摘要：露天矿在我国有色金属矿生产总量中占有很大的比重。露天矿的开挖和生产，不仅包括矿区工程的修建，还要有与之配套的运输道路。可以说，露天矿山道路设计的合理性和施工质量与矿区运输的安全性、运输车辆的经济效益和寿命直接相关。为了获得更好的经济效益，露天矿区顺畅安全的交通运输非常重要，露天矿山道路的设计和施工质量的重要性也是显而易见的。基于此，本文主要对露天矿山道路设计及施工进行分析探讨。
关键词：露天矿山；道路设计；施工探究
1、前言
矿山道路设计是矿区规划设计的一部分，包括线路设计、路基设计、路面设计以及相关施工组织设计等，各项设计必须遵守《厂矿道路设计规范》。一个科学的、合理的、高效的矿山道路路线设计，是矿山建设的重要组成部分。矿山道路的质量直接影响运输成本和运输安全，提高矿山道路的质量，对降低运输成本，确保运输安全，具有十分重要的意义。
2、矿山道路施工设计的步骤及方法
一般矿山道路施工图设计4张图为1套，分别为道路施工平面图、道路纵断面图和道路工程横剖面图及道路路面结构图。在没有专业软件的前提下，如果使用传统的CAD绘图以及手动计算，则会显得相当复杂，而利用本研究提出的方法，采用多个小软件和自制小文件组合也完全可以达到事半功倍的设计效果，提出的矿山道路施工设计步骤及方法如下。
2.1确定道路参数及平面路由
首先，根据设计道路所处区域地形条件、物料输出方向、运输能力、设计服务年限及设计道路通过的车型等主要因素，确定道路参数。其次，根据道路参数及设计道路平面布置的地形条件在道路施工平面图上初步确定道路平面路由。最后，参考矿山生产单位意见并现场实际勘察道路路由区域情况，根据道路的附加功能及场地条件，多次修订道路的平面路由。
2.2工程计算和工程投资预算
进一步精细化设计道路的平面基本路由位置，绘制道路施工平面图、道路纵断面图和道路工程横剖面及路面结构图，并计算出道路的工程量和工程投资预算。该步骤可划分为：
1）根据设计参数及路基岩性等资料，绘制路面结构图。
2）在道路施工平面图上，从公路的起始点设立百米标起点，并分段逐步绘制道路百米标。
3）按照路面结构图、最大公路坡度等参数、确定的道路的平面基本路由中该部位的地形条件，确定公路中心线位置、该段公路的坡度、变坡点位置道路拐点位置等。
4）在变坡点处设计纵向（竖曲线）参数：根据计算公式，利用Excel软件的计算功能，自制文件。设立2个变量，简便快捷计算出纵向（竖曲线）参数，自制Excel文件如图1所示。
图1 自制 Excel 文件
5）根据第3步确定的数据，按照一定间距（一般公路按照间距15~30m绘制，地形条件复杂的选小值）绘制道路横剖面图；地形等高线全的新建公路，可以采用飞时达RDCAD设计软件方便地生成地形剖面，可以方便地生成道路地形横剖面图。RDCAD界面图如图2所示。
图2 RDCAD绘制横断面图
6）根据绘制的道路横剖面确认公路中心线位置、公路坡度、道路的安全稳定性和经济合理性，对不符合安全规范的、有可能产生路基失稳隐患的和在经济上不是最科学合理的部位从第3步从新编制。
7）根据确定道路的各项数据，绘制的道路施工平面图，利用本院购置RDCAD软件计算公路平面坐标表，添加到道路施工平面图说明内。
8）根据绘制的道路施工平面图和得出的公路平面坐标表中数据，绘制道路纵断面图。根据计算公式，利用Excel软件的计算功能，输入RDCAD得出绘制道路纵断面图。
9）整理绘制的道路横剖面，形成道路工程横剖面及路面结构图。
