工学道路勘测设计

工学道路勘测设计

第一节 概 述 Summarize 选线是在道路规划起点与终点之间选定一条技术上可行，经济上合理，又能满足使用要求的道路中心线。选线工作面对的是 一个十分复杂的自然环境和社会经济条件，需要考虑多方面的因素 。为达到此目的，选线必须由粗到细、由轮廓到具体、逐步深入、分阶段分步骤地进行，并进行多方案的比较，只有这样才能选定一条理想的路线来。 一、 道路选线的一般原则 The general principle of the road line selection 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（名胜古迹）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： 7. 对于高速路和一级路，因地制宜，灵活、合理的利用上下行车道分离的形式设线。 二、 选线的步骤和方法 The step and method of the route selection 1. 路线总体布局和路线带选择 (The choosing of the route project) （ 1 ） 总体布局 首先在 小比例尺（ 1 ： 2.5 ～ 1 ： 10 万）地形图 上在较大面积范围内宏观找出各种可能的方案，进行初步评选，确定数条有进一步比较价值的方案。 然后进行现场勘察， 通过多方案的比选得出一个最佳方案来。 当没有地形图时， 可采用调查或踏勘方法现场收集资料，进行方案比选。 当地形复杂或选线涉及范围很大时， 可以采用航空勘察，采用遥感与航摄资料进行选线。 （ 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 等对不同的区段选定出一些局部区域路线 控制点 ，连接这些控制点，构成一条路线走廊，即构成路线带。 2. 选线 (Route selection) (1) 纸上选线 (2) 实地选线 (3) 自动化选线 三、影响路线方案选择的主要因素 Main factor of influencing route project selection 1 、 路线在政治、经济、国防上的意义 ，国家或地方政府对路线使用任务、性质的具体要求。 2 、 路线在铁路、公路、水运、空运等交通运输网中的作用 ，与沿线工矿、城镇等的关系，以及与沿线农田水利等建设的配合关系和用地情况。 3、 沿线地形、地貌、水文、地质、气候、地震等自然条件 ；要求路线达到的技术等级和技术标准；路线长度、筑路材料来源、工程量、三材（钢筋、水泥、木材）的用量、工程造价、施工工期等情况及其对运营、施工、养护等方面的影响。 4 、 沿线的旅游景点、历史文物、风景名胜等 。 四、路线方案比选的方法与步骤 The method and step of route project selection 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。 研究重点应放在地形、地质、地物复杂、外界干扰多、牵涉面大的段落。比如可能沿哪些溪沟，越哪些垭口，路线经城镇或工矿区时，是穿过、靠近、还是避开而以支线连接等，要进行多种方案的比选，提出哪些区段应进行实地踏勘。 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，对进行实地调查的各比选方案，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。 五、路线方案比选示例 The case of route project selection 路线方案比选示意图 比较内容 单 位 第一方案 第二方案 第三方案 第四方案 通过县 ( 市 ) 个 29 29 32 31 路线长度 km 1360 1347 1510 1476 其中：新建 km 133 200 187 193 改建 km 1227 1147 1323 1283 地形：平原、微丘 km 567 677 512 615 山岭、重丘 km 793 670 998 861 用地 km 2 1525 1913 2092 1928 工 程 数 量 上方 ×10 4 m 3 382 492 528 547 石方 ×10 4 m 3 123 75 82 121 次高级路面 km 2 5303 5582 4440 5645 大、中桥 m/ 座 1542 ／ 16 1802 ／ 20 1057 ／ 13 1207 ／ 15 小桥 m/ 座 1084 ／ 57 846 ／ 54 980 ／ 52 1566 ／ 82 涵洞 道 977 959 1091 1278 挡墙 m 3 73530 53330 99770 111960 隧道 m/ 处 300 ／ 1 — 290 ／ 1 — 钢材 t 1539 1963 1341 1469 材 料 木材 m 3 18237 19052 18226 19710 水泥 t 30609 39159 31288 33638 劳动力 万工日 1617 1773 1750 1920 总造价 万元 5401 5674 5189 5966 比较结果 推荐 各方案的主要技术经济指标汇总 路线方案的比选 1 、四个方案中 第二方案路线最短 ，为 1347km; 2 、 第四方案路线过于偏离主方向 ，较第一方案长 116km ，较第二方案长 129km ；可以多联系两个县、 市，如不考虑现阶段对发展湖区经济发展的特殊需要， 对实地调查发现 第四方案与现有高压电缆线连续干 扰 ，施工时不易解决。 