云南公路勘察设计回顾和展望

发布日期:2011-10-17 浏览次数:425
    云南省地处中国西南边陲,位于云贵高原西缘地带。全省面积39.4万km2,国境线4061km,境内生活着26个民族。自然资源和旅游资源极为丰富。誉有”金属王国”、“动物王国”、“植物王国”、“旅游胜地”的美称。是一个经济相对落后,经济增长速度相对较快有待开发的边陲省份。

  云南是一个山高谷深、地形地质复杂,山地面积占94%的典型的多山省份。随着社会经济的发展.云南交通运输事业也得到了相应的发展,目前已形成了以公路运输为主,公路、铁路、水运、航空四种运输方式优势互补的综合运输体系。

  公路勘察设计是公路建设的先行军,为云南公路建设,加快公路勘察设计进度,提高公路勘察设计质量和科技含量,为云南公路开工、列项、引资打下基础是勘察设计人员义不容辞的责任和义务。本文回顾云南公路勘察设计的历程,与同仁探讨云南公路勘察设计的发展方向和目标。

  一 云南公路建设概况1 云南公路建设历史云南驿道起于战国末期,发展到元代基本定型,形成以昆明为中心。向东南西北达临省周边,累计长9072.2km的驿道网。为云南对外交流提供了方便。

  抗战时期作为“抗日大后方”的云南,为支援前线抗日,运输救急物质。在环境极为艰苦的情况下出动大量民工,兴建公路60多条,长5000多公里,其中干道13条,通车里程2781.7km,县道支线26条,通车里程656.7Kin。昆明市区公路19条,通车里程170km,总计通车里程3608.4km,其中晴雨通车36条2946.3km。为支前抗日、云南经济发展作出了特殊的奉献。

  解放战争胜利后,云南公路建设历时7年恢复和新建通车里程l1983km,县通达率77.1%,为云南经济建设奠定了基础。改革开放以来,随着工程技术提高,云南公路建设迅猛发展,云南公路从1995年开始步人了快车道,实现了高速公路零的突破和行政村村村通公路。至20OO年底通车里程达109560km,其中高速公路517km。

  2 云南公路建设总体思路根据国家西部大开发的战略,结合云南山区点式经济特点,为适应社会经济的发展,云南公路将以“三纵三横、九大通道”为公路主骨架(规划等级为二级公路以上,累计里程12129Km,扣除重叠段长6693Km),按每年投资近100亿元,通过lO—l5年的时间分段分步建设,形成以昆明为中心,东进贵州广西出省入海,北连四川进入腹地,西通缅甸仰光,南下东南亚国家的快捷运输网络。

  3 云南公路勘察历史回顾从五十年代至八十年代中期基本以地质调查和钻探为主,这一时期,技术力量薄弱,工作效率低。

  八十年代中期至九十年代初,随着我国改革开放和国民经济的高速发展,开始建设高等级公路。地质勘察工作, 除地质调查和桥位钻探外,开始了路基涵洞、高路堤深路堑等构造物的钻探工作,同时增加了静力触探、室内外测试工作等。

  九十年代初至现在,随着高速公路高速发展,公路工程地质勘察的手段也不断更新,在原有基础上,开展了地球物理勘探工作,引进了遥感方法进行公路路线选线。

  二 云南公路勘察设计主要成绩1 勘察手段科技含量提高公路勘察手段从利用简单的测量仪器,依靠勘察设计人员的经验和繁重的体力劳动,实地敷设简单的控制标志,边建设边调整,到利用常规仪器,依靠简单计算工具,完成系统的手工设计图纸,再到今天采用先进的卫星定位技术和计算机配套软件,建立地面数据模型,完成一体化设计,通过可视化动态手段检查设计成果,取得了把工地搬回办公室,把勘察设计人员从繁重的体力劳动中解放出来的突破,不仅提高勘察设计进度数十倍,而且强化细化了勘察设计专业,提高了勘察设计质量和科技含量。

