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區(qū)公路改建如何利用靈活性設(shè)計(jì)
基于西部山區(qū)公路改建的實(shí)際情況,為達(dá)到山區(qū)公路的改建目標(biāo)和有效控制造價(jià),通過(guò)分析工程各階段對(duì)造價(jià)的影響情況和山區(qū)改建公路的特點(diǎn),提出在設(shè)計(jì)階段利用靈活性設(shè)計(jì)進(jìn)行造價(jià)控制的理念,并結(jié)合具體設(shè)計(jì)實(shí)例提出造價(jià)控制具體措施。
關(guān)鍵詞:山區(qū)改建公路;靈活性設(shè)計(jì);造價(jià)控制;控制措施
1山區(qū)改建公路的特點(diǎn)
山區(qū)地形地貌差異明顯,受區(qū)域地形、地質(zhì)、氣候、海拔等自然環(huán)境條件、社會(huì)人文、國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平等因素建設(shè)特點(diǎn)突出。
1.1地區(qū)經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)薄弱,資金來(lái)源單一
西部山區(qū)地方經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)薄弱,地方政府投資能力不足,籌融資能力不強(qiáng),地區(qū)公路建設(shè)資金不足、自我發(fā)展能力不足和支持保障力度不足的現(xiàn)象仍然存在,公路的提檔升級(jí)建設(shè)主要以國(guó)家和相關(guān)部門(mén)的補(bǔ)助資金為主,有效進(jìn)行造價(jià)控制是改建中的重點(diǎn)。
1.2自然環(huán)境復(fù)雜、生態(tài)環(huán)境脆弱
西部山區(qū)公路所處的自然環(huán)境、地質(zhì)環(huán)境載體復(fù)雜,生態(tài)環(huán)境脆弱,地質(zhì)環(huán)境脆弱,地質(zhì)災(zāi)害多發(fā),河流山嶺眾多,水流沖刷切割劇烈,氣象水文條件特殊,滑坡、沖刷、凍土、積雪、軟基等病害分布廣泛。公路建設(shè)不可避免的要切坡、填溝、架橋開(kāi)挖隧道,必然要改變?cè)甲匀粭l件,對(duì)沿線環(huán)境造成一定的影響,處理不好還會(huì)誘發(fā)和加劇各種地質(zhì)災(zāi)害,在提檔升級(jí)中,建設(shè)與保護(hù)是改建中的難題。
1.3既有公路標(biāo)準(zhǔn)低、通道唯一性強(qiáng)
西部山區(qū)已建既有地方公路,大多在七八十年間建設(shè),基于當(dāng)時(shí)經(jīng)濟(jì)和建設(shè)水平和自然條件限制,選擇的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)低,后期雖經(jīng)過(guò)不同的改造,但大多未對(duì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)提升和對(duì)病害進(jìn)行有效處治,不能適應(yīng)目前交通增長(zhǎng)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要,部分路段存在安全隱患和事故黑點(diǎn)。這些既有公路大多沿歷史形成的走廊帶布設(shè),通道唯一性強(qiáng),承擔(dān)起沿線少數(shù)民族村鎮(zhèn)與外界聯(lián)系、維穩(wěn)應(yīng)急以及抗災(zāi)救災(zāi)的重要功能。在提檔升級(jí)中,如何充分利用既有通道、盡量利用既有公路提高技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是改建中的重難點(diǎn)。
2公路設(shè)計(jì)靈活性的理念
