第一篇第五章-公路选线

第五章公路选线第一篇公路勘测设计教学要求1．知道公路选线的基本原则及公路选线的方法与一般步骤；2．描述平原区选线的特点与布线要点；3．描述山岭区选线特点，知道沿溪线、越岭线及山脊线与山坡线选线时应解决的主要问题及布线要点；4．描述丘陵区选线特点，知道丘陵区选线时应解决的主要问题及布线要点；第五章公路选线第一节选线的原则、方法与步骤在实地或地形图上，根据公路的等级、路线基本走向和技术标准，结合地形、地质、地物及其沿线条件，综合平、纵、横三方面因素，选定路中线平面位置的工作，称为选线。选线应包括确定路线基本走向、路线走廊带、路线方案至选定线位的全过程。一、选线原则公路选线应在工程可行性研究报告所选定的路线走向和主要控制点的基础上进行。在选线时要注意掌握以下原则：1．选线是一项政策性、技术性很强的综合性工作。在路线设计的各个阶段，应按拟定的各控制点由面到带、由带到线，由浅入深、由轮廓到具体，进行比较、优化与论证，在多方案论证比选的基础上，选定路线最优方案。当同一起、终点的路段内有多个可行路线方案时，应对各设计方案进行同等深度的比较。2．公路的选线要考虑在正常使用条件下，不会有大的破坏。遇有滑坡、崩塌、岩堆、泥石流、岩溶、软土等不良工程地质的地段时，应视其对路线的影响程度，分别对绕、避、穿等方案进行论证比选。3．公路造价与公路技术指标的变化成正比。例如，为了良好的线形有些地段就需要多占农田；纵坡坡度设计较小，就需要增加填挖方数量等等，我们总是在道路的指标与道路的造价之间寻求平衡，使对立的两个方面达到统一。4．公路不仅要有使用上的功能，而且应具有美学和景观上的要求。公路内部之间以及内部与外部之间的协调是保证人们在生理上有安全感、舒适感的重要因素。其中内部协调是指纵面、平面线形视觉的连续性和纵面、平面立体协调；外部协调是指公路与周围环境景观的协调和宏观的路线位置与自然的协调5．选线应重视环境保护，应尽量减小由于公路修筑以及汽车运行所产生的影响与污染。如路线对自然景观与资源的影响，噪音对居民的影响等。二、选线的方法与步骤选线是一个由总体到局部，由浅入深的过程。一条公路的起终点和中间控制点确定以后，为了选出一条最合理的路线，选线一般要经过三个步骤：1．全面布局全面布局主要是解决路线的基本走向，即在起点、终点和中间大控制点之间按选线原则寻求最合理的路线走向。例如：沿溪线可以走不同的河岸；越岭线可以展线或隧道穿越等，这一工作一般在视察时确定。2．逐段安排逐段安排是在路线的基本走向确定以后,在大控制点间结合地形、地质、水文、气候等条件,逐步确定小控制点的过程。通过逐段安排，解决路线的局部方案。3．具体定线在逐段安排的小控制点之间,根据技术标准,结合自然条件,综合考虑平纵横三个方面因素,进行穿点交线,具体定出路线中线位置的工作。具体定线在详测时进行。综合上述：选线是一个由粗到细、由面到线再到点的过程，只有布局合理，才能逐段安排到位；只有逐段安排恰当，才有具体定线的结果，从而形成一个统一的整体。因此，选线要根据技术指标、自然条件、建筑材料、施工条件、工程造价、养护条件、营运效益等综合考虑。采用不同过岭标高的垭口展线方案布设第二节平原区选线一、路线特征平原是指地形宽广平坦或略有起伏，地面自然坡度一般自然坡度都在3度以下，一般多为耕地，农田水系渠网发达，具有建筑物、湖泊、水塘、河叉多等特点。平原区路线布设主要是避让地物障碍问题，即：平面线形以直线为主体线形，弯道转角较小，平曲线半径较大，在纵面上坡度平缓，以低路堤为主。二、路线走向的确定确定路线走向，首先是把总方向内所规定经过的地点，如城镇、工厂、农场、以及文物风景地点作为大控制点；然后在大控制点之间进行实地勘察，选择中间控制点，如大片建筑物、水电设施、河流桥位以及必须绕过的洼地、湖泊等，路线无充分理由不应转弯。平原区对交通运输的要求增长比较迅速。因此，路线要充分考虑远期和近期相结合，路线尽可能采用较高标准，以便将来提高时能充分利用原有路基和桥涵等工程。