  2 设计思想的突破2.1 公路选线思想的突破人类对大自然的认识是一个循序渐进的过程。公路选线也是认识自然、改造自然的一部分。多年以来,公路勘察设计随认识自然的逐步加深和多年的探索,取得了六大突破:一是由过去的确定路线方案再勘察工程地质的“选线地质”思想改变为先分析区域工程地质,确定路线走廊,勘察走廊局部工程地质,以避为原则,以防为主,固定路线线位的“地质选线”思想;二是路线布线由随弯就弯,路线线型服从构造物的插旗选线,发展到构造物服从于路线线型的曲线选线;三是由被动地改造自然,创造“人工景观”,发展为主动顺应自然,遵循自然规律,建立可持续发展“生态公路”;四是由过去满足功能需要的实用思想发展成为追求景观的雕塑思想;五是强化分项设计的同时,重视和加强了总体设计;六是突出了恢复生态环境和环境保护。

  2.2 公路设计公路是由平纵横三个面组合的带状立体空问,横断面设计是公路勘察设计的重要组成部份,是满足公路运输功能,检验路线线位,影响工程安全和工程投资的重要因素,特别是山区高速公路,经几年以来的实践取得了五大突破:一是改变了低等级公路单纯“戴帽子”的思想,转变为综合的、系统的综合设计思想;二是由单一的专业工程师独立完成转变为发挥集体智慧,重点审查的集体行为;加深了公路路基设计深度;三是扩展了路基高填深挖、高边坡的定义和范围:四是路基的稳定性要求,随公路建设由“先通后畅”向“一通即畅”转变而提高;五是在满足功能性要求的基础上,增加j,路容景观设计六是加大了土工合成材料的运用范围和力度。

  2.3 路面设计思想的突破路面是反映路基设计施工质量的“状纸”,是影响安全行驶的直接影响因素,是公路社会形象的“形象大使”,也是道路通行能力的决定因素之一。近年来结合山区高等级公路建设,公路路面勘察设计取得了两方面的突破:一是在公路路面设计在满足功能性要求的基础上,重视并加强了路面的安全性设计;二是为提高路面施工质量,将路面末期的控制容许弯沉值改为设计弯沉值,作为施工检验标准。

  2.4 桥梁设计的突破桥梁是为跨越河流、江湖、箐沟而设置的设施,随着高速公路由平微区向山岭重丘区延伸,山区公路桥梁设计取得了四方面的突破:一是过去限于建筑工艺、水平和材料的限制,桥梁结构型式单一,目前实现并推广了新结构、新产品、新材料的应用;二是随公路选线思路的突破,桥梁平纵线型服从于路线,实现了弯坡斜高桥的突破;三是随高速公路进山,刷新了桥梁功能和弯坡斜高桥的概念,探索并实现了125米高墩的建设;四是步人了市场经济,突破了行业限制,通过小湾电站太桥实现了重载(300吨)桥梁的设计。

  2.5 隧道的突破隧道是为减少路线高差,缩短路线里程,提高路线平纵指标,减少山体开挖而设置的设施。随着社会经济的发展,选线思路的创新,隧道勘察设计取得了四方面的突破:一是随着山区公路的建设,实现了隧道为“盯’的突破。二是随“生态公路”建设和环境保护意识的提高,突破了公路隧道功能,拓展了隧道使用范围;三是随高速公路建设,在现行隧道规范的基础上,针对云南复杂的地形地质条件,对公路隧道平纵线型进行了探讨,突破了公路隧道平纵线型指标的规定;四是针对云南复杂的地形地貌开展了连拱隧道和轿隧一体的研究,取得了突破性的进展,掀开了云南公路隧道的新篇章。

  3 工程地质勘察思路的突破工程地质勘察是公路勘察设计的依据,是公路工程投资,运营安全,工程安全的决定因素之一近年以来,通过几代公路人的努力,在云南地形地质极为复杂,基础资料较为馈乏的条件下,采取走出去请进来的办法,取得了六方面的突破:一是由“选线地质”时代工程地质勘察作为公路勘察设计辅助专业,拔到了“地质选线”的高度,加强了工程地质勘察的重要性和指导意义,观念上取得了突破性的更新,引起了各方面的重视;二是工程地质勘察改变了过去地调、钻探的单纯手段,引进运用了先进的物探方法,如高密度电法仪、地质雷达、遥感判译等,形成了一套综合性的优势互补的勘察手法,并强化了区域地质调查和综合分析深度;三是结合工程建设的发展,培养了一批既懂工程地质又熟悉公路工程的综合性人才;四是通过太保、元磨、楚太、玉元、昆嵩等高速公路的实践,对中生代红层认识取得了突破性的进展,为公路建设积累了丰富的经验;五是通过多年的实践,针对云南地形地质复杂、土质松散、岩石破碎、立体气候的特点提出并强调了潜在不良地质的观点。加强了潜在不良地质的分析、观测和预防;六是根据云南山区特点,提出并大胆应用了“弹性设计”或者说“可变设计”,收到了事半功倍的效果。