公路靈活性的理念最先由美國(guó)聯(lián)邦公路管理署組織美國(guó)各州公路與運(yùn)輸官工作者協(xié)會(huì)及相關(guān)團(tuán)體撰寫(xiě)的公路設(shè)計(jì)指南提出。也是交通部在推廣川九路新理念中推廣給公路管理者、設(shè)計(jì)和施工者的新理念,公路設(shè)計(jì)階段考慮的靈活性主要包括功能、安全、經(jīng)濟(jì)、歷史人文與自然景觀、環(huán)境質(zhì)量等五方面的內(nèi)容。公路設(shè)計(jì)最重要的一個(gè)理念就是每個(gè)項(xiàng)目都是獨(dú)一無(wú)二的,設(shè)計(jì)要考慮每條公路的功能特點(diǎn)、所處地區(qū)域、使用者的需求,在保證滿足功能和安全的前提下,通過(guò)個(gè)性化設(shè)計(jì),將公路融入周邊的自然與人文環(huán)境之中。公路的靈活設(shè)計(jì),是針對(duì)不同的公路、不同路段及不同環(huán)境特點(diǎn),強(qiáng)調(diào)具體公路和所處環(huán)境的個(gè)性,是給出切合實(shí)際的個(gè)性設(shè)計(jì),體現(xiàn)為公路的個(gè)性環(huán)境設(shè)計(jì)。靈活設(shè)計(jì)在滿足功能和安全的前提下,充分強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)的靈活性,對(duì)彰顯公路與環(huán)境協(xié)調(diào)和統(tǒng)一,對(duì)保護(hù)生態(tài)環(huán)境和有效控制工程造價(jià)具有重要的意義。靈活設(shè)計(jì)實(shí)質(zhì)就是在不降低安全性前提下,通過(guò)合理選擇技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),既不“違規(guī)”也不“超標(biāo)”,在充分理解技術(shù)指標(biāo)本質(zhì)的基礎(chǔ)上,對(duì)部分指標(biāo)有條件靈活運(yùn)用,尋求達(dá)到更符合項(xiàng)目、更符合環(huán)境、更符合地方可持續(xù)發(fā)展的需要,綜合利益最大化的目標(biāo)。
3利用靈活性理念進(jìn)行造價(jià)控制的意義
3.1總體設(shè)計(jì)利用靈活性的造價(jià)控制措施
山區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施落后,主觀發(fā)展愿望極強(qiáng),但往往建設(shè)資金有限,改建公路容易出現(xiàn)改建效果不明顯、重建輕養(yǎng)等現(xiàn)象。公路靈活設(shè)計(jì)實(shí)質(zhì)是不降低安全性的前提下,通過(guò)合理選擇技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),靈活運(yùn)用技術(shù)指標(biāo),改建公路既要利用有限的建設(shè)資金達(dá)到提檔升級(jí)的改建目標(biāo),又要防治為控制造價(jià),沒(méi)有充分研究和利用良好自然條件,盲目地采用低指標(biāo)和極限值,造成投資綜合效益差,浪費(fèi)了寶貴的路線走廊,甚至?xí)炊速M(fèi)建設(shè)資金和破壞環(huán)境。研究降低公路造價(jià)的措施,要樹(shù)立全壽命周期成本理念,既要關(guān)注初期的建設(shè)造價(jià),又要預(yù)測(cè)和考慮管理、營(yíng)運(yùn)、養(yǎng)護(hù)成本,要力求達(dá)到全壽命周期成本最低的目標(biāo)。該投人的一定投入,能節(jié)約的一定要節(jié)約,在確保安全、功能的前提下,通過(guò)合理、靈活的設(shè)計(jì)措施,達(dá)到最佳的投資效益和社會(huì)效益。S459甘孜巴塘境改建公路是區(qū)域內(nèi)國(guó)道線間的聯(lián)絡(luò)線,覆蓋區(qū)域內(nèi)主要鄉(xiāng)鎮(zhèn),主要服務(wù)于地方交通和旅游交通,處于2800~5100m高海撥地區(qū),地形地質(zhì)復(fù)雜,建設(shè)資金為有限的補(bǔ)助資金,根據(jù)項(xiàng)目功能特點(diǎn),設(shè)計(jì)確定了在保證公路使用功能、服務(wù)水平的情況下,控制工程造價(jià),通過(guò)改建整治和強(qiáng)化養(yǎng)護(hù)管理,增強(qiáng)公路的抗災(zāi)能力,以最少投入實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目效益最優(yōu)化的總體設(shè)計(jì)原則,全線分為12段論證設(shè)計(jì)速度,確定采用30km/h,局部困難路段(占全線21%)采用20km/h設(shè)計(jì)速度,路基寬度7.5m的標(biāo)準(zhǔn),通過(guò)總體設(shè)計(jì)中靈活性采用指標(biāo),投資從全線采用30km/h時(shí)的1350萬(wàn)元/km,優(yōu)化并控制到了870萬(wàn)元/km的限額設(shè)計(jì)內(nèi)。