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公路互通匝道設計洪水頻率采用哪個標準?
依據《標準》和《規范》,高速公路和一級公路路基及小橋涵為1/100,二級公路為1/50,三級公路為1/25,在《規范細則》中未明確規定匝道的設計洪水頻率。當降雨強度大于設計標準時,公路水毀修復是正常的,但有的不應簡單歸咎于老天爺,或因泄洪斷面不足導致。
(1)匝道特大橋設計洪水頻率采用1/300,其余應采用1/100
匝道設計洪水頻率應采用主線標椎。設計洪水頻率在《規范細則》中未明確提出,但匝道是服務于高速公路的,是主線的組成部分,因此應采用高速公路和一級公路的設計洪水頻率,匝道特大橋采用1/300,匝道路基及小橋涵等采用為1/100。
互通式立交主線多數為高速公路,近年一級公路互通式立交逐漸增多,二級公路互通式立交也有個別工點采用。高速公路和一級公路的設計洪水頻率是一致的,二級公路作為主線時,匝道設計洪水頻率相應降低。
建議明確四級公路路基設計洪水頻率不低于1/10。《公路排水設計規范》規定路界內坡面排水重現期為10年,《標準》中宜規定設計洪水頻率低限制。
(2)匝道設計洪水頻率變化情況
匝道收費站之外宜采用1/100,原則不低于二級公路標準。距相鄰路網較遠時,互通連接線為二級公路標準時,路基及小橋涵應為1/50。互通連接線為三級公路標準時,路基及小橋涵宜為1/50,抬高一個標準。
困難地段匝道設計洪水頻率,可采用二級公路標準。匝道路基設計洪水頻率,通過經濟技術比較后路基采用1/50,中橋及以上采用1/100,說明允許短時關閉互通匝道,必須有相應應急措施。一般發生在匝道下穿主線,有的互通匝道設計洪水頻率采用了1/50,相當于二級公路的標準,建議在《規范細則》中明確,必須進行經濟技術比較,若要達到1/100的要求,需要付出多大工程代價。
匝道路基設計洪水頻率不采用1/25時,應比較互通移位方案或改變立交形式。匝道下穿主線,有的互通收費廣場之外,設計洪水頻率采用了1/25,相當于三級公路的標準,差距偏大,后期交通運輸保障能力降低,建議禁止或提出更加嚴格的限制性措施。
匝道特大橋一般不會出現,匝道大橋較常見,此時多數為路線高架橋。縱面受控路大多是路基路段,或中橋路段,應注意設計水位。
(3)匝道設計洪水頻率變化情況
山區高速公路或行洪控制不夠嚴格的地段,河道壓縮嚴重,當設計水位不能滿足1/50時,應比較移動互通位置、降低匝道平縱標準等方案,或應核查主線總體方案。
在此有兩個案例,一個是G85寶雞至坪坎高速公路巖彎互通,被交線標準或不滿足三級公路公路標準。初步設計和施工圖設計審查發現,設計方案存在礙洪且工程造價偏高,建議加大行洪斷面,提高洪水設計頻率,后施工圖變更設計采納了部分意見。
另一個G3511旬邑至鳳翔高速公路良社互通,初步設計和施工圖設計審查發現,設計方案存在礙洪且主流繞行。該項目即將建成,很遺憾,設計單位未采納調整互通方案的建議。杜水河附近主線橋,最小橋長為5*20米,該互通匝道收費廣場與匝道鼻端之間的漸變段,位于河流匯水口下游,大斜度橋梁采用3*20m,行洪斷面明顯低于其它路段。
(5)設計交通量預測年限
公路建設項目交通量預測年限,或設計交通量,《標準》規定高速公路和一級公路為20年,二級公路和三級公路為15年,四級公路未明確規定。四級公路一般可采用10年,也可采用15年,建議《標準》明確不低于10年,與路面結構設計相協調。
一般而言,是在未來年限到來之時,設計交通量應小于道路通行能力,設計交通量可能達到飽和。交通量達到飽和程度,公路仍在使用,說明服務水平降低了,項目擴能已經晚了。
建議依據結構物重要程度和未來擴能條件,適當提高交通量預測年限,增強適應。如特殊結構橋梁、特大橋的特長隧道的交通量設計年限采用20年,但在實踐中,時常為了降低造價,甚至降低了特殊構筑物的設計標準。
(6)結構設計年限
公路路面、橋梁、隧道等結構設計使用年限,《標準》做了規定,未達到規定使用年限,結構發生破損導致功能發揮失效,或部分失效,原則上應核查或追究責任。公路路基防護和地基處理等構筑物,設計壽命制約因素眾多,但可能反應到路面上,后期評價可能受人為因素影響。
《標準》和《規范》宜明確匝道采用主線標準。高速公路、一級公路路面設計使用年限為15年,二級公路設計年限為12年,匝道應與主線相同。特大橋、大橋設計使用年限為100年;高速公路和一級公路的中橋為100年、小橋涵洞50年,其它公路分別為50年和30年。二級及以上公路隧道主體結構設計使用年限為100年,匝道應采用100年。
公路建設項目,建設單位和運營養護單位,大多是同一單位,或是利益關聯單位,一般不會發生主動追責,除非監督機構或社會公眾參與。
(7)匝道抗震設計及設計荷載
新《標準》高速公路、一級公路和二級公路的汽車荷載等級均為公路-Ⅰ級,匝道應主線相同,采用公路-Ⅰ級。收費廣場之外的連接線,原則應采用公路-Ⅰ級,《規范細則》中宜提出要求。依據國家地震區域劃分或主管部門審批的地震小區劃,抗震設計采用地震動峰值加速度系數設防。
(8)結語
政府投資建設項目,應該注重全壽命周期成本,經營性建設項目則研究長周期成本。公路建設項目,建設單位和運營管理單位的職責范圍,也影響到項目建設運營的成本。
匝道設計洪水頻率應采用主線標椎,匝道收費站之外宜采用1/100,不應低于二級公路標準。公路剛剛通車不久,雨季邊坡沖毀,春融沉陷垮塌,不應簡單解釋為“退耕還林改善了氣候環境”,建議核查設計標準、參數和施工質量。
建議《標準》明確四級公路路基設計洪水頻率不低于1/10。
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