山區高速公路路線方案局部比選實例

王 超

（中交遠洲交通科技集團有限公司，河北 石家莊050051）

山區高速公路由于受到自然條件的約束，地質復雜、地形險峻，路線的布設條件及限制因素很多，因此，路線方案的比選顯得尤為重要。本文通過對筆者設計的承張高速公路局部路線方案比選進行分析，提出一些山區高速公路路線方案比選的思路。

1 工程實例分析

1.1 大溝段

本段路線主要受控于附近村莊、河流、尾礦庫及選礦廠規劃等因素，地質以黃土為主，局部位置黃土層厚度達15m左右。此處路線由山前丘陵區過渡至河灘地區，為充分研究可行的路線方案，分別設計了優化、隧道及深挖3個方案進行比選，路線見平面圖1。

圖1 大溝段路線平面圖

優化方案路線繞行至大溝村后，充分避讓K20處尾礦庫，但適當侵占規劃選礦廠范圍。隧道方案路線沿K20 處尾礦庫底下穿過，隧道最大埋深50m。深挖方案為避讓尾礦庫，路線靠北貼近河流，所經之處山體較為陡峭。三個方案縱斷面對比見圖2。

圖2 大溝段路線縱斷圖

由縱斷對比不難看出，工程規模方面：優化方案橋梁總長825m，最大中線挖方高度48m；隧道方案橋梁總長550m，隧道長度755m；深挖方案橋梁總長875m，最大中線挖方高度50m。

結合現場地形地質條件，優化方案深挖方處山體較尖，最大挖方邊坡僅有36m，且該處山體以花崗巖為主，地質條件較好，工程規模適中。隧道方案雖然也較好地規避了既有尾礦庫的干擾，但隧道較長，且隧址處地質以黃土為主，不利于隧道修建。深挖方案雖然工程規模得以控制，但挖方邊坡較高，且多是黃土邊坡，不利于防護安全，另外深挖路塹距離既有尾礦較近，存在安全隱患。綜合分析，路線最終推薦繞行方案。

本段路線方案在充分考慮現場各制約因素的前提下，結合地質情況，充分利用路線平縱的不同布設，將各種可行方案充分組合研究，考慮道路安全、工程規模、工程實施難度等方面進行綜合比選，從而選定最終的路線方案。

1.2 十二撓海新村段

本段路線自十二撓海新村，利用地形展線爬坡進入十二撓海長隧道，地形狹窄、蜿蜒，溝口處屹立山脊。路線選線的重點在于：如何結合現場地形在合理控制工程規模的前提下，盡量選用較高的路線平縱指標，保障行車的舒適性。該處地質以中風化閃長巖為主，屬硬質巖，地質條件較好。此處布設兩個路線方案（技投方案和比較方案）進行比選，路線方案及總體圖見圖3、圖4。

圖3 十二撓海新村段路線方案圖

圖4 十二撓海新村段路線總體圖

技設方案（優化方案），為減少挖方，自十二撓海新村繞行至現有山體北側后進入蕨菜溝，路線全長5.7km。十二撓海比較方案，自十二撓海新村沿現有山體南側進入蕨菜溝，路線全長5.526km。

技設方案，充分利用現有地形展線，挖方量小，平面指標高（R=1100m），但橋梁規模稍高（較比較方案長475m）。十二撓海比較方案，充分利用現有蜿蜒沖溝，路線長度短（較技設方案短174m），但平曲線指標低（R=800），對現有山體破壞嚴重，挖方量大（較技設方案多53萬m3）。考慮到占地拆遷等其他因素，最終兩方案造價相當。

以上兩方案比較的重點其實就是路線指標的高低與工程規模的取舍問題。在路線方案比較之初，由于本段地質條件較好，筆者甚至考慮過短隧道及深挖方方案，方案圖分別見圖5、圖6。

圖5 十二撓海新村段短隧道方案

圖6 十二撓海新村段深挖方方案

短隧道方案路線直接穿越溝口的山脊，隧道長度為399m，深挖方方案主要考慮本段相鄰路段缺方嚴重，路線從溝口山脊的中央穿過，同時考慮冬季積雪問題，將陰面山體全部挖掉，挖方約190萬m3，遠運至相鄰路段使用。

本段山區高速公路路線方案的比較很典型，是路線平縱指標與工程規模的對比，隧道方案與深挖方方案的對比。在比選時，要充分考慮現場實際的地質情況、水文情況以及相鄰路段的土方等因素，綜合考慮后擇優選取。

1.3 周家營段

本段路線受周家營山體深挖方（最大邊坡挖方高度46m）及灤河7 號橋高控制，為減少挖方量，同時避免對自然環境的過度破壞，對隧道方案與深挖方方案進行比選，路線平面圖見圖7。

圖7 周家營段路線平面圖

路線縱斷面圖對比見圖8。

圖8 周家營段路線縱斷圖

對比平縱圖不難看出，深挖方方案為減少挖方邊坡高度，縱斷自灤河7號橋迅速拉坡，縱坡為3.7%，橋梁較高（最大墩高約47m）；隧道方案縱斷面相對平緩，最大縱坡為1%，橋梁最大墩高約29m。

從工程規模上來看，雖然深挖方方案看似以深挖方（中線挖方33m3）換取隧道（399m），工程規模較小，但是由于橋墩較高，下部結構需采用雙排樁承臺加薄壁空心墩方案，相對于隧道方案，中橋梁采用樁柱式橋墩來說，橋梁下部結構造價大幅提高，最終造價對比結果表明，深挖方方案節省有限（約400 萬元），綜合比較，路線最終選擇了縱斷指標更好、更環保的隧道方案。

本段路線方案對比，除傳統的隧道與深挖方方案的對比之外，還存在因隧道與深挖各自側重點不同帶來的路線縱斷指標及橋梁下部結構的不同，尤其是因橋墩高度帶來的橋梁下部結構不同極易被設計者忽視，從而影響路線方案比選結果。

2 結語

路線是公路設計的核心，它的優劣關系到公路本身功能的發揮和在路網中能否起到應有的作用。路線方案選擇將直接影響公路投資、運營、道路通行能力和服務水平，因此在山區高速公路路線方案比選過程中，要多方面聽取意見，找出影響路線方案的有利和不利因素，加深比選深度與廣度，正確處理運用好標準、整體與局部等諸多關系，才能提高路線方案比選水平，選出最經濟、合理，便于實施的路線方案。

[1] JTG D20—2006，公路路線設計規范[S].

[2] 楊少偉. 道路勘測設計[M]. 北京：人民交通出版社，2004.