同時(shí)為減少再次改建,保證和提高了橋隧的技術(shù)指標(biāo),橋梁寬度采用8m,隧道設(shè)計(jì)速度采用了40km/h,建筑限界寬度為9m×5m。同時(shí)利用棄土場(chǎng)坪建設(shè)養(yǎng)護(hù)道班并配置養(yǎng)護(hù)機(jī)具等綜合措施。滿足了改建公路的功能要求,又考慮了全壽命周期成本。3.2線形設(shè)計(jì)利用靈活性的造價(jià)控制措施山區(qū)地形起伏頻繁,受自然條件侵蝕和沖涮形成眾多“V”形溝槽,河岸切割較深,陡斜坡、懸崖、陡坎地貌環(huán)境普遍,地質(zhì)條件復(fù)雜,不良地質(zhì)現(xiàn)象較多,公路沿線生態(tài)脆弱,可供布設(shè)線位的走廊狹窄。線性設(shè)計(jì)在山區(qū)改建公路中是重難點(diǎn),直接影響安全營(yíng)運(yùn),同時(shí)線性設(shè)計(jì)對(duì)橋隧比例、路基土石方、防護(hù)工程規(guī)模、工程造價(jià)影響更為明顯,是造價(jià)控制的關(guān)鍵,靈活運(yùn)用指標(biāo)尤為重要和有效。山區(qū)改建公路線位設(shè)計(jì)必須綜合考慮擬定的設(shè)計(jì)車速、地形地貌、地質(zhì)條件、生態(tài)環(huán)境、老路現(xiàn)狀等邊界約束條件,緊抓用線性去適應(yīng)地形和環(huán)境條件這個(gè)靈活性設(shè)計(jì)的關(guān)鍵,總體上應(yīng)盡量利用原有路基或展線走廊,適應(yīng)地形起伏,適應(yīng)溝谷河床坡比變化,適應(yīng)布線坡面的變化。掌握好適度和平衡的原則,把握好多因素邊界約束條件的綜合運(yùn)用,合理確定技術(shù)指標(biāo)和幾何線性,綜合平、縱、橫、環(huán)境等要素,真正理解“連續(xù)、漸變、順適”的線性設(shè)計(jì)內(nèi)涵。S459、S314利用老路為等外級(jí)公路,以深谷路段和越嶺段為主,不利線型組合較多,部分路段老路最大縱坡達(dá)到約15%以上,行車安全性極差。改建設(shè)計(jì)時(shí)緊抓線性設(shè)計(jì)是最大靈活性體現(xiàn)的關(guān)鍵,利用對(duì)原路精確測(cè)量資料,首先運(yùn)用HACAD軟件對(duì)原路線性進(jìn)行擬合,在保證行車安全及滿足規(guī)范極限的前期下,平面線性設(shè)計(jì)沒(méi)有片面強(qiáng)調(diào)直線或曲線間夾直線長(zhǎng)度,而是根據(jù)汽車行駛軌跡,合理選擇和確定各種線性要素的幾何參數(shù),大量采用復(fù)曲線、S形曲線、復(fù)合形曲線等線性組合,并設(shè)置不等長(zhǎng)緩和曲線,同時(shí)為防止留下安全隱患盡量避免采用卵形曲線接S性曲線再接C性曲線的不利線性組合,保持了線性的連續(xù)性和均衡性,兩個(gè)項(xiàng)目線性設(shè)計(jì)平曲線總長(zhǎng)均達(dá)到了路線總長(zhǎng)的60%左右。縱面線位設(shè)計(jì)時(shí)沿河段結(jié)合橋涵、支擋構(gòu)造物的布局,重視土石方平衡,確定合理縱坡及組合;越嶺段以相對(duì)高差來(lái)控制越嶺線平均縱坡,最大縱坡和坡長(zhǎng)值和縱坡組合靈活采用,在改建利用平均縱坡、長(zhǎng)大縱坡超標(biāo)的原有越嶺路段時(shí),避免只強(qiáng)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)和指標(biāo),大改大調(diào),大段放棄原有路基或展線走廊的設(shè)計(jì),也防止改建后超標(biāo)繼續(xù)存在,安全隱患未整治的現(xiàn)象,采用降低越嶺埡口高程或采用隧道方案來(lái)降低縱坡,采用在原有展線走廊帶基礎(chǔ)上,通過(guò)延伸原有回頭曲線位置,通過(guò)利用山頭新建回旋展路線,通過(guò)新建回旋展線橋梁等措施,達(dá)到一方面盡量利用了原有公路老路基或走廊,避免大改大調(diào),保持與環(huán)境景觀的協(xié)調(diào)性,另一方面增長(zhǎng)展線長(zhǎng)度,降低縱坡的目標(biāo)。改建設(shè)計(jì)30km/h設(shè)計(jì)速度路段最大縱坡為8%,20km/h設(shè)計(jì)速度路段最大縱坡為9%,按照規(guī)定在海拔高于3000m以上路段,最大縱坡予以折減,滿足了指標(biāo)要求,實(shí)現(xiàn)了技術(shù)經(jīng)濟(jì)的合理性,同時(shí)有效控制造價(jià)。
