公路选线设计 98页

第二部分选线 第一节概述公路选线就是根据路线的基本走向和技术标准的要求，结合当地的地形、地质、地物及其它沿线条件和施工条件等，选定一条技术上可行、经济上合理，又能符合使用要求的公路中心线的工作。选线的目的，就是根据国家建设发展的需要，结合自然条件，选定合理的路线，使筑路费用与使用质量达到统一，且行车迅速安全、经济舒适、构造物稳定耐久及易于养护的目的。 第一节概述公路选线是整个公路勘测设计的关键，是公路线形设计的重要环节，它对公路的使用质量和工程造价都有很大的影响。选线人员必须认真贯彻国家规定的方针政策，坚持群众路线，深入实际，调查研究，反复比较，正确解决技术指标与在自然条件下实地布线之间的矛盾，综合考虑路线、路基、路面、桥涵、隧道、交叉等，最后才能选定出合理的路线。 第一节概述选线需要考虑自然环境和社会经济条件，以及线形技术指标等各方面的因素。因此，选线是一项涉及面广、影响因素多、政策性和技术性都很强的工作。 一、自然条件对道路路线的影响影响道路的主要自然因素：地形、气候、水文、水文地质、地质、土壤及植物覆盖等。 1．地形1）平原、微丘地形（1）平原，地形平坦，无明显起伏，地面自然坡度一般在3°以内。（2）微丘地形指起伏下大的丘陵，地面自然坡度在20°以下，相对高差在100m以下，设线一般不受地形限制。（3）河湾顺适，地形开阔且有连续的宽缓台地的河谷地形。河床坡度大部分在5°以下，地面自然坡度在20°以下。沿河设线一般不受限制，路线纵坡平缓或略有起伏。 2）山岭、重丘地形（1）重丘地形：指连绵、起伏的山丘，具有深谷和较高的分水岭，地面自然坡度一般在20°以上，路线平、纵面大部分受地形限制。（2）山岭地形：指山脊、陡峻山坡、悬崖、峭壁、峡谷、深沟等。地形变化复杂，地面自然坡度大部分在20°以上。路线平、纵、横面大部分受地形限制。（3）高原地带的深侵蚀沟，以及有明显分水线的绵延较长的高地。地面自然坡度多在20°以上。 气候情况直接或间接地影响着地面水的数量、地下水位高度、大气降水量及其强度和形态、路基水温状况、泥泞期、冬季积雪和冰冻延续期。并在一定程度上限制施工期限和条件。3．水文及水文地质：水文情况决定排水结构物的数量和大小，水文地质情况决定了含水层的厚度和位置、地基或路基岩层滑坍的可能性。4．地质条件：地质构造，决定地基及路基附近岩层的稳定性，确定有无滑坍、碎落和崩坍的可能；同时也决定土石方工程施工难易和筑路材料的质量。5．土质：土是路基与路面基层的材料，它影响路基形状和尺寸的决定，也影响着路面型式和结构的确定。6．植被情况：地面的植物覆盖影响暴雨逞流、水土流失程度，并在一定程度上影响路基土壤的水理和热理状况。2．气候： 二、道路选线的一般原则1．多方案选择：2．工程造价与营运、管理、养护费用综合考虑：3．处理好选线与农业的关系：4．路线与周围环境、景观相协调：5．工程地质和水文地质的影响：6．选线应重视环境保护： 三、选线的步骤和方法1．路线总体布局：路线方案选择路线方案选择主要是解决起、终点间路线基本走向问题。（小比例尺1：2.5～1：10万地形图）2．路线带选择在路线基本方向选定的基础上，按地形、地质、水文等自然条件选定出一些细部控制点，连接这些控制点，即构成路线带，也称路线布局。（地形图1：1000～1：5000比例尺）3．具体定线定线就是根据技术标准和路线方案，结合有关条件在有利的定线带内进行平、纵、横综合设计，具体定出道路中线的工作。 一、影响路线方案选择的主要因素1．路线在政治、经济、国防上的意义，国家或地方建设对路线使用任务、性质的要求，改革开放、综合利用等重要方针的体现。2．