3 、 第三方案总造价较低 ，但偏离主方向，较第一方案长 150km ，较第二方案长 163km ；但可以多联系三个县、市，如不考虑现阶段对发展湖区、山区经济发展的特殊需要， 第三方案对地区经济发展所起的作用不如第一、第二方案； 且第三方案由于通过山岭重丘区路段较长，使得线形技术指标较低，运营效果较差，将来改建亦难以提高； 4 、第二方案路线虽然最短，但与第一方案比较， 用地较多，造价高于第一方案 273 万元， 实地调查发现与铁路严重干扰，施工运营均有影响； 5 、 第一方案用地最省，路线较短，线形标准较高，造价也较低。 经权衡比较：第三、四方案不宜采用。第二方案亦存在不足，最后推荐用地最省，路线较短，线形标准较高，造价也较低的 第一方案为最后推荐方案 。 第二节 路线总体设计 General Design of Route 一、总体设计的任务 The tasks of the overall design 公路是一条绵长的带状三维构造物，是辅设于自 然条件下的实体工程结构。因此公路设计不仅要满 足 运营功能需求，还要研究大自然中的各种相关的 复杂 因素。 总体设计的任务就是要宏观考虑公路自 身的功 能要素和大自然的各种因素 ；是对这些要素 进行综合 分析，最后使其达到系统化、有机化整合的综合运筹 过程。最终使建造的公路做到经济合 理， 既能满足其 使用功能要求，又能与大自然相融合，达到和谐与统 一的目的。 二、道路选线的影响因素 The influence of the road route selection 影响道路选线的自然因素主要有 地形、气候、水文、水文、地质、土质及植被覆盖 情况等；影响道路选线的因素还有 社会环境、经济条件、环境影响 等。 1. 地形 （ 1 ）平原、微丘地形 1 ）平原地形（是指地形平坦、无明显起伏、地面自然坡度在 3° 以内）选线不受限制。 2 ）微丘地形（是指地面起伏不大、地面自然坡度在 20° 以下，相对高差在 100m 以下的丘陵）选线一般不受地形限制。 3 ）河湾顺适（是指地形开阔且有连续的宽缓台地、河床坡度大部分在 5° 以下、地面自然坡度在 20° 以下的河谷地形），沿河设线一般不受限制，路线纵坡平缓或略有起伏。 连霍高速公路安徽段 山东滨大高速公路 河南焦作至温县高速公路 （ 2 ）重丘、山岭地形 1 ）重丘地形是指连绵、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，路线的平、纵断面大部分受地形限制。 2 ）山岭地形是指山脊、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，路线的平、纵、横地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，地面自然坡度一般在 20° 以上，其路线的平、纵、横断面大部分受地形限制。 2. 气候 气候条件直接或间接地影响到地面水的数量、地下水位高度、大气降水量及其强度和时间分布、路基水温状况、泥泞期、冬季积雪和冰冻延续期。气候条件在一定程度上限制了施工期限和条件。 3. 水文及水文地质 水文情况决定着沿线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，决定着地基及路基附近岩层的稳定性，选线时需判定有无滑坍、碎落和崩坍的可能；地质条件也影响到土石方工程施工难易程度和筑路材料的质量；影响到沿线构造物（挡墙等）工程材料的来源，直接影响到公路工程的造价。 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设计，也影响着路面型式和有关结构的确定。 6. 植被情况 地面的植物覆盖直接影响到沿线暴雨径流的形成、水土流失程度的判定，地面已有经济种植物对征地费用的影响在一定程度上也会影响到路线的走向。 三、总体设计的原则 The principles of the overall design (1) 坚持围绕生态环境保护这一主题进行路线方案多方案论证比选的原则 (2) 坚持技术指标与地形条件相互协调的原则 (3) 坚持按地质条件选线的原则 (4) 坚持对典型工程方案进行综合比选的原则 (5) 正确处理公路建设与自然景观、人文景观的关系 (6) 正确处理公路建设占地、拆迁的关系 (7) 综合考虑路线与水源地、水利设施的关系 (8) 合理利用路线走廊资源，充分进行分期修建的论证 (9) 综合考虑铁路、管线、公路等的交叉处理 (10) 减少土石方数量，做好土地复垦、弃方造地和恢复植被的设计 四、总体设计的要点 The key points of the overall design (1) 根据 公路功能、等级、交通量，沿线地形与自然条件 等，论证并确定设计速度。 (2) 路线起、终点除必须符合路网规划要求外，对 起、终点 前后一定长度范围内的线形 必须做出接线方案和近期实施的具 体设计。 (3) 合理划定设计路线长度 ，恰当选择不同设计路段的衔接 地点，处理好衔接处前后一定长度范围内的线形设计。 (4) 根据 设计交通量 论证并确定车道数，以及全线（各路段） 路基、桥梁、隧道等标准横断面宽度。 (5) 调查沿线主要城镇规划 ，确定同其连接方式、地 点。 (6) 根据公路网规划， OD 调查资料，相交公路的能、 等级，地形和地质条件，社会与经济因素等， 确定互 通式立体交叉位置及其形式 。 (7) 根据路线所在地区地形、地质的复杂程度， 调查 各种路基断面形式对路基稳定、水土保持、取弃土石 方等给环境带来的影响，并提出解决的技术方案 。必 要时应对建隧、架桥的方案进行比较，选择合理、可 行的方案。 (8) 调查沿线重大工程地质病害的情况， 了解工程地 质病害的范围、分布、程度，论证并确定绕避或整治 原则。 (9) 根据 公路的功能、等级、交通量 ，确定交通工程 及沿线设施等级及其各项设施的配置标准与规模。 (10) 收费公路应在论证收费制式的基础上，确 定收费 方式和收费站 的布设位置。 (11) 应综合考虑互通式立体交叉、服务区、停车区、 公共汽车停靠站、大桥、中长隧道等的位置和间距，以 保证 交通运行安全所需的最小距离 。 (12) 拟分期修建的工程，必须在近远期规划技术标准 做出总体设计的基础上，制定分期修建方案，并做出分 期实施的设计。 (13) 测量、勘察应采用先进技术，工程结构及设施应 采用新工艺、新材料，使之总体协调、 配套，并提高 总体设计质量。 (14) 公路景观设计。 (15) 公路环境设计。 (16) 路线控制点选择。 五、技术标准的确定 The determination of technical standards 技术标准 主要依据公路网规划，从全局出发，按照公路和使用任务、功能和远景交通量综合确定。 对于山区高速公路，除考虑这些重要因素外，还要着重从路线走廊的地形、地质、水文条件和环境保护的要求等方面人手，从实际出发，以实事求是的观点进行全面的分析论证，确定出合理的技术标准 。 1 、影响技术标准的主要因素 （ 1 ）路网规划及路网中道路的相互关系对技术标准的影响 （ 2 ）公路的使用任务、功能对技术标准的影响 （ 3 ）设计交通量对技术标准的影响 （ 4 ）路线走廊的选择对技术标准的影响对技术标准的影响 （ 5 ）环境保护对技术标准的影响 （ 6 ）工程造价对技术标准的影响技术标准的影响 2 、技术指标的掌握 （ 1 ）按区段交通量掌握 （ 2 ）按地形条件掌握 （ 3 ）技术指标的协调和均衡 第三节 平原地区选线 Route Selection in Plain Region 一、平原区路线特点 The characteristics of route in plain region （1）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； （2）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 ； （3）在天然河网湖区，还具有 湖泊、水塘、河流多 等特点； （4）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； （5） 易受当地自然条件和地物的障碍。 （ 6 ） 平原区路线的基本线形应是 短捷顺直 ，与两控制点间直接连线相吻合的路线是最理想的。 （ 7 ） 平原区选线先把路线总方向内所规定经过的地点 如城镇、工厂、农场和公社 等作为大控制点，然后在大控制点之间建立一系列中间控制点。路线一般应由一个控制点直达另一个控制点。 （ 8 ） 路线的 平、纵面 应配合好。 （ 9 ） 在坡度转折处设置 适当的竖曲线 也是必要的。 （ 10 ） 充分考虑近期和远期相结合，线形上要尽量采用较高标准，以便将来提高公路等级时能充分利用原路基、桥涵等工程。 二、 平原区路线布设要点 The point of route selection in plain region 1 、正确处理道路与农业之间的关系 （ 1 ）平原区新建公路要占用一些农田，这是不可避免的， 但要尽量做到少占或不占高产田。 （ 2 ） 路线应与农田水利建设相配合，有利农田灌溉，尽可能少和灌溉渠道相交，把路线布置在渠道上方非灌溉一侧或渠道尾部。 （ 3 ） 当路线靠近河边低洼的村庄或田地时，应尽可能靠河岸布线 ，并采取公路防护措施，兼作保村保田之用。 2 、合理考虑路线与城镇的关系 （ 1 ）国防公路和高等级公路，应尽量避免穿越城镇、工矿区和较密集的居民点。但路线不宜离开太远，并修建支线联系。做到“ 靠村不进村，利民不扰民 ”，即方便运输又保证安全。 （ 2 ）一般沟通县、乡、村并直接为农业运输服务的公路， 经地方政府同意也可穿越城镇和乡村 ，并应有足够的宽度和视距，以保证行人和行车的安全。 （ 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。 3 、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。 （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。 4 、注意土壤水文条件 （1）合理利用地形、地质条件： 高地布线 。 （2）应尽可能沿接近分水岭的地势较高处布线。 （3）当路线遇到面积较大的湖塘、泥沼和洼地时， 一般应绕避 ； （4）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。 5 、正确处理新、旧路的关系 （ 1 ）现有一般二级公路由于交通量很大需建汽车专用二级公路时， 宜利用、改造原路 ，并另建辅道供非汽车交通行驶。 （ 2 ）现有公路等级低于一般二级路标准， 宜新建汽车专用公路 ，原有公路留作辅道。 6 、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，以减少运输费用。 7 、通道的布设 （ 1 ）平原地区的高等级公路，应考虑沿线群众的耕作、集市等穿越需求，通过调整路基高度， 在适当的区间内设立能满足行人、农用车辆穿越需求的通道。 （ 2 ） 在草原、戈壁地区的高等级公路，应考虑沿线群众的放牧，动物迁栖等穿越需求，通过调整路基高度， 设立通道以满足人、畜通行及野生动物迁栖的穿越需求。 第四节 山岭区选线 The route selection in mountain region 一、山岭重丘区的特征 The characteristic of mountain region 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； 重丘地形 指连续起伏的山丘，且有深谷和较高的分水岭，地面自然坡度一般在 20° 以上 。 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。 山岭地区，山高谷深，坡陡流急，地形十分复杂；但山脉、水系较为清晰，这就给山岭区选线指明了方向。 不是依山傍水，就是翻山越岭。依山傍水 的路线按行经地带的部位又可分为 沿河（溪）线 、 山腰线、山脊线等 。 二、沿河（溪）线 The route following the river 1 、沿溪（河）线特点 （ 1 ）山区河流，谷底一般不宽，两岸台地较窄，谷坡时陡时缓，间或为浅滩和悬崖峭壁。 河流多具有弯曲的特点。 （ 2 ） 河谷地质情况较为复杂， 常有滑坍、岩堆、泥石流等病害存在。寒冷地区的峡谷因日照少，常有积雪、雪崩等现象。 （ 3 ） 山区河流，平时流量不大。但 一遇暴雨，山洪暴发， 洪水常夹带泥沙、砾石、树木等急速下泄，冲刷河岸，危害甚大。 自然条件会给道路的设计与施工带来困难，但和山区其它布线方式相比较， 沿河（溪）线的平、纵线形是最好的。 便于为分布在溪河两案的居民点及工农业生产服务，且有丰富的砂石、石料及充足的水源，可供施工和道路养护使用。 只要善于利用有利地形，克服不良地质条件，在路线标准、工程造价等方面均有可能优于其它布线方式。 因此，山区选线往往把沿河（溪）线作为优先考虑的方案。 2 、路线布局 沿河（溪）线的路线布局，主要的问题是： 路线选择走河流的哪一岸，线位放在什么高度和在什么地点跨河换岸。 这三个问题是互相联系和互相影响的，在选线时应视具体情况，妥善解决。 （1）河岸选择 由于河谷两岸情况各有利弊，选线时应比较两岸地形、水文、地质、农田及水利设施布局等条件， 本着“避难就易”的原则，选择最有利的一岸布线。 当建桥工程不复杂时，为了避开不利地形和不良地质或为了争取缩短里程，提高线形标准，可考虑跨河换岸设线；但河流越大，建桥也越复杂，跨河换岸就越要慎重考虑。河岸的选择主要考虑下列主要因素： 1）地形及地质条件 路线应选择在地形平坦、宽阔，有台地可以利用，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 积雪和冰冻地区的阳坡和阴坡，迎风面和背风面的气候相差很大，在对路线整体布局影响不大的情况下， 尽可能选择阳坡和迎风的一岸。 有时即使阳坡工程大些，也应当从增长通车时间和保证行车安全着眼，选择阳坡方案。 3）考虑城镇及居民点的分布 除国防公路外，一般路线应选择在 村镇较多、人口稠密的一岸。 （2）路线高度 对于沿河（溪）线， 最好是将路线布设在地质、水文条件良好，不受洪水影响的平整台地上。 但在谷坡陡峻的河谷中，有时往往缺乏这种有利的地形，则必须傍山临河设线。因此，路线的高低必须慎重考虑。 1）低线 低线是指高出设计水位（包括浪高加安全高度）不多，路基临水一侧边坡常受洪水威胁的路线。 低线的优点是平、纵线形比较好，宜达到较高的技术标准；路基土石方量少，边坡低、易稳定；路线活动范围较大，便于利用有利地形和避开不良地质地段；便于在沟口处直跨支流和跨河换岸设线。其最大的缺点是 常受洪水威胁，防护工程较多 。 2）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。 一般多用在有较高台地的路段、或傍山临水低线易被积雪掩埋以及为避让艰巨工程而提高线位等情况。它的优缺点正好和低线相反。 一般来讲，低线优点较多，应 优先考 虑采用 。各地都有不少采用低线成功的经验，但也有不少水毁的教训。因此，在采用低线方案时，要特别注意洪水调查 ，准确掌握历史最高洪水位，把路线放在安全高度上。同时，要采取有效的防洪措施，以保证路基的稳定和道路的畅通无阻。 （3）桥位选择 按路线与河流的关系，有 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，容易处理。