3.3路基設(shè)計(jì)利用靈活性的造價(jià)控制措施
公路在功能和標(biāo)準(zhǔn)確定后,路基寬度是一個(gè)重要的技術(shù)指標(biāo),要盡量按選擇的標(biāo)準(zhǔn)值執(zhí)行,但山區(qū)地形多為斜坡,地面橫坡一般較陡,路基土石方、防護(hù)和排水的工程規(guī)模對(duì)造價(jià)影響較大,路基工程費(fèi)用一般要占總造價(jià)的30%以上,要控制好造價(jià),就必須采用靈活性理念和措施進(jìn)行路基設(shè)計(jì)。在里程長(zhǎng),地形、地質(zhì)氣候等自然條件變化大的項(xiàng)目中,或在利用加寬老路通過(guò)特殊的不良地質(zhì)、生態(tài)環(huán)境脆弱、高大陡坎、陡坡等特別困難路段,為減少誘發(fā)新的地質(zhì)病害和控制造價(jià),經(jīng)論證可靈活分段采用不同設(shè)計(jì)速度和對(duì)應(yīng)的路基寬度,但要做好路基寬度變化的過(guò)渡銜接,同時(shí)可利用截彎取直廢棄老路、對(duì)棄土場(chǎng)坪處理,靈活設(shè)置港灣式停車帶或觀景停車點(diǎn),為汽車讓行或觀景創(chuàng)造條件。S459、S314項(xiàng)目路基設(shè)計(jì)中對(duì)自然橫坡較陡的山坡或走廊狹窄的溝谷路段,充分研究采用了半山橋、順河橋等方案,并就橋梁和樁板墻進(jìn)行路橋方案比選,盡可能減少了對(duì)自然山體的開(kāi)挖。綜合考慮了填方、路基穩(wěn)定及棄方量的相互關(guān)系,優(yōu)選采用半挖半填的經(jīng)濟(jì)橫斷面,選取了靈活的路基加寬方式,大量利用當(dāng)?shù)刎S富的圬工材料和綠色資源,采取工程和植物防護(hù)相結(jié)合措施,采用了漿砌或片塊石混凝土護(hù)腳、路肩墻、路堤墻、賓格網(wǎng)石籠擋墻等防護(hù)措施確保了路基穩(wěn)定,控制了造價(jià)。坡面選擇適宜性好、經(jīng)濟(jì)、宜養(yǎng)護(hù)的當(dāng)?shù)鼐G植物進(jìn)行防護(hù),防治了邊坡沖涮和水土流失,控制了造價(jià)。路基邊溝沒(méi)有統(tǒng)一采用漿砌,而是根據(jù)具體路段的地貌和路界匯水流量情況,大量采用與環(huán)境協(xié)調(diào)、造價(jià)低、防翻車的淺碟形土質(zhì)邊溝。通過(guò)以上靈活性措施,在保證滿足功能的情況下,確保了公路建設(shè)對(duì)自然環(huán)境的影響最低,路基工程費(fèi)用控制在247萬(wàn)元/km內(nèi),有效控制了造價(jià)。
3.4交安設(shè)計(jì)利用靈活性的造價(jià)控制措施
在降低了部分技術(shù)指標(biāo)的路段,如果在設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)上不作其他任何考慮,會(huì)影響到該路段的通行能力和存在安全隱患,為保證功能和安全,應(yīng)增加必要的加強(qiáng)交通安全設(shè)施,加強(qiáng)交通組織管理。在改建公路設(shè)計(jì)中,要注重了解交通安全設(shè)施的設(shè)置,S459、S314具有部分旅游交通功能,改建設(shè)計(jì)時(shí)就最大努力去達(dá)到“交通+旅游”融合發(fā)展的相關(guān)要求,設(shè)置交通標(biāo)志考慮旅游指示,沿線布設(shè)一定數(shù)量的觀景臺(tái)、供養(yǎng)站、環(huán)保廁所等。對(duì)長(zhǎng)大縱坡、小半徑曲線、設(shè)計(jì)速度、路基寬度變化等設(shè)置提前告知標(biāo)志,讓駕駛?cè)藛T提前對(duì)前方路段的變化有心理和調(diào)整的準(zhǔn)備。利用老路,長(zhǎng)大縱坡路段確實(shí)無(wú)法避免的,經(jīng)安全評(píng)價(jià),設(shè)置合理的避險(xiǎn)車道,并采用減震帶等強(qiáng)制減速措施。對(duì)于汽車可能快速過(guò)彎的曲線路段,采用提高一級(jí)設(shè)置超高,并采用減強(qiáng)制減速措施。采取邊溝加蓋板的路基邊溝形式,改善路側(cè)凈距,從而達(dá)到安全和造價(jià)控制的目標(biāo)。
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