  三 云南公路勘察设计存在主要问题1 管理方面1.1 勘察质量地勘工作的外业管理中,一般是以个人为主,一个技术人员负责一条路或一段路,存在一定的缺陷,一个人既要做管理又要做地质调查、钻孔编录和协调工作,导致负责技术的时间减少,地勘工作的质量不能保证。

  1.2 外业调查深度不够公路设计院的地勘工作,工程程序多为技术人员顺路线走一遍,作地质调查, 同时进行布孔,以后就是检查钻孔质量和编录等工作。这个程序表明,我们的外业调查工作显得薄弱。地质调查记录普遍存在记录简单,记录不全的问题,这也是地勘质量不能从根本上提高的一个基本原因。

  1.3 钻探原始记录不符合要求多次外业中检发现,钻孔的原始编录,后补的情况普遍,而且编录不是按原始回次和规定程序记录,是一些综合记录,最基础的数据和资料不准确,导致地勘质量无法提高。

  2 地质物理力学参数不足地勘工作,长期以来重视钻探工作,忽视地质的物理力学参数的重要性。目前,试验取样是按地质人员认为可能有软土等不良地质地段的问题才取样、进行试验,而没有按规范规定进行取样试验分析。比如,很多地段,分析一个或几个样品就说成是一个标段的参数。由于地质数据不足,导致桥梁、隧道、涵洞、挡墙、深挖高填地段等工点的地质参数不足,使有的公路造成数十万元至千万元的变更。

  3 对重点工程与特殊地质地段的勘察重视不够地勘报告质量虽有一定提高,如每本报告有一张不良地质、特殊地质地段表,但是,地勘报告中对重点工程和特殊地质地段的重视不够, 勘探深度不够,重点不突出,说明太简单。这是地勘工作中很大的缺陷。

  4 料场勘探深度不够根据规范要求,地勘工作必须按要求进行料场的勘探。而很多条路线由于料场变更,导致数十万到数百万的变更费用。其主要原因是工作深度不够或未作勘探和实验,凭肉眼观察就得出结论而造成的。

  5 钻探、物探成果未被充分利用工程地质勘察工作,作为“工程地质勘察报告” 中的说明部分,是勘探成果的精髓。但很多钻探成果、物探成果未被充分利用。在地勘工作中, 按工作步骤是,先进区域分析调。

  四 云南公路勘察发展思路1 参与市场经济,引入竞争机制公路勘察设计是公路建设的先行军,是公路建设的重要组成部分,随着社会经济的发展和科学技术的进步,社会化大生产日愈扩展,公路勘察设计也将在目前内部建立竞争机制的基础上,逐步走向市场经济,逐步实现凭技术力量、科技含量、勘察设计质量和效益的竞争以及人才力量的竞争,形成多元化的勘察设计市场。

  2 勘察设计一体化随着科技进步,山区公路勘察设计将从引用航空测量,工程地质遥感等先进技术向运用地理信息系统等先进技术,建立大地数据模型把工地搬回家,以总体设计为龙头,以系统集成软件为手段,以“曲线拖动”法进行选线定线,利用动态模拟检查验证勘察设计成果,完成系统的勘察设计工作,形成资源共享的气候,将勘察设计人员从大量繁杂的体力劳动中解放出来投身于大量的、系统的脑力劳动,充分体现现代科技的魅力。