而跨主河的桥位选择属于路线总体布局问题，当路线由于地形、地质等原因需要跨河换岸布线时，则必须选择合适地点修建跨河桥梁。因此， 跨主河的桥位往往是确定路线走向的控制点 ，如果桥位选择不好，勉强跨河，不是造成桥头线形差，就是增大桥梁工程。 1）在“ S ” 型河段腰部跨河，采用斜桥方案，这样有利于路桥配合。 2）在河湾附近跨河，充分利用了有利地形，达到了跨河换岸布线的目的。 3）桥头曲线要争取较大半径，有利行车。 4 ）路线跨支流的桥位，有从支河（沟）口直跨和绕进支沟上游跨越两种方案。 （ 1 ）开阔河谷 3 、几种河谷地形条件下的选线 1）沿河岸 　 坡度均匀平缓，线形好。 但临河一侧常受洪水威胁，需做防护工程。 2）靠山脚 路线略有增长，纵断面会有起伏，但可不占或少占农田，且基本上不受洪水的威胁，是 一种常采用的布线方案。 3）台地中部线 直穿田间，线形标准高，但占田最多，在稻田地区，为使路基稳定，有时还需换土， 除高速公路、一级公路因线形要求而采用外， 一般不宜采用 。 （2）河谷中河湾和山嘴 （1）沿河岸自然地形，绕山嘴，沿河湾自然地形绕行 。 （ 2 ）以路堑或隧道取直通过。 一般当取直方案与绕行方案：工程量相等或接近的情况下，以 采用取直方案为宜 。 （ 3 ）截弯取直 对于技术等级高、交通量大的路线宜取直布线；对于等级较低的道路，则应采用工程量小、造价低的方案。 （ 3）河谷中陡崖峭壁河段 1 ）绕避布线 绕避方法有两种： 一是翻上峡谷陡崖顶部选择有利地带通过；二是另找越岭路线。 前者需要崖顶有可供布线的合适地形，后者需要附近有基本符合路线走向的低垭口。这两种绕避方法的共同点是 纵断面起伏较大， 需要有合适的地形条件。 2）直穿峡谷布线 可根据河床宽窄、水文状况、崖壁陡缓等因素采用不同的方法通过。 与河争路，侵占部分河床 硬开石壁 第一种情况： 河床宽阔，压缩后洪水位抬高不多，路基可全部或大部分设在紧靠崖脚的水中或滩地上，路基可纵向调运或开小部分石崖填筑，路基临水一侧应做防护工程。 第二种情况： 河床狭窄，压缩后将使洪水位有较大的抬高，此时路基只部分占用河床，采取“开”、“砌”结合，以砌为主的方式。 图 6-15 石壁上硬开路基 图 6-16 半隧道路基 a. 在石壁上硬开路基，造成的大量废方必须妥善处理，尽可能将大部分废方利用到附近的路段，同时要考虑散失在河中的废水对水位的影响， 适当抬高线位或进行必要的清理。 b. 如果崖壁岩石性质好，可开凿 半隧道 ，以减少石方和废方。 c. 硬开石壁的路基，对个别缺口或短段不够宽的路段，可用 半边桥或悬出路台 处理。 d. 当两岸石壁十分逼近（有时仅几米宽），不宜硬开 路基时，可建 顺水桥 通过。 （ 4 ）河床纵坡陡峻的河段 1） 急流、跌水河段 河床纵断面在短距离内突然下降几米至几十米，形成急流或跌水。路线由急流或跌水的上游延伸到其下游时，线位就高出谷底很多，为了尽快降低线位，避免继续走陡峻的山腰线，可利用下游平缓的山坡展线下降。 2）河床纵坡连续陡峻的河段 这类河段多出现在山区河流的上游，是沿溪线和越岭线之间的过渡段，河床纵坡是越上溯越陡，当陡到路线标准不允许的程度时就需要进行展线。 图 6-17 河床纵坡陡峻河段的布线 三、越岭线 The crossing mountain ridge line 从山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。 它的特点是：路线需要克服很大的高差， 路线的平面线位除依据路线的整体走向外，重点要考虑 “上的去”和“下的来”，越岭线的线形和长度主要取决于路线对纵坡的控制。 越岭线布局主要应解决三个问题： 垭口的选择、过岭标高的选择和垭口两侧路线展线的拟定 。它们是互相联系，互相影响的，布线时应相互谐调，综合考虑。 1 、垭口的选择 （1）垭口位置选择 垭口位置在基本符合路线走向的前提下，与两侧山腰展线方案统筹考虑。 首先考虑高差较小，而且展线降坡后能与山下控制点直捷地衔接。其次，再考虑稍偏离路线走向，但接线较顺、且不致过于增加里程的其它垭口。 （2）垭口标高选择 一般应选择标高较低、垭口比较瘦削的垭口 ，即使方向有些偏离，距离有些绕远，也应纳入选择范围。但如积雪、结冰不是太严重，对于基本符合路线走向，展线条件较好，接线方向较顺，地质条件较好的垭口即使稍高，也不应轻易放弃 。 （3）垭口展线条件的选择 选择垭口必须结合山坡展线条件一起考虑。 如有地质较好，地形平缓，利于展线降坡的山坡，即使垭口位置略偏或较高，也要纳入选择范围，不要遗漏。 （ 4）垭口地质条件的选择 垭口一般地质构造薄弱，常伴有裂隙、断层等不良地质存在，应深入调查研究其地层构造，摸清其性质和对道路的影响。设计中采取相应措施，重点防护，顺利通过。 图 6-18 垭口的地质剖面示意图 1) 对 软弱层型、构造型和松软土侵蚀型 的垭口，只要注意到岩层产状及水的影响，采取适当的防护措施，路线通过一般问题不大。 2) 对 断层破碎带型及断层陷落型 垭口，一般应尽量避开。必须通过时，应查清破碎带的大小及程度，选择有利部位通过；同时采取可靠工程措施（如设置挡土墙，明洞等）以保证道路的稳定和安全。 3) 对 地质条件恶劣的 垭口，局部移动路线或采取工程措施亦不解决问题时，应予以放弃。 2 、过岭标高的选择 路线过岭，主要采用两种方法，即采用 路堑或隧道通过 。