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航天基地下塬路道路设计

1道路工程设计

下塬路道路工程设计的重点和难点是路线设计、路基边坡及防护设计,设计细节是交通附属工程设计(包含无障碍、交通标志标线及安全设施)。

1.1路线设计

1.1.1路线设计原则该工程道路设计难点是路线布设,路线设置原则如下:(1)该道路为城市支路,原则上遵循规划路网总体布局,线位根据地形、地物及地质条件通过多方案技术经济论证最终确定,同时兼顾排水需要;(2)路线布设尽可能顺应地形、地物,减少拆迁,尽量避免高填深挖,节省工程造价;(3)路线布设应考虑避让地质病害,尽量减少对自然山体的破坏,;ぷ匀簧肪;(4)路线布设应结合沿线主要控制点,遵循美观、适用、经济原则,统筹考虑,合理地布设线位;(5)严格遵循相关规范规定的技术标准,做好道路平、纵、横组合设计。

1.1.2路线布设首先是路线起终点的确定。结合西安市城市路网规划和航天基地路网规划,汇总航天管委会主任办公会会议意见和建议,确定道路起点位于航天基地揽月阁南侧的规三路,终点接长安区西汤公路(樊川路),且与中环路连通。其次是路线走廊带的确定。结合塬边地质灾害的评估报告和路线设计原则确定走廊带。该工程所在地以西的长安水利建筑工程公司西北侧有双竹村一组滑坡(H02),项目所在地东侧长安一中老校区有长安一中崩塌(B05h01)。项目所在区域有天地洞、骨灰堂等必须避让的建筑物,还需考虑尽量减少塬下西汤公路北侧一带居民区的拆迁。上述控制因素严重制约了路线的布设。为避开地质灾害,线位必须在长安一中老校区围墙和长安水利建筑工程公司之间进行布设。经过几次方案比选,确定最佳的下塬路路线。在长安水利建筑工程公司东北侧塬上布设第一处回头曲线;然后转向东沿塬边展线下坡至天地洞北侧,设置第二处回头曲线;之后再沿塬中间平台向西经骨灰堂北至长安水利建筑工程公司东侧,设置第三处回头曲线;接着转向东沿坡面展线下坡,经骨灰堂、天地洞南侧坡面至长安一中老校区西侧,设置第四处回头曲线;路线再转向西沿塬下坡脚布设。全线共设置平曲线交点16个,其中回头曲线设置了4处,最大圆曲线半径为251m,最小圆曲线半径为20m(回头曲线)。起终点高差84.905m,平均纵坡4.82%,直角和回头弯处道路采用缓坡,其余路段采用陡坡。图2为道路平面线位图。

1.2路基边坡设计该工程挖方以黄土边坡为主,考虑边坡的稳定性、耐久性和挖方断面的经济性,并兼顾施工和养护需要,根据黄土的时代成因、所处地貌单元、构造节理、边坡高度、地面水和地下水条件以及自然稳定边坡的形状等综合确定该工程边坡坡率。采用经济合理的排水防护工程及病害防治措施,确保路基具有足够的强度和稳定性。该道路地形较为陡峻,起终点高差较大,为降低施工难度,路基以挖方为主。挖方边坡高度最高35.02m,填方边坡高度均在15m以内。挖方路基特别是深挖路堑路基是该工程的重点。土质挖方边坡高度大于20m,针对深挖路堑采用逐段工点用力学分析法验算边坡稳定性,土质边坡采用圆弧滑动法搜索滑动面,圆弧分析采用简化Bishop法。安全系数分别按照正常工况和非正常工况Ⅰ进行计算,正常工况安全系数不小于1.2,非正常工况Ⅰ时不小于1.1,并结合防护、支挡形式等综合设计路堑边坡。该工程深挖路基均为土质,除设置路堑挡土墙段落外,边坡坡率采用宽台陡坡处理,边坡坡率采用1∶0.5~1∶0.75。挖方边坡采用台阶形开挖,每8m分级,分级平台宽3~5m。结合考虑边坡稳定和施工安全性,提出深挖路堑施工阶段注意事项:(1)施工工序应自上而下进行,先施工截水沟,然后开挖边坡,开挖一级防护一级,不应使边坡暴露时间过长;(2)施工中边坡开挖揭示的实际地质信息与设计不符时,应及时反馈设计单位,以便调整方案,加强动态设计。提出深挖路堑边坡监测建议和指导检测方案。在深挖路堑边坡施工时必须请有监测资质的第三方监测部门实施监测。深挖路堑边坡沿线路方向一般每隔50~80m设置监测断面,每个工点应有不少于2个监测断面。且边坡最高断面附近必须设置监测断面。每个断面分别于堑顶及边坡平台,并在边坡可能破坏的范围外30m,通视条件良好的位置设照准点和置镜点。监测方法:宜采用水准仪及经纬仪或全站仪测量,监测边坡水平、垂直位移等变形状态。监测频率:监测桩埋设后应观测几次,确定稳定的起始基准值;路堑开挖施工期每天1次,路堑开挖间歇期每三天1次,施工完后1~3个月,每周1~2次,3个月以上,每月1~2次。观测频率可根据边坡工程安全等级、边坡稳定性、施工进程及监测类型等实际情况进行适当调整。监测警戒值根据工程经验采取类比法和监测资料的分析、归类总结确定。根据监测结果,加强动态设计,及时有效地调整设计,更好地为工程建设服务。