路线在铁路、公路、航道、空运等交通网系中的作用，与沿线工矿、城镇等规划的关系，以及与沿线农田水利等建设的配合及用地情况。3．沿线地形、地质、水文、气象、地震等自然条件的影响；路线长度、筑路材料来源、施工等件以及工程量、三材（钢筋、木材、水泥）用量、造价、工期、劳动力等情况及其对运营、施工、养护等方面的影响。4．其他如与沿线旅游景点、历史文物、风景名胜的联系等。第二节路线方案选择 （1）路线长度（2）线形标准、技术指标（3）占地面积（4）工程数量：土石方、路面、桥涵、挡土墙、防护工程（5）材料用量：钢材、水泥、木材（6）劳动力：数量、来源（7）工程总造价。评价路线方案的主要技术、经济指标： 1．搜集与路线方案有关的规划、计划、统计资料及各种比例尺的地形图、航测图、水文、地质、气象等资料。2．根据确定了的路线总方向和公路等级，先在小比例尺（1：50000或1：100000）的地形图上，结合搜集的资料，初步研究各种可能的路线走向。3．按室内初步研究提出的方案进行实地调查，连同野外调查中发现的新方案，都必须坚持跑到、看到、调查到，不遗漏一个可能的方案。4．分项整理汇总调查成果，编写工程可行性研究报告，为上级编制或补充修改设计任务书提供依据。二、路线方案选择的方法和步骤 第三节平原地区选线一、平原区路线特点平原区是地面高度变化微小的地区，有时有轻微的波状起伏和倾斜；平原地区除泥沼、盐渍上、河谷漫滩、草原、戈壁、沙漠等外，一般多为耕地，且分布有各种建筑设施，居民点较密；在天然河网湖区，还具有湖泊、水塘、河又多等特点；路线纵坡及曲线半径等几何要素比较容易达到较高的技术标准；易受当地自然条件和地物的障碍。 二、平原区路线布设要点（一）正确处理道路与农业的关系1．平原区新建公路要占用一些农田，要尽量做到少占和不占高产田。 2．路线应与农田水利建设相配合。3．当路线靠近河边低洼的村庄或田地通过时，应争取靠河岸布线，利用公路的防护措施，兼作保村保田之用。二、平原区路线布设要点（一）正确处理道路与农业的关系1．平原区新建公路要占用一些农田，要尽量做到少占和不占高产田。 （二）合理考虑路线与城镇的联系基本原则：过境公路：靠村不进村，利民不扰民连接公路：选择适当位置与城市道路连接或穿越城镇。1．国防公路和高等级公路，应尽量避免穿越城镇、工矿区及较密集的居民点。2．一般沟通县、乡、村直接为农业运输服务的公路，经地方同意也可穿越城镇，但应有足够的路基宽和行车视距，以保证行人、行车的安全。3．路线应尽量避开重要的电力、电讯设施。当必须靠近或穿越时，应保持足够的距离和净空，尽量不拆或少拆各种电力，电讯设施。 （三）处理好路线与桥位的关系1.指定的特大桥是路线基本走向的控制点。2.大桥原则是应服从路线基本走向，一般作为路线走向的控制点。3．中小桥涵的位置应服从路线走向。4．一般情况下，桥位中线应尽可能与洪水的主流流向正交，桥梁和引道最好都在直线上。 （四）注意土壤水文条件合理利用地形、地质条件：高地布线。应尽可能沿接近分水岭的地势较高处布线。当路线遇到面积较大的湖塘、泥沼和洼地时，一般应绕避；如需要穿越时，应选择最窄最浅和基底坡面较平缓的地方通过，并采取有效措施，保证路基的确定。 （五）正确处理新旧路的关系1.旧路改建为一级、二级公路：尽量利用旧路。处理好充分利用与积极改造的关系2.新建高速公路：保留原路。（六）尽量靠近建筑材料产地平原地区一般缺乏砂石建筑材料，路线应尽可能靠近建筑材料产地，以减少施工，养护材料运输费用。 第四节山岭区选线山岭区特征：地形方面：地面横坡陡、高低起伏大、地形变化复杂；路线在平纵横三方面都受到约束。地质方面：山区土层薄，岩层厚，岩层产状和地质构造变化复杂气候方面：山区暴雨多，山洪急，溪流水位变化幅度大。 