术要求。扩建路线线型设计阶段，可通过协同横断面设计，消除原有道路视距、缓和曲线超高程度不足等弊端。该文依托扩建工程，原定采用分离式路基方案。通过原有路基线形设计线位拟合分析，发现

7、原有路线平面半径、超高过渡缓和曲线长度不足，无法满足扩建后新道路的视距缓和曲线长度要求。设计阶段，针对原有路线部分路段技术缺陷，通过维持原中央分隔带，细化加宽部分路段路基，满足了扩建道路视距、缓和曲线长度要求，解决了原定分离式路基方案、原路线线型设计的弊端。扩建方案见图1。3.3兼顾安全、土石平衡的主线、互通协同设计原位扩建两侧拼宽道路，路线纵坡方案设计受原路线纵坡设计限制，难以实现土石方平衡。通过主线、互通协同设计，优化匝道布置，调整标段主线、互通区土石方偏差，实现标段工程的土石方平衡5。（1）该高速公路扩建工程，包含丰田、金山两座互通，在原位扩建的总体方案下，通过统筹主线、互通段平纵设计，

8、实现标段整体土石方平衡。（2）丰田互通：1）A型方案：主线欠方;主线右侧存在高边坡、小型山包等不利地质，施工阶段、道路运营阶段，易受施工扰动、环境作用诱发滑坡灾害;2）B型方案：避开主线右侧高边坡，优化闸道布置，挖除原有小型山包，补足主线路段欠方;3）经对比，B方案消除小型山包可避免施工期、运营期安全隐患，弥补主线段欠方问题，兼顾安全性、土石方平衡，决定采用B型方案。（3）金山互通：1）主线路段左侧分离的扩建方案：主线线位受地形限制，调节难度大，欠方问题严重;互通区原分流匝道纵坡大，不利于行车安全;2）降低主线路段纵坡方案：通过合理降低扩建纵断，弥补标段欠方，减小原分流匝道纵坡，见图2;3）决

9、定采用降低主线纵坡方案，替换原定左侧分离扩建方案，兼顾主线、互通段土石方平衡、道路运营安全。3.4适应地形，兼顾地方需求的隧道扩建平纵设计受山地地貌条件限制，隧道出入口前后段，地形特征差距较大。隧道扩建平纵设计，须适应扩建地段实际地形条件，节约工程成本6。在保证路线指标的前提下，兼顾地方需求。（1）风霜岭隧道、大龙头山隧道均采用两侧分离扩建。（2）风霜岭隧道进出口路段，左侧山势较高，附近分布机耕通道，周围发育冲沟等严重不利地质构造，采取从山凹部抬高纵断的方案扩建隧道，留足通道净空，保证隧道扩建施工、后期运营安全。（3）大龙头山隧道，进出口路段山势呈左低右高，通过抬高右线新建隧道出口纵断，适应隧

10、道进出口山势地形。（4）新建右线隧道，采用“人字坡”的断面设计方案，通过合理压低出口段标高，兼顾适应山势地形、满足平衡水源的设计要求，详见图3。3.5随形就势，协调景观的纵坡设计策略工程设计阶段，深化原路线的既有构造物、景观的利用设计，减少新建构造物、景观工程支出，节约项目成本;既有构造物、景观无法利用时，遵循随行就势的设计策略，加强新建公路构造物、景观设计，保证改造后路段构造物、景观的整体协调性7-8。该项目大龙头山出隧道口至金山段工程，采用左侧分离新建下行线扩建方案，通过合理压低新线纵坡的扩建方案设计，形成了沿山梯级分布的格局，满足了新旧线整体协调的要求，详见图4。3.6考虑施工期交通组织

11、的总体设计扩建工程设计阶段，科学设计施工交通组织方案，减少工程施工对沿线交通的不利影响。（1）总体方案比选阶段，在两侧拼宽方案、其他方案工程量、施工成本相当的情况下，优选两侧拼宽方案，降低顺坡拼接施工难度，减小工程施工对交通的不利影响9。（2）互通扩建方案设计的合理性，关乎互通保通目标的实现：1）项目整体规划设计阶段，加强施工交通组织实施可行性探讨，优化总体方案设计，落实“边扩建，边通车”的施工交通组织目标;2）保通匝道设计阶段，根据既有匝道工况、扩建道路实际需求，科学确定匝道标准，优化平纵面线形设计，保证新旧匝道的有效衔接;3）项目实施阶段，做好既有涵洞通道、匝道路面材料的回收利用，节约项目

12、成本10。（3）互通施工组织总体设计，可采用“由外向内”的设计理念：1）工程实施阶段，先进行外围工程修建施工;2）外围工程交付验收后，将交通引入外围已建道路，保障道路通行;3）结合实际情况，优化内部工程、既有道路改建施工组织，有序实施剩余工程修建，见图5。4结论综上所述，改扩建工程总体方案设计，对后续工程建设整体质量、施工安全、道路投产运营安全等具有深远影響。高速公路改扩建项目工程设计阶段，应深刻把握改扩建工程要素，加强新建线路、既有线路统筹设计，结合原有道路的资料、线路调查情况，深化方案设计，为后续改扩建工程施工有序展开奠定良好基础。参考文献1薛伟蔚.山区高速公路路线设计问题及应对措施J.中国储运，2022（2）：142-143.2沈翔.山区高速公路线形优化设计研究J.工程建设与设计，2022（23）：105-108.3吴姗.山区高速公路路线方案设计探讨J.福建交通科技，2022（11）：10-14.4宋俊涛.山区高速公路路线设计思路及选线方法研究J.黑龙江交通科技，2022（9）：73-74.5董宝明.探究山区高速公路路线设计中存在的问题J.四川建材，2022（9）：175-176.6徐鹏，余鸣飞，晏涛，刘学胜.山区高速公路施工安全问题的原因分析及对策探