1.3边坡防护工程边坡防护工程以“安全、环保、和谐”且施工方便为原则,在满足安全的前提下尽量选用环保、绿化的形式,突出植被护坡绿化的效果。在路基边坡绿化上应体现“恢复自然,尽量减少人工痕!钡淖谥,提供良好的视觉效果。

1.3.1路堤边坡防护路堤边坡防护以坡面防冲刷为主要目的,以经济、实用、美观大方且施工方便为原则。当路堤边坡高度H≤8.0m,为保持与周围环境融为一体,采用植草、灌防护,防止水土流失,增强路基稳定性。选择根系发达、茎矮叶茂、生长繁殖迅速及易成活的当地植物。

1.3.2路堑边坡防护路基的开挖破坏了现有地表植被,开挖面易产生冲刷,发生水土流失,同时影响到边坡稳定,所以路堑边坡防护以减小环境破坏、保证边坡稳定为前提,努力将该工程建设成为景观路、生态路、旅游路。该工程结合黄土的特点,黄土直立性较好,但绿化困难,从环境;、景观设计等角度考虑,根据路堑边坡高度,与排水设计相结合,选择多种工程防护与植物防护类型,采用以下防护形式。(1)爬藤绿化防护:适用于边坡坡率为1∶0.25~1∶0.5的路段,在挖方坡脚和平台设置。(2)植草、灌:适用于高度H<8m的土质挖方边坡,边坡坡率为1∶1。(3)护面墙:适用于陡边坡、宽平台固坡脚。(4)锚杆格梁:适用于深挖边坡、边坡欠稳定路段。(5)路堑墙:适用于边坡开挖受限或边坡欠稳定路段。

1.4交通附属工程该工程设计把“以人为本”的设计理念贯穿始终,为满足和方便残障人士使用,且保证其安全,配合人行横道的位置设置无障碍缘石坡道,增加相应的告示牌,明确残障人士需在有民事行为能力人的陪同下通行。为确保非机动车辆和机动车辆路用权力,采用完善的交通提示警示标志标牌及行政告示牌。陡坡路段设置横向振动减速标线。沿下坡方向,在回头曲线前适当位置,配合警告、禁令标志设置横向振动减速标线。设置提醒自行车使用者需推行通过的告示牌。为保证车辆、行人安全,该工程在路基外侧安全距离较。ㄐ∮3m)、边坡高度较大的路段,设置车行道外侧防撞护栏和人行道外侧栏杆。图3为道路建成效果图。

2工程总结

(1)在该工程条件受限情况下,道路断面布设考虑应急避险车道。为保证车辆和行人安全,采用路基护栏将车行道和人行道完全隔离,同时利用路侧带设置50cm绿带兼作碎落台,防止高边坡坠落土块影响行人安全。图4为道路横断面图。(2)高填深挖路基边坡设计方面,为最大减少对塬坡面扰动,减少对环境的破坏,同时节省工程量,边坡设计采用固坡脚、强坡腰、护坡顶及完善排水系统的设计方法,采用宽台陡坡处理,边坡坡率采用1∶0.5~1∶0.75。(3)高填深挖路基段施工时应加强边坡实时监测,结合施工提出动态设计思路,施工发现与设计不符之处及时反馈,及时修改设计。特别是护面墙施工,需根据现场实际情况,削坡量应尽量小,坡脚挖除不宜太大(不大于1m),较大时应缩小一次施工长度(不大于10m)。(4)路基防护与边坡排水密不可分,边坡排水设施现状地形和排水管道的有效结合,才能形成完善的排水系统。特别注意雨期施工,路基边坡开挖后应立即刷坡并实施相应的防护,开挖一段(不大于10m),防护一段,以防雨水冲刷。路基外侧在必要的路段应设置排水边沟、挡水土埝等设施,防止路基以外水流入路基范围。(5)考虑该工程的特殊性,设计时应加强沿线交通安全设施设计,完善急弯陡坡标志、告示标志(如车辆告示及行人告示)、回头曲线处道路广角镜等设施,做好路面强制减速设施设置,保证行车安全。(6)设计应明确建议绿化工程与路基施工同步进行,统筹施工工序。沿线利用地形和空地设计的整平绿化区域应尽早形成,减少施工期间的水土流失。

作者:苏英平 钟华 李坚强 单位:西安市政设计研究院有限公司 中交通力建设股份有限公司

航天基地下塬路道路设计责任编辑:杨雪    
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