10）从剖面图中读取工程填方量和工程挖方量，计算出道路工程量，完成道路工程投资预算。
3、道路定线与施工
在道路设计中，首先要根据作业现场进行定线，按设计的线路参数施工，施工技术应保证曲线段外侧超高，内侧加宽，合理确定线路连接与视距等。露天矿山采区内拟定线路要考虑开采境界、边坡稳定。露天矿采场出入沟口的位置与标高是一个重要控制点，其标高应与矿岩卸载点标高和地形相适应。优化线路系统可有多个方案，经比较后选择最佳方案，然后具体确定线路，主要控制道路纵坡。在深凹露天矿中，确定线位自上而下进行，根据开采设计提供的台阶高度、运输平台宽度、台阶开采终了坡面角和道路纵坡等数据逐段进行计算与设计。线路密集区段必须综合考虑道路群的平、纵关系及排水、护坡。
道路定线方法一般采用“零点法”，即按照拟定的线路和走向，采用一定的纵坡，沿地形等高线或采区内台阶等高线找出道路中心线的填挖高度等于零的点，再将各零点连成一线，调整此线的平纵断面，确定出线位。由于露天矿山道路路基大部分处于挖方地段，“零点法”往往就在路基边缘线，而不是道路中心线，要把边坡的稳定情况考虑进去，因此该法只能作为确定线位的参考。
4、道路通过能力与运输能力
道路通过能力取决于单位时间内通过线路特定地点的最大汽车数量，其与行车线数量、路面质量与状态、汽车运行速度以及安全行车间距有关。汽车行车速度直接影响道路通过能力。自卸汽车运输能力取决于汽车的载重量、运输周期和每班的作业计时等。利用安装在汽车上的自动计量监测系统可以掌握汽车的装载量，提高汽车的运输效率。
5、道路养护与防尘
道路养护在于保持路基、路面和构筑物的完好状态，以保证卡车运行安全，避免汽车轮胎和道路的过度磨损。做好路基排水、清扫排水沟、平整路肩、清除路面撒落物等使之平整；在砾石道路上撒细粒碎石或粗粒砂防滑；在冬季要防止路面结冰，防止冰冻的化学方法是使用氯化纳及氯化钙水溶液，冰冻温度可分别下降为－２２１．２℃和－５５℃。公路维修包括小修、中修和大修。小修包括紧急修补路基、路面及线路环境；中修包括恢复磨损路面、排水沟、加固路肩、整理线路坏境等；大修包括恢复路基及道路所有磨损的部分及构筑物。露天矿山粉尘污染在空气中的含尘量可达６００～９００ｍｇ／ｍ３，大大超过环保标准，降低了汽车运行的安全性及运行速度，特别是加速了发动机的磨损。粉尘防治的方法是向道路洒水，铺设灰尘少的路面，对碎石、砾石及土质路面则用吸水盐类有机胶结材料进行处理。
现代机械设备不断更新换代，道路施工已经实现机械化操作，大型振动压路机与平路机相互配合有效的提高了矿山道路路面的平整性，而且路面行政规范，排水坡度适宜，采用大型振动压路机对路面压实的效果也得到有效的提高。运用先进的大型机械设备，可有效提高矿山道路的质量，使路面更加平整光洁，承载力更高，有效的降低了道路维护与汽车运输方面的投资费用，有利于进一步提高矿山的经济效益。
6、结语
综上所述，对露天矿山道路进行合理的设计和施工，能够有效地提高道路的刚性和安全性，使车辆运行更加稳定、安全，运输效率大大提高。随着车流量的增加，运输吨位的不断加大，道路的各项参数也要根据实际情况不断进行调整，以保证道路的畅通性和安全性。
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论文作者:王献征
论文发表刊物:《基层建设》2018年第22期
论文发表时间:2018/9/10
标签：道路论文; 矿山论文; 路面论文; 露天论文; 路基论文; 地形论文; 纵断面论文; 《基层建设》2018年第22期论文;