(一)高速公路的勘测
勘测工作是公路设计的前期工作,是公路建设的一个重要环节。因此,做好深入细致的勘测工作对建设好高速公路具有举足轻重的意义。
高速公路的勘测设计工作,一般应采用两阶段设计,即根据上级批准的计划任务书要求,先进行初步测量、编制初步设计后,再根据批准的初步设计,组织详细测量,据以编制施工图。通常在勘测前都要进行实地视察,视察虽不作为一个设计阶段看待,但它是勘测工作前必不可少的重要步骤,对计划任务书内容的拟定以及以后勘测工作的进行和正确组织有着重要的指导作用。
公路路线勘测工作必须贯彻执行党和国家的方针政策,深入调查研究,实事求是,精心勘测,注意技术经济效果,为公路设计提供正确完整的勘测调查资料。
高速公路路线勘测必须根据批准的计划任务书的要求,按《公路路线勘测规程》规定分阶段进行相应的勘测工作。根据阶段设计深度要求的不同,路线勘测工作可分为初测与定测两种。
1.初测
初测的目的是根据批准的计划任务书和可行性研究报告中确定的修建原则和路线基本走向,通过实地对各有价值的路线具体方案的勘测,从中选定采用的路线方案,收集必要的经济和勘测资料,为编制初步设计文件提供依据。其任务是进行路线方案的检查落实、实地布设导线,进行高程、地形、桥涵、路线交叉和其他有关构造物的测量、调查和资料收集,并按规定的设计标准进行现场或纸上定线,选定设计方案及确定各项主要工程的概略数量,编制初步设计文件。
勘测前应认真研究计划任务书、可行性研究报告和业已收集到的有关资料(包括测量所需的基本资料,如国家三角点、水准点和有关地形图纸等),根据收集到的各种比例尺的实测地形图、航测图和有关航摄像片进行路线方案室内研究。通过初步比选,组织现场勘测与重点核查落实,在核查中应主动与当地政府和有关部门取得密切联系,并结合当地经济发展规划以及对公路运输的要求和自然条件,合理安排路线布局,处理好路线与大中桥位以及道路交叉等关系。当现场发现可资比较且与批准的路线走向或工程投资有较大影响的新方案时,应进行比选论证,提出推荐意见,报请主管单位审定。
初测内容除常规路线测量和工程地质、水文地质勘探以及筑路材料调查外,尚应沿导线一定范围内进行路基路面、桥涵、道路交叉等勘测以及补充经济调查等。
2.定测
定测应根据批准的初步设计所确定的路线和有关构造物布设方案,结合现场自然条件,通过实地放线和局部路线调整,测定路线线位及有关构造物的准确位置,进行路线详测并补充收集有关设计资料。
高速公路线型标准高,测设要求严,定测放线一般应根据与国家三角点联测的平面图,按纸上定线与初测导线的关系进行实地放线,钉设中线准确桩位。方法是在初测导线上选出置镜点和后视点,取纸上定线某点为测点,根据置镜点号及坐标,后视点号及其方位角和测点桩号坐标,用微机计算出置镜点至测点的方位角及距离,使用红外光电测距仪实地放出所测桩点。为保证测设精度,一般在直线段上不超过500m应增设一控制点。
高速公路的线型顺直,交点间距远,平曲线半径大,有的平曲线长达数公里,故中线测量用一般敷设平曲线的方法,不但工作量大,而且不容易闭合。所以京津塘高速公路在测设中采取了坐标控制并结合偏角法敷设平曲线,方法是用红外光电测距仪先在平曲线上每200~300m设置一控制点,然后用普通经纬仪在控制点上用偏角法敷设平曲线,这样做法可减少累计误差,提高测设精度。(www.xing528.com)
高速公路定测使用的测量仪器及机具,其质量和性能应满足规定要求,测量成果必须符合《公路路线勘测规程》有关精度规定。
(二)高速公路选线设计
对公路平面线形,传统的做法多采用长直线短曲线的形式。随着车速的提高和交通量的增长,高级公路已趋于以曲线为主的设计思路,如京津塘高速公路曲线段约占路线全长的76%左右;表现在纸上定线方法上,是结合地形先拟定曲线,后再联以缓和曲线或直线,使路线在满足行车动力要求的条件下,做到线形连续、视觉良好、景观协调,以保证高速行车与安全。
高速公路选线要考虑政治、经济、国防各方面要求,尽可能按短捷方向将主要控制点联结起来,处理好路线与大中桥位、道路交叉、农田水利、重要城镇、环境保护、水土保持以及工农业设施的关系,减少不必要的干扰和占地拆迁,做到线形衔接舒顺连贯。
选线要根据道路性质和使用要求,合理利用地形地势,正确运用技术标准,保证线形标准的均衡性,在不增加工程量或增加不多时,应尽量采用较高的技术指标,以提高公路的使用质量。极限指标只在不得已时方可采用。
对地质不良地段,在不影响路线基本走向时,可以考虑避让,必须通过时应尽可能避重就轻,采取工程措施妥善布置线位,做到线形符合要求,路线稳定安全,不留后患。
慎重处理高速公路与干线公路、铁路、大中城市出入口交叉关系,充分考虑被交叉的公路等级、技术状况、目前交通量及远景发展、可能转向行驶的分流、合流的预计交通量等;结合当地自然条件和地形,考虑交叉点的合理间隔以及能否归并调整,并论证选定交叉位置和交叉方式,力求做到节约用地、方便交通、安全经济合理。
高速公路选线是一项技术难度较大的工作,线型标准要求高,不单纯着眼于平面定线,还要兼顾立体线型协调,整体性设计要求强。既要处理好线形标准与自然条件间的矛盾,还要妥善解决好社会经济、人文各方面关系。因此,选线工作必须做到点面俱到、统筹兼顾,综合考虑各方面因素。所以高速公路选线如果采用传统的现场直接选线的方法,由于受视野限制,往往顾此失彼,显然已难于满足要求。故高速公路一般多采取先纸上定线,后实地放线的办法来选定路线,通过大比例尺地形图有利于在大面积范围内周密思考、多方比选论证,提高路线方案质量。
随着航空摄影测量的发展,目前国内外一些高速公路已普遍利用航测立体图形定线法,在全能立体测图仪或多倍仪上直接利用航摄立体对象进行选线。
继航测选线之后,随着电子计算机和计算技术、遥感技术的发展,以及高精度自动化绘图仪的不断出现,国外道路已开始进入自动化选线阶段。根据航测资料配以一定的电算程序建立数字化地形模型,并把选线设计的要求和规定的技术指标一并输入计算机,经过程序处理,由电子计算机完成选线设计和分析比较工作,最后通过自动绘图机、电传打印机将全部成果输出。
选线自动化的一个重要研究方向是最优化设计问题,目前在纵断优化方面已取得一定的进展,而平面线形的优化正在进行研究。
高速公路选线设计中,诸如:控制点的确定、与城市的连接、进出口地点的选择、互通式立交的型式与间距、路基的高度、通道的设置等都是需要特别研究和解决的问题。此外路幅型式、分期修建方式等都关系到线形的选定和方案的确定。
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