图1-0-5-1所示为江汉平原上一个主干公路的一段，路线选择普安桥位、蟹湖、红星镇、石灰厂和新丰桥位作为控制点。路线的前一段，系考虑河流、湖泊及居民情况，穿越蟹湖，绕开红星镇，后一段考虑地势较高处的石灰厂，用正交桥跨过新丰江。图1-0-5-1平原区路线示例二、路线的布线要点1.线形与技术标准平原区的基本线形应是短捷、顺直，以平面为主安排路线，使路线保持良好的线形。尽量使路线线形具有良好的连续性和平顺性以及视觉的诱导性。因此布线时，要尽可能使用较高的技术指标，合理确定路基高度，避免纵坡起伏过于频繁。2．正确处理好公路与农业的关系平原区选线不可避免要占用一些农田，要从路线的作用、工程量及造价、运营费用等因素全面分析比较，既不能片面求直占用大量农田，也不能片面为不占农田，使路线的总体指标明显下降。图1-0-5-2占地路线方案比较3．注意处理好路线与农田水利的关系线路布设要尽可能和农田灌溉系统配合，把填筑路堤和兴修水利结合起来。对原有灌溉系统一般不要拆除，布线要注意与干渠平行，减少路线与渠道相交。沿渠道布线，注意堤路结合，桥闸结合。利用河堤与路堤相结合方案围滩筑路造田实例路线方案比较示意图4．合理考虑路线与城镇的联系公路对于城镇具有双重作用，所以要正确处理好服务与干扰、穿越与绕避、拆迁与保留的关系。5．处理好路线与桥位的关系大中桥桥位往往是路线的控制点，在选线时需要路、桥综合考虑，分析比较，寻求路线和桥位都较理想、符合设计要求和技术标准的位置。6．注意土壤地质水文条件在平原河网湖区，由于地势低，地下水位高，要注意路基最小填土高度，保证路基处于干燥或中湿状态。图1-0-5-3桥位方案比较图1-0-5-3局部改移河沟方案第三节山岭地区选线一、路线特征山岭地区山水相隔，山峦重叠，山高坡陡，谷深流急，地形曲折复杂，它一般包括分水岭、山脊、山谷、山坡等。由于山区自然条件变化大，使路线在平纵横三方面受到很大限制，因此，在山岭区选线一般以纵断面线形为主布设线路，根据其基本走向所处的位置可分为沿溪线、越岭线、山坡线与山脊线等。二、沿溪线沿河（溪）线是沿河谷两岸布设的路线，其特点是路线傍山临水，如图1-0-5-5所示。沿溪线的主要优点是平面线形较好，纵坡一般较小，平纵线形一般均能满足设计要求，砂、石等原材料比较丰富，对施工、养护、营运有利。沿溪线的缺点是洪水频繁发生，经常破坏公路，需要增设大量防护工程来抵抗洪水的侵害，导致工程造价加大，桥涵及防护工程数量大。1．路线布局沿溪线的路线布局，主要确定三个问题：路线选择走河的哪一岸；路线线位放在什么高度；路线选在什么合适地点跨河。1）河岸选择沿溪线可以选择在一岸布线或在两岸跨河布线。在地形地质条件方面，路线应选在地形宽坦，有阶地可利用，支沟较少，水文地质条件良好的一岸，以减少防护工程，节约费用。线路应选择村镇较多，人口较密，风景、名胜古迹集中的一岸，以充发挥道路的运输功能，促进地方经济和旅游的发展。跨河换岸比较图2）桥位选择（1）跨河问题跨河布线要明确两个问题：第一是为什么要跨河，第二是桥位的选择。一般情况下，如果起讫点在同岸，且距离很近，一般不考虑跨河的方案，只有当跨河布线或跨河建桥比开挖防护更为经济时，才考虑跨河。（2）桥位选择跨河可分为跨支流和跨主流两类桥位,跨支流的桥位选择,一般属于局部方案问题,而跨主河的桥位选择多属于路线布局的问题。图1-0-5-5利用河曲跨河河岸选择比较方案图1-0-5-6绕走支垭口的方案跨河换岸的方案3）路线高度线位的高度是布线中的重要环节。首先，线位高度要使其在设计洪水位以上一定安全高度内。布线时一般有低线位和高线位之分。低线位是指路基高出设计洪水位不多，有时还受到较大洪水影响的路线高度。低线位的优点是平、纵面线形比较顺直、平缓，易满足较高的指标要求，缺点是受洪水威胁大，防护工程多，路线与农田矛盾较大，处理废方比较困难。高线位是指路线高出设计洪水位较多，完全不受洪水威胁的线路。