一、沿河（溪）线定义：沿河（溪）线是沿着河（溪）岸布置的路线。适用条件：路线主要控制点在山谷一侧，相对高程不大。自然条件特点：山区河流，谷底一般不宽，两岸台地较窄；河流多具有弯曲的特点；河谷地质情况复杂；山区河流易出现洪水流量。 （一）路线布局1．河岸选择1）地形、地质条件：路线应选在地形宽坦，有台地可利用，支沟较少、较小，水文及地质条件良好的一岸。 2）积雪和冰冻地区的选岸：在不影响路线整体布局的前提下，尽可能选择阳坡和迎风的一岸。3）考虑城镇及居民点的分布：除国防公路外，一般路线应尽可能选择村镇较多、人口较密的一岸，其他如对革命史迹、历史文物、风景区等要创造便于联系的条件。1．河岸选择（一）路线布局 2．路线高度沿河（溪）线的线位高低，是根据两岸地形、地质条件以及水流情况，结合路线等级标准和工程经济来选定的。低线：一般是指高出设计水位（包括浪高加安全高度）不多（0.5m以上）。高线：高线是指高出设计水位较多，基本不受洪水威胁的路线（山腰线）。 低线的特点：路基土石方工程也较省，边坡低，易稳定；路线活动范围较大，便于利用有利地形和避让不良的地形、地质；便于在沟口直跨支流。最大缺点是受洪水威胁，防护工程较多。2．路线高度沿河（溪）线的线位高低，是根据两岸地形、地质条件以及水流情况，结合路线等级标准和工程经济来选定的。 高线的优点：不受洪水侵袭，废方较易处理。缺点：由于高线一般位于山坡上，路线必然随山势曲折弯曲，线形差，工程大；遇缺口时，常需设置较高的挡土墙或其他构造物；如避让不良地质和路线跨河，都较低线困难。综合评价：一般讲，低线优点较多，在满足规定频率的设计水位的前提下，路线越低工程越经济，线形标准也越高。 3．桥位选择按路线与河流的关系：跨主流（跨河换岸）跨支流路线跨越主河的桥位选择：（1）在“S”形河段腰部跨河，以争取桥轴线与河流成较大交角。 （2）在河弯附近选择有利位置跨越。按路线与河流的关系：跨主流（跨河换岸）跨支流路线跨越主河的桥位选择：。3．桥位选择 （3）在与路线接近平行的顺直河段上跨河，桥头引道难以舒顺，应尽量避免。 不可避免时应设置斜桥、修改桥头线形或布置一段弯桥。（3）在与路线接近平行的顺直河段上跨河，桥头引道难以舒顺，应尽量避免。 路线跨支流的桥位选择：（1）从支河（沟）口直跨（2）绕进支沟上游跨越3．桥位选择按路线与河流的关系：跨主流（跨河换岸）跨支流 （二）几种河谷地形条件下的选线1．开阔河谷1）沿河岸；2）靠山脚；3）直穿田间（一般不宜采用） 1．开阔河谷1）沿河岸；2）靠山脚；3）直穿田间（一般不宜采用）（二）几种河谷地形条件下的选线 2．河道弯曲、狭窄的河谷1）沿河岸自然地形，绕山咀、河弯布线。2）取直路线。遇河弯，则两次跨河或改移河道；1．开阔河谷1）沿河岸；2）靠山脚；3）直穿田间（一般不宜采用）（二）几种河谷地形条件下的选线 遇山咀，平用隧道或深路堑通过。2．河道弯曲、狭窄的河谷1）沿河岸自然地形，绕山咀、河弯布线。2）取直路线。遇河弯，则两次跨河或改移河道；1．开阔河谷1）沿河岸；2）靠山脚；3）直穿田间（一般不宜采用）（二）几种河谷地形条件下的选线 3．陡崖峭壁河段绕避的方法：越岭线方案（二）几种河谷地形条件下的选线 直穿峡谷的路线：1）与河争路，侵占部分河床。3．陡崖峭壁河段绕避的方法：越岭线方案（二）几种河谷地形条件下的选线 直穿峡谷的路线：1）与河争路，侵占部分河床。2）硬开石壁。3．陡崖峭壁河段绕避的方法：越岭线方案（二）几种河谷地形条件下的选线 直穿峡谷的路线：1）与河争路，侵占部分河床。2）硬开石壁。3．陡崖峭壁河段绕避的方法：越岭线方案（二）几种河谷地形条件下的选线 4．