过岭标高越低，路线就越短，但路堑就越深、隧道就越长，工程量就越大。 过岭标高的确定，应结合道路技术标准、越岭区段的地形、拟用过岭方式、地质情况以及两侧展线方案等因素 经过技术经济比较来选定，由于诸多因素互相影响，必须全面分析研究各种可能的比较方案，作出合理的选择。 （1）浅挖低填 当过岭地段山坡平缓、垭口较宽 （有的达到1～2 km） 时，两侧展线比较容易，宜采用浅挖低填的方式过岭，过岭标高基本上就是垭口标高 。 （2）深挖垭口 当垭口比较瘦削时，常用深挖的方式过岭。 一般深挖20 m 以内，地质条件良好时，还可深挖些。垭口越瘦，越宜深挖。 （ 3 ）隧道穿越 一般情况下，隧道标高越低，路线就越短，路线的技术指标就越高，对运营就越有利，但标高低，隧道就长，其造价就高，施工工期就长。 图 6-19 垭口采用不同挖深的展线布局方案 3 、垭口两侧路线的展线 （1）拟定展线方案 在主要的控制点间，进行广泛的现场勘察，了解周围地形及地质情况。充分利用有利地形和地质 条件，拟定路线可能的大致走法。 （2）试坡布线 试坡由已定的主要控制点开始。 越岭线通常先固定垭口，由上而下试坡，视野开阔，便于争取有利地形。 试坡时主要以坡度为控制指标，其采用值应根据“标准”的规定。对于地形曲折、小半径曲线多的地段，可略低于规定值。在试坡过程中，要把路线最适宜通过的位置暂时作为一个中间控制点，但应尽量避开地物、工程艰巨及地质不良的地段。 （3）分析、落实控制点，决定布局方案 当一系列中间控制点暂定下来以后，路线的总体布局大体上就有个轮廓了。接下来就要 分析并落实各个中间控制点。 控制点大多是有活动余地的，但活动范围有大有小。对活动范围很小的控制点，可视为固定控制点，把位置和高程确定下来。然后再去研究那些活动范围较大的控制点，通过位置和高程的调整，达到既不增加工程量又能使线形更加趋于合理。 4 、展线方式 （1）自然展线 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。 自然展 线的走向符合路线的基本方向，路线最短，线形简单，技术指标较高，对行车、施工和养护均有利。 （2） 回头展线 当控制点之间的高差大，靠自然展线无法取得需要的距离以克服高差，或因地形、地质条件限制，不宜采用自然展线时， 可利用有利地形设置回头曲线进行展线。 （3）螺旋展线 当路线受到限制，需要在某处集中 地提高或降低某一高度才能充分利用前后有利地形时，可考虑采用螺旋展线。 螺旋展线一般多在山脊利用山包盘旋，以旱桥或隧道跨线；也有的在峡谷内，路线就地迂回，利用建桥跨沟跨线 图 6-21 可设置回头曲线的地形 （ a ） (b) (c) (d) (e) 图 6-22 上线桥跨螺旋展线 图 6-23 下线隧道螺旋展线 四、山脊线 Mountain ridge line 1 、山脊线的特点及选择条件 大体上沿分水岭布设的路线，称为山脊线。 对于分水线顺直平缓，起伏不大，岭脊肥厚的分水岭是布设山脊线的理想地形，路线可大部或全部设在分水岭上。 但高山地区的分水岭常常是峰峦、垭口相间排列，有时相对高差很大。这种地形的山脊线，其位置则为一些较低的垭口所控制，路线需沿分水岭的侧坡在垭口之间穿行，线位大部分设在山腰上，其线形大多起伏、弯曲。 采用山脊线主要考虑下述条件： 1）分水岭的方向不能偏离路线总方向太远； 2）分水岭平面不能过于迂回曲折，纵断面上各垭口间的高差不过于悬殊； 3）控制垭口之间的山坡的地质情况良好，地形不过于陡峻零乱； 4）上、下山脊的引线要有合适的地形可以利用，这是能否采用山脊线的主要条件之一，有时山脊本身条件很好，但上下引线条件差而不得不放弃。 当决定采用山脊线方案以后，应着重解决山脊线的布设问题。由于山脊线基本沿分水岭而行，大的走向已经明确，剩下的问题主要是： 选定控制垭口；在控制垭口间，决定路线走分水岭的哪一侧；决定路线的具体布设（包括选择中间控制点）。 2 、控制垭口的选择 选择控制垭口是山脊线选线的关键。 当分水岭方向顺直、起伏不大时，几乎每个垭口都可暂定为控制点。如地形起伏较大、各垭口高低相差悬殊，则低垭口可作为路线的控制点，突出的高垭口便可舍去。 控制垭口的选择还应考虑分水岭两侧试坡的布线条件 ，在侧坡选择和布线过程中，还有可能对初步选定的控制垭口进行取舍，最后逐步落实。 3 、侧坡选择 分水岭的侧坡是山脊线的主要布线地带，要选择条件较好的那一侧，以取得线形好、工程量小、路基稳定的效果。除两个侧坡条件优劣十分明显外，两侧都要做比较以定取舍。 最理想的侧坡应是坡面平缓、地质情况好、无支脉隔断的向阳山坡。 同一侧坡可能还有不同的路线方案，可通过现场试坡布线来决定。 　　　 4 、试坡布线 （1）控制垭口间平均坡度不超过规定 　　 　　　以均应坡度沿侧坡布线，且其坡度不应超过规定值。 （2）控制垭口间有支脉横隔 不致使路线过于迂绕，且两翼路线的纵坡不应超过规定值，并使路线在较好的地形、地质地带通过。 （3）控制垭口间平均坡度超过规定 根据具体地形、地质条件，可采用填挖、旱桥、隧道等措施来提高低垭口、降低高垭口；也可利用侧坡有利地形设置回头展线或螺旋展线。 图 6-24 山脊线布置比较示意图 第五节　丘陵区选线 The route selection in hilly region 丘陵区包括微丘区和重丘区。与山岭区相比，丘陵区的地貌特点是： 山丘连绵、岗坳交错，此起彼伏，平面迂回曲折，岭低脊宽，山坡平缓，丘谷相对高差不大。 