高线位的缺点是路线线形较差，土石方数量大，加固工程多，路线需要跨河时比较困难，施工和养护用水取料都不如低线位方便。综上所述：低线位比高线位的优点多，在满足规定频率设计水位的前提下，一般应选低线位，这样工程经济，线形标准高，而把高线位作为局部路段的选线方案。2.路线在河谷断面上的布设1）开阔河谷布线浅盆形河谷比较开阔，从溪岸到山坡有较宽的台地，台地上农田、村镇居民点多。布线一般有傍河或中穿三种走法（图1-0-5-8）。图1-0-5-8开阔河谷路线方案2）河道弯曲、狭窄的河谷布线对于河弯、蛇曲地段（图1-0-5-9），可有3种走法：一是随河弯绕山嘴走；二是改移河床；三是两次跨河取直路线。采用哪种走法要通过技术经济比较决定，一般是交通量大的干线宜取直，而等级低的支线则采用工程量小的方案。图1-0-5-9河湾路线方案示意图3）陡崖峭壁河段遇到陡崖峭壁溪谷，路线能自远处开始提升，绕过崖顶选择有利地带通过是一种较好的方案。当崖顶过高，上下崖展线困难，则宜采用穿过峡谷的方案。当河床较宽，水流不深，压缩部分河床不致引起洪水位抬高过多时，可考虑占河筑路（图1-0-5-10）。图1-0-5-10占河筑路图1-0-5-11几种特殊措施通过陡崖峭壁布线示意当可床较窄，水流很急，不容侵占河床时，则可考虑在岸壁上开挖台口式路基，如图1-0-5-11所示。设计时要注意地质情况和废方的处理。三、越岭线越岭线是路线从山的一侧翻越垭口，在垭口的另一侧降坡而下的路线。其特点是路线需要克服较大的高差，路线的长度和位置主要取决于路线纵坡的安排。因此，在越岭线的选线中，以路线的纵断面设计为主导。越岭线的优点是布线灵活，可选方案多，遇不良地质或艰巨工程及重要地物限制时，避让比较容易。越岭线的缺点是线形较差，指标低，在地形复杂的山区，常使路线弯急坡陡，路线指标下降。越岭线一般远离河谷，施工、养护、运营条件较差。1.垭口选择越岭线布局主要是解决垭口的位置、过岭标高的确定和垭口两侧路线的展线方法。垭口是布局的重要控制点，它决定路线的走向；过岭标高控制着纵坡的大小；展线的方法决定了路线的长度，布局时要综合考虑。垭口是越岭线的主要控制点，应从垭口的位置、标高、地形条件、地质情况和展线条件综合考虑。2.过岭标高的确定过岭标高是越岭线的重要控制因素，常用的过岭方式有三种：浅挖垭口、深挖垭口和隧道穿过。图1-0-5-12垭口位置的选择图1-0-5-13垭口的标高与展线3．垭口两侧路线的展线1)放坡展线越岭线的高差主要是通过垭口两侧的山坡展线来克服的。在确定了垭口的主要控制点以后，就需要试坡展线，定出中间控制点，在控制点之间逐段展线，最后形成路线的整体。放坡由垭口开始,从上而下,用手水准测定两控制点的倾斜角度,在安排好纵坡的前提下,定好路线的位置。相邻两个控制点之间的坡度一般以5%左右为宜。目前越岭放坡一般常采用带角手水准，如下图所示。使用时用手水准横丝瞄准前方相等视线高的目标，旋转刻度盘，使汽泡居中，此时刻度盘上指针所指的度数，视线高至目即为标间的倾斜角度。将此读数乘以1.75即为纵坡度。放坡时可采用平均坡度和设计坡度两种放坡方式。常用带角手水准2)展线方式展线是采用延长路线、减小路线坡度的一种布线方式。常用的展线方式主要有自然展线、回头展线和螺旋展线。一条较长的越岭路线，由于地形的变化，常常是各种展线方法的综合运用，布线时要根据实际的地形特点，选用沿溪、越岭等合适的方式，并注意它们之间的过渡和衔接，要均衡各种因素，全面分析，综合考虑，合理布线。回头展线的几种方案示意图利用狭窄的山坡回头展线上线桥螺旋展线下线隧道螺旋展线河床纵坡陡峻河段展线示意四、山脊线1.山脊线的特点及选择条件山脊线是指公路沿分水岭方向所布设的路线，分水岭一般平缓、起伏不大、岭脊宽厚的山脊是布设山脊线的理想地形。山脊线的特点是：里程短，土石方工程小，水文地质条件好，路基稳定，地面排水好。桥涵构造物和防护工程少。不利因素是线位高，远离居民点，服务性差。在冬季云雾、积雪、结冰对行车养护不利。2.控制垭口的选择在