河床纵坡陡峻的河段利用下游支沟或平缓的山坡展线下降。（二）几种河谷地形条件下的选线 二、越岭线定义：沿分水岭一侧山坡爬上山脊、在适当地点穿过垭口，再沿另一侧山坡下降的路线，称为越岭线。越岭线的关键问题：克服高差。选线的控制因素：路线纵坡度。路线的长度和平面位置均由纵坡控制。设两控制点高差为H，则路线长度为：第四节山岭区选线越岭线布局主要应解决的问题是：垭口选择，过岭标高选择和垭口两侧路线展线的拟定。 1．垭口位置选择：基本符合路线走向2．垭口标高选择：标高较低的垭口3．垭口展线条件选择：4．垭口的地质条件选择：（一）垭口选择 （二）过岭标高的选择1．浅挖低填：适用：过岭地段山坡平缓，哑口宽而厚的地形2．深挖垭口适用：垭口比较瘦削时。3.隧道穿越适用：当垭口挖深在20～25m以上，特别是垭口瘦薄时。1．垭口位置选择：基本符合路线走向2．垭口标高选择：标高较低的哑口3．垭口展线条件选择：4．垭口的地质条件选择：可通过：软弱层型、构造型和松软土侵蚀型的垭口应避开：断层破碎带型及断层陷落型垭口（一）垭口选择 垭口挖深20m垭口挖深9m垭口挖深13m 定义：展线是在两控制点间采用某种方式延长路线长度，以减小纵坡度的过程。展线系数：路线长度与直线距离之比。展线方式：主要有自然展线、回头展线、螺旋展线三种：1）自然展线自然展线是以适当的坡度，顺着自然地形，绕山咀、侧沟来延展距离，克服高差。2）回头展线利用有利地形设置回头曲线进行展线。回头曲线：偏角等于或大于180°。（三）垭口两侧路线的展线 适合于设置回头曲线的地形：（1）直径较大、横坡较缓、相邻有较低鞍部的山包或平坦的山脊。 （1）直径较大、横坡较缓、相邻有较低鞍部的山包或平坦的山脊。适合于设置回头曲线的地形： （2）地质、水文地质良好的平缓山坡。（1）直径较大、横坡较缓、相邻有较低鞍部的山包或平坦的山脊。适合于设置回头曲线的地形： （2）地质、水文地质良好的平缓山坡。（3）地形开阔，横坡较缓的山沟或山坳。（1）直径较大、横坡较缓、相邻有较低鞍部的山包或平坦的山脊。适合于设置回头曲线的地形： （2）地质、水文地质良好的平缓山坡。（3）地形开阔，横坡较缓的山沟或山坳。（1）直径较大、横坡较缓、相邻有较低鞍部的山包或平坦的山脊。适合于设置回头曲线的地形： 回头展线应注意的问题：1.回头曲线间距应尽可能大，以分散回头曲线、减少回头个数。由一个回头曲线的终点至下一个回头曲线起点的距离，在二、三、四级公路上分别应不小于200、150、100m。2.回头曲线执行单独指标。 3.回头曲线路段纵坡应先确定，然后从两侧接坡。4.回头曲线段不能作为缓和坡段使用。1.回头曲线间距应尽可能大，以分散回头曲线、减少回头个数。由一个回头曲线的终点至下一个回头曲线起点的距离，在二、三、四级公路上分别应不小于200、150、100m。2.回头曲线执行单独指标。回头展线应注意的问题： 回头曲线布置不理想实例 AB回头曲线线形改善示例原线改线 3）螺旋展线（三）垭口两侧路线的展线在山脊利用山包盘旋，以旱桥、隧道跨线；在峡谷内，路线就地迂回，利用高架桥跨沟跨线； 利用山脊进行螺旋展线 利用山谷进行螺旋展线 4）展线示例（1）利用山谷展线 4）展线示例（1）利用山谷展线 （2）利用山脊展线4）展线示例 3）利用山坡展线4）展线示例 三、山脊线：定义：大体上沿分水岭布设的路线，称为山脊线。特点：土石方工程量小；水文和地质情况好，桥涵构造物较少。山脊线线位较高，一般远离居民点，不便于为沿线工农业生产服务；有时筑路材料及水源缺乏、曾加施工困难；地势较高，易积雪、结冰等，对行车和养护不利等。 三、山脊线： 三、山脊线：