丘陵区的地形决定了其路线的特点是： 局部方案较多；为了充分适应地形，路线纵断面将会有起伏，路线平面将以曲线为主体。 一、路线布设方式 Line layout way 　　 丘陵区地形可概括为 三类地形地带和相应三种布线方式。 （一）平坦地带—— 走直线 （二）斜坡地带—— 沿匀坡线布线 （三）起伏地带—— 走直连线和匀坡线之间 　　 1 、平坦地带――走直线 在两个已知控制点之间，若地势平坦，应按平原区以方向为主导的原则进行布线。 如其间无地物、地质障碍，或应趋就的风景、文物以及居民点等，路线应走直线，其布线方法与平原区相同；如有障碍，或应趋就的地点，则应加设中间控制点，相邻控制点间仍以直线相连，在转折出设置圆曲线及缓和曲线。 2 、具有较陡横坡的地带――沿匀坡线布线 “匀坡线”是两点之间，顺自然地形，以均匀坡度定的地面点的连线。 在具有较陡横坡的地带，两个已知控制点间，如无地物、地形、地质上的障碍，路线应按均坡线布线；如有障碍，则在障碍处加设中间控制点，相连控制点间仍按均坡线布线。 丘陵地带的匀坡线和直线布线 3 、起伏地带――走直线和匀坡线之间 （1）两已定控制点间包括一组起伏时 在两个相邻的梁顶或谷底之间即为一组起伏。在这种地形上布设路线，如沿直线走，路线最短，但起伏很大，为了减缓起伏，势必出现高填深挖，增大工程量；如沿均坡线走，坡度最好，但路线迂绕太长。这种“硬拉直线”或“弯曲求平”的做法，都是不正确的。 如果路线走在直线与均坡线之间，比直线起伏小、比均坡线的距离短，将使路线的技术指标有所提高，工程造价有所降低。 因此，对于起伏地带应在直线与均坡线之间寻找最理想的路线方案。 较小起伏丘陵地带路线方案图 较大起伏丘陵地带路线方案 （2）两已定控制点间有多组起伏时 两已定控制点间有多组起伏时，需要在每个梁顶（或每个谷底）都定出控制点，然后按上述方法处理各组起伏。 已定控制点间包括的起伏组数越多，直连线和均坡线所包围的范围越大，连线的方案也就越多。 布线时可分头从两个已定控制点向中间进行，逐步减少包括的起伏组数，直到最后合拢。 两个已定控制点间，有时因地形、地质、地物上的障碍，路线会突破直连线与匀坡线的范围。 二、平、纵线形及其配合 plane and longitudinal line cooperate （ 1 ）平面 尽量利用与地形协调的长缓平曲线， 路线转折不要过于零碎频繁，相距不远的同向曲线尽可能并为一个单曲线或复曲线，反向曲线间应有一定长度的直线段，否则，可设计成 S 形。 （ 2 ）纵断面 起伏切忌大频繁，大急剧，坡长要放长些，坡度要用得缓些，避免形成锯齿坡型和短距离的“驼蜂”和“陷洼”； 陡而长的坡道中间要利用地形插设缓坡段，竖曲线也应象平曲线那样，要长而缓，相离不远的同向曲线尽量连接起来，反向曲线间最好有一段匀坡。 （ 3 ）平面、纵断面的配合 长陡下坡尽头避免设小半径平曲线。 平、竖曲线的位置，在两者半径很大的情况下，各设在什么地方对行车并无大大影响；但在起伏地形如梁顶、沟底等处， 使暗弯与凸竖曲线，明弯与凹竖曲线结合起来，则能增进行车安全感和路容的美观。 各类地形条件下的选线要点 路线 自然特性 线形设计 选线要点 设计高程 的控制 指导思想 平 纵 横 平原区 路线 农田、村庄多，水系、渠网交错，地质条件差，软土、沼泽，地下水位高 以平面为主导 顺直 平缓 根据实际情况可以以填为主、半填半挖、多填少挖、少填多挖、或考虑支挡防护 以平面为主安排路线，正确处理路线与农业、城镇、大中桥的关系 最小填上高度，桥涵通道的没置 丘陵区 路线 宽脊低岭，山丘连绵，高差不大，横坡不陡 平、纵、横综合考虑，线形和缓，局部方案多 圆滑 起伏 与地形配合，与景观协调 山 岭 线 沿溪线 受洪水威胁大，布线活动范围小，桥梁及防护工程多，施工、养护、营运条件好 走向明显，平纵线形好，多以横断面控制 沿河（溪）两侧布线 平缓 河岸选择，路线高度，跨河换岸地点，要防止水土流失 低线位以洪水位控制，宜高于洪水位 0 ． 5m 以上 越岭线 山高坡陡林密，沟深谷窄流急，但山脉水系清晰 以纵坡为主导，纵断面决定平面和横断面 弯曲 陡 垭口选择，过岭高程，垭口两侧展线 山脊线 工程数量少，水文地质好，桥涵构造物少，但水源和建材缺乏 平面沿分水岭前进，纵坡受地形限制 较顺 陡 控制垭口，侧坡选 择，垭口间的平均纵坡 第六节　公路选线中的环境问题 The environmental issues in route selection 一、公路与环境的和谐 harmony between road and environment 公路作为环境的一部分，线形选择和设计时，应考虑公路与环境之间的相互关系， 使公路线形与沿线景观融为一体， 给驾驶员和乘客营造 — 个良好的运行环境，同时又不会造成由于公路的存在严重影响沿线的整体景观 。 一条设计良好的公路线形，除了满足技术和经济的基本要求外， 还应达到美学上的要求， 因而路线的布设，除了考虑地形、地物、地质、水文等因素外，还应考虑环境因素。这些因素包括： 1. 自然环境 ，如水情、森林、农业、野生生物、特殊生态、土地利用等因素。 2. 社会环境 ，如土地开发状况、噪声、公共设施、文物古迹、风景名胜等因素。 