浅谈工程设计的难点

浅谈工程设计的难点

摘要：文章以青海大力加山勘察设计项目为工程背景，分别从路基、路面、桥梁涵洞隧道等多个方面存在的难点进行了解析，提出了对策和方案，同时也为其他类似的工程提供了参考意见。

关键词：路基；路面；桥梁；涵洞；隧道

1、工程背景

青海大力加山项目位于青海省海东地区循化撒拉族自治县境内，路线全长52.006km。

2、难点分析

2.1路线

2.1.1 难点

(1)地形条件复杂，路线布设难度大

本项目总体地貌特征是山峦连绵、高低起伏、错落有致和河谷纵横．地貌切割较为强烈，区域地貌类型属构造侵蚀高出峡谷及冲洪积河谷台地地区，地形条件较为复杂，起点段落山体极为陡峭，自然坡度几近垂直；山顶高差在50～200m，路线布设一旦碰到山体，则挖方边坡将高达上百米，给路线布设带来较大困难。

(2)地质条件复杂

沿线地层分布复杂、散乱，分布地层主要有第四系、上第三系、白垩系、三叠系和燕山侵入岩，沿线地质条件十分复杂。经过地质调查．沿线地质构造分布有褶皱1处、断层9处，不良地质有崩塌2处、滑坡6处，另外分布有泥石流、盐渍土、黄土、季节性冻土等不良地质，对各设计方案均影响较大。

(3)耕地、牧区、林地资源稀缺

循化县年降雨量小，且分布不均匀，雨季雨量大而集中，出体冲刷严重，草籽难以生长，全县植被覆盖率不足10%。且循化化县以农业、畜牧业为主，农业可耕种面积少，过度养殖放牧又对草场造成严重破环，因此，保护耕地、林地、牧区，使高速公路与沿线环境和谐共存，是设计的一个难点。

2.1.2对策措施

(1) 坚持生态环保选线，合理利用土地资源

路线方案布设应尽可能减少对自然山体的破坏，减少高填深挖。同时对沿线的环境敏感点如：水资源保护区、学校、文物等，在充分调查清楚的基础上，路线布设时应严格按《公路环境保护设计规范》执行。路线布设时应尽量减少占用耕地，避让基本农田和经济作物区，贯彻执行交通部《关于在公路建设中实行最严格的耕地保护制度的若干意见的通知》。在路线方案选择时将占用耕地作为重要的考虑因素。

（2）重视工程地质选线，尽量避让工程地质病害

在地质、地形条件复杂多样的地区兴建高速公路，必须始终坚持“地质选线，地质先行”的原则，加强各个阶段的地质调查、勘探工作，全面收集本地区公路、铁路、水利、建筑等地质科研成果，合理处治地质病害，有效控制施工变更和工程总量；确保地质资料（尤其是重要工点、重要路段）的可靠性，从地质层面上确保道路设施自身的安全。

（3）坚持地形选线，合理掌握标准，灵活应用指标

路线布设应以地形为依托，合理掌握路线平、纵技术指标，做到指标均衡，顺应地形，保持线形的连续性和指标的均衡性，使线形舒展流畅。对相当于强制性条款规定的极限值，如最小平曲线半径、最小竖曲线半径、最大纵坡，应严格掌握，但对属于好中求好的线形指标，如曲线间的直线长度，可灵活掌握；从行驶顺畅、线形连续、环境优美、景观协调的角度，地形条件具备的情况下，路线平曲线半径采用1000～3000米，曲线长度1～2Km为宜。

（4）加强路线方案比选，合理控制工程投资；

做好路线方案与工程方案的比选，争取最大限度地控制投资。选定路线方案时要进行多层次的方案比较，加强多方案研究比选，做到宏观、微观选线相结合，路线布设可考虑平、纵分离等线形及灵活运用局部路段线形指标；要选择工程规模小、实施难度小、对自然破坏小的方案；工程方案中的高路提、高架桥、深路堑、隧道等方案的选用，对路线方案有着重大的制约与影响，因此，需经反复推敲，才能确定一条安全环保、经济合理的路线方案。

2.2长大纵坡范围广

2.2.1 难点

路线起点海拔高1876.8m，路线所经大力加山海拔3599m，地貌自然平均纵坡达3.3%，路线所在走廊带又十分狭窄，沿线村庄、寺庙、农田密集，展线余地小，路线布设十分围难。不可避免造成长大纵坡范围大的结果，因此如何减少长大纵坡的范围、降低平均纵坡，是路线设计需要特别注意的地方。

2.2.2对策措施

路线设计时，应尽量利用地形，对平纵面设计进行优化，提高平纵面指标，尽量缩短大纵坡段落的长度；必须采用大纵坡时，可考虑设置爬坡车道、紧急避险车道，在路面结构设计上采用抗滑结构层等措施，并设置完善的交通安全措施、交通监控措施和交通服务措施等，改善大纵坡路段的交通安全问题。

2.3特长隧道隧址复杂

2.3.1难点

大力加山特长隧道长7870m，隧址条件将成为制约路线的重要因素，深入加强隧道的勘测、设计，将是本项目的一个重点。经初步设计地质调绘，在隧道进口附近存在一中型古滑坡，且断层与路线基本平行发展达65km长，因此路线布设应避绕滑坡、断层位置，选择范围较小。

2.3.2对策措施

施工图设计时应进一步查明隧址滑坡、断层等不良地质分布情况，加强特长路线方案比选工作。

断层带勘察重点：

①分析区域地质资料，确定区域存在的主要断裂及其展布组合特征，进而确定隧址区内可能存在的断层及其位置，通过现场踏勘和调绘追踪断层出露的位置，同时结合物探对可疑地段进行勘探，布设钻孔加以验证，揭露断层的位置、规模、产状。

②综合分析区域地震构造、地震活动性的基础上，在断层带两侧布设氡、汞探测点进行场地断层气探测，结合断层样本的放射性14C年代测试，判定隧址区内断层是否为活动断层，是否为发震断层，进行工程地震安全性评价。

地应力测试：

分析区域历次构造运动，特别是近期构造运动，确定最新构造体系，进行地质力学分析，收集区域地应力资料，确定应力场的主轴方向。同时进行水压致裂法地应力测试，判定隧址区的应力大小及方向，对隧道不同区段进行地应力评价，判定围岩是否会发生岩爆或大变形。

2.4桥梁抗震设计及减隔震措施

2.4.1难点

项目区域内起点段地震烈度较高，地震过程中桥梁一旦损毁、中断，便等于切断了地震区的生命线，次生灾害将十分严重，所以桥梁的抗震设计和采取有效的减隔震措施十分重要。