  3 勘察设计专业相互交叉、互相渗透融为一体公路勘察设计是集物理、化学、结构、材料等专业为一体的系统工程,公路勘察设计将随社会的发展、科技的进步,各个专业的分工将进一步细化和严密,但公路勘察设计人员的知识结构则将进一步渗透,特别是工程地质与各专业问的渗透,将彻底改变“选线地质”时代的“隔核”,形成互为一体的机制,只懂选线不懂工程地质,只懂工程地质不懂选线的工程技术人员将被时代所淘汰或降级。

  4 公路景观设计成为一个亮点公路勘察设计是公路工程的灵魂,是公路建设的起点,随自然环境保护意识的提高“生态公路”进一步推广和运用,公路勘察设计从单纯追求满足功能性要求,工程经济合理,安全可靠的“土木” 工程设计,转向寻求融于自然,创造一条亮丽生态风景线的工程设计,其设计要点将在满足功能性要求的前提下将增加景观设计,将在不久的一天成为成果评定的重点,因为公路将成为以自然环境为衬托的线状雕塑。

  5 安全评估是必要不可少的环节公路是社会发展,对外交流的纽带,是物质、文化交流的传送带,其运营的安全性是评价公路建设质量、管理水平的因素,是服务水平的体现,由此公路安全性评估将成为公路勘察设计、建设的必不可少的环节,动态模拟等将成为勘察设计安全评估重要内容,并逐步成为线型连续性、技术指标均衡性、设施安全性的基本手段,同时向构造物承载力、性能检查等扩展。

  6 公路桥梁的发展趋势随高速公路向山区纵向延伸,公路桥梁功能由跨越沟河,走向保护自然,建设生态公路,减少自然环境破坏,形成立体化交通重要设施过渡的同时,将向两个方向发展,第一是大跨径、高桥墩的连续结构体系,成为推动机械行业、材料行业发展的动力;二是先简支后结构连续的小跨径、曲线坡型小箱梁和钢梁广泛使用,推动钢材以及防腐技术的发展。

  7 体外预应力将得到适度发展体外预应力是近年以来发展起来的技术,随着山区弯坡斜高桥的建设和防腐技术的提高,体外预应力因其施工方便,预应力筋可以更换的优势,将会在新建桥梁,特别是旧桥加固得到适度的发展,成为公路桥梁技术发展的一个光点。

  8 公路路基设计综合发展公路路基是线形带状构造物,与自然接触点多面广,跨越的单元地貌、地层岩组、构造体系、气候等变化频繁,影响路基安全与稳定的因素众多,情况十分复杂,随科学技术和建筑材料的发展,公路路基设计将在三个方向有所发展和提高:一是为减少路基工后沉降,提高行车的舒适度,各种土工合成材料将进一步广泛运用;二是随生态公路的建设,为碱少山体开挖、植被破坏,减少高边坡的预应力锚索结构体系,如预应力锚索柱板墙、格栅锚梁等将广泛运用于边坡处治和防护中;三是路容景观设计中将大量采用植物的绿化美化作用,与自然环境协调统一的路基设计成为时代的亮点。

  9 综合分析技术将是工程地质的重心工程地质勘察是勘察设计的基础和依据,随着科技的进步、工程建设规模的扩大,工程地质工作将彻底改变“苦” 、“脏”、“后” 的形象,成为时代骄子,利用先进的工程地质遥感技术,建立系统的工程地质信息系统,塑造一大批综合判译分析的队伍,成为工程设计、工程处治、方案论证决策的主力军,快速勘探和综合分析技术将占据21世纪,并得到进一步的发展。

  10 公路隧道的发展方向山区公路隧道是山区公路建设和社会发展的需要,长隧道由于土建成本高、建设工期长、营运养护费用大等,其发展相对缓慢,但窜梭于山区的中长隧道,特别是短隧道、小半径曲线隧道、连拱隧道群以及融于自然的消竹式洞门将有广阔的发展空间和发展前景,成为山区高速公路建设的重心。隧道防排水和超前预报技术成为公路隧道设计的重点和关键。

  公路勘察设计是认识自然、改造自然,顺应自然客观规律的实践过程,云南公路勘察设计将以总体设计为龙头,以生态公路为方向,以运营时速、安全评估、景观设计、模拟动态设计为检查方法,在运用先进技术等方面有所发展,为云南公路建设事业作出努力。

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