二、环境保护的要求 The requirements of environment protection 1 、对环境产生的主要影响 （ 1 ）占用农田及拆迁建筑物 （ 2 ）分割城镇、耕田及水利设施 （ 3 ）破坏生态环境及自然平衡 （ 4 ）破坏植被、导致水土流失 （ 5 ）污染环境 2 、环境保护要求选线时应合理解决下列问题 （ 1 ）合理利用土地资源 （ 2 ）保护水资源 1) 水体的保护 2) 天然水系的保护 （ 3 ）保护矿产资源 （ 4 ）控制布线走向 （ 5 ）控制路线设计高程 （ 6 ）路线的防护工程设计 （ 7 ）路线绿化工程的设计 （ 8 ）筑路材料的取用及废弃土石方的处理 1) 取土场的选择 2) 弃土的堆放 三、桥梁隧道设计 The design of bridges and tunnels 1. 桥址的选择，应结合考虑接线设计， 注意与水源保护地及城镇饮用水集中取水口保持足够的距离，同时注意防洪、排涝等环境问题。 2. 隧址的选择应综合考虑接线设计、洞内外排水系统、弃渣处理、施工和营运管理等，并提出必要的环保措施。 3. 隧址通过含有害气体的地层或有放射性矿床时，应预测对施工、营运的影响，并提出防治措施。 4. 隧址应避开或保护储水结构层和蓄水层，保护地下水径流和地表植被等。 5. 山区高等级公路设计中， 应考虑在填挖较深处，适当增加桥隧， 减少对山区脆弱植被的破坏。 四、服务区、管理设施设计 The design of service area and management devices 1. 对生活污水、废弃物等应进行综合治理，做到达标排放。 2. 污染防治措施应进行多方案比选。 3. 拟分期实施的防污染设施应进行经济技术论证并确定实施年限。 4. 结合周围的环境特征，进行景观与绿化工程地专项设计。 五、公路沿线生态环境保护 The eco-environmental protection along the roads 1 、生物及其栖境的保护 公路中心线距省级以上自然保护区边缘宜不小于 100m 。当公路必须进入自然保护区时，应遵照国家有关规定执行。公路通过林地时应严格控制林木的砍伐数量，严禁砍伐公路用地范围之外不影响视线的林木。 公路用地范围内，应按绿化设计要求进行栽植。 公路经过草原时，应注意保护草原植被，并 设置游牧通道。 取、弃土场地应选择在牧草生长差的地方，公路进入法定保护的湿地时，工程方案应避免造成生态环境的重大改变。施工废料应弃于湿地之外。 在有国家级保护的野生动物出没路段， 应设置预告、禁止鸣笛等标志，并为动物横向过路设置通道。 2 、水资源、自然水流形态的保护 应调查和搜集公路中心线两侧各 200m 范围内的地表水资源分布、容量以及水体的主要功能。路面径流不得直接排人饮用水体和养殖水体。不得占用居民集中地区的饮用水体；当路基边缘距饮用水体小于 100m 、距养殖水体小于 20m 时，应采取绿化带或者其他隔离防护措施。公路在湖泊、水库等地表径流汇水区通过时，应采取措施防止公路对地表径流的阻隔。在作饮用水的地下水水源保护区设置的排、渗水构造物可能造成地下水水质污染时，应采取措施隔离地表污水。应注意保护自然水流形态，做到不淤、不堵、不留工程隐患。跨越溪、河、沟的桥涵的过水断面，应保证泄洪能力。 3 、水土保持 综合采用生物防护和工程防护措施，做好水土保持工作。 在山区公路地质病害地段，当采取生物防护措施进行水土保持时，应考虑当地区域水土保持规划。山区、丘陵区公路应尽可能与原有地形、地貌相配合，注意填挖平衡。弃土场应做好排水防护设计。取土点宜选择荒山，荒地。暴雨强度较大、岩体风化严重、节理发育的石质挖方边坡或松散碎（砾）石土填挖方边坡地段，宜采用植物与工程综合防护措施。做好公路综合排水设计，应充分利用地形和天然水系将路界范围内地表径流引入自然沟中。各种排水沟渠的水流不应直接排放到水源、农田、园林等地。应注重高速公路绿化设计，选用适合当地生长的花草、灌木、乔木等植物，对路堤边坡、弃土等进行绿化，防止水土流失。 六、沿线环境保护设计论证 The design and argumentation of environmental protection along the roads 1 、平原、微丘区公路应着重论证的环境因素 （ 1 ）填方、取土、弃土对农业资源、当地基本农田保护、耕地占用等农业生产所造成的影响。 （ 2 ）对农田水利排灌系统的影响。 （ 3 ）路面径流对饮用水源以及养殖水体的影响等。 2 、重丘、山岭区公路应着重论证的环境因素 （ 1 ）高填方、深挖方路段对自然景观、植被的影响。 （ 2 ）公路的分割与阻隔对野生保护动物资源的影响。 （ 3 ）填挖方路基新增边坡坡面以及取、弃土（渣）场地对当地水土流失的影响。 （ 4 ）开挖、弃方、爆破作业等诱发地质灾害的影响等。 3 、绕城线或接城市出入口的公路应着重论证的环境因素 （ 1 ）拆迁与再安置给相应居民生活质量的影响。 （ 2 ）阻隔出行、交往影响。 （ 3 ）交通噪声及车辆排放废气的影响等。 六、公路沿线文物保护 The cultural relics protection along the roads 应搜集公路沿线已发现的文物、遗址、名胜古迹、风景区等的位置和保护级别，并拟订环境保护设计对策。公路应绕避省级以上文物、遗址等保护区。公路对文物、遗址等保护区产生干扰时， 应按 《 中华人民共和国文物保护法 》 中有关规定执行。