山區(qū)高速公路路線選線設(shè)計(jì)探討

冷昊華，鄭光輝

(1.宜春市公路管理局奉新分局，江西 宜春 336000；2.廣東省南粵交通龍懷高速公路管理中心英懷管理處，廣東 廣州 526400)

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山區(qū)高速公路路線選線設(shè)計(jì)探討

冷昊華1，鄭光輝2

(1.宜春市公路管理局奉新分局，江西 宜春 336000；2.廣東省南粵交通龍懷高速公路管理中心英懷管理處，廣東 廣州 526400)

由于山區(qū)限制條件及影響因素多，地形復(fù)雜，水文地質(zhì)復(fù)雜，生態(tài)環(huán)境脆弱,山區(qū)高速公路設(shè)計(jì)面臨著很多新的課題。以廣東省龍川至懷集公路的設(shè)計(jì)為工程實(shí)例，提出了路線選線設(shè)計(jì)受周圍地形地質(zhì)情況、環(huán)境保護(hù)等因素影響時(shí)的選線原則和比選方式。

公路路線；山區(qū)；方案；比選

1 工程概況

廣東省龍川至懷集公路段是國(guó)家高速公路網(wǎng)規(guī)劃“71118”布局方案中第17橫——汕頭至昆明高速公路的重要路段，也是廣東省“九縱五橫兩環(huán)”高速公路網(wǎng)規(guī)劃主骨架中“一橫”的重要組成部分。項(xiàng)目位于廣東省北部，路線基本為東西走向，沿線地形條件復(fù)雜、地質(zhì)條件差、道路及河網(wǎng)密布、土地資源少、自然保護(hù)區(qū)和居民點(diǎn)多、工程規(guī)模大。全線不良地質(zhì)主要有巖溶、淺層滑坡、崩塌和軟基等。

2 山區(qū)高速公路選線的特點(diǎn)

山區(qū)的特點(diǎn)是山高谷深、地形高差大、地質(zhì)復(fù)雜，工程艱巨，路線可選方案多；地形決定了選線的條件，同時(shí)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)也在很大程度上受地形的影響。在地形方面，路線平、縱、橫三個(gè)方面均受到約束；在地質(zhì)方面，山區(qū)土層薄、巖層厚，巖層產(chǎn)狀和地質(zhì)構(gòu)造變化復(fù)雜，對(duì)線位布設(shè)影響大；在氣候方面，山區(qū)暴雨多、山洪急，溪流水位變化幅度大；在自然壞境保護(hù)方面，部分區(qū)域?yàn)轱L(fēng)景名勝區(qū)或水源保護(hù)區(qū)，對(duì)路線的走向方案有決定性的作用。因此山區(qū)高速公路線形的選擇，要結(jié)合地形地質(zhì)，遵循地質(zhì)選線、地形選線、環(huán)保選線、安全選線、規(guī)劃選線和造價(jià)選線的原則進(jìn)行總體路線設(shè)計(jì)。路線設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)合理利用和珍惜山區(qū)稀缺的路線走廊，路線確定前認(rèn)真調(diào)查研究，掌握路線所經(jīng)區(qū)域的各種約束條件。

3 地形對(duì)路線設(shè)計(jì)的影響

3.1 方案提出理由及路線描述

田頭至對(duì)橙坑路段(K325+200～K329+000) 路段，山體非常陡峭復(fù)雜，路線K線沿山側(cè)進(jìn)行布線，采用多設(shè)置橋梁的方案，且路線相對(duì)繞行。K線以高墩橋梁方案代替隧道方案，由于高墩橋梁具有工藝較復(fù)雜、實(shí)施難度較大的特點(diǎn)，其每延米造價(jià)并不一定低于隧道，故需增加從山體設(shè)置隧道路線取直的G7和G8線方案進(jìn)行比選，以準(zhǔn)確判斷采用橋梁方案和隧道方案的造價(jià)情況。

K線在田頭路線偏西南方向前進(jìn)，沿陡峭山體山腰進(jìn)行布線，至廟埇路線偏西前進(jìn)，同時(shí)路線繼續(xù)沿山腰布線至G7和G8線比較終點(diǎn)。

G7線在田頭K325+200從K線分出，路線偏西南方向前進(jìn)，靠近K線布線，至廟埇路線偏西方向，此時(shí)路線從山體中間設(shè)置約860 m的隧道穿越山體，出了隧道路線繼續(xù)西行一小段距離后接上K線。

G8線在田頭K325+200從K線分出，路線偏西南方向前進(jìn)，靠近K線布線，至仔茍灘路線偏西方向，此時(shí)路線從山體中間設(shè)置約750 m的隧道穿越山體，出了隧道路線繼續(xù)西行一小段距離后接上K線。

3.2 K與G7線方案比選

K線和G7線的主要技術(shù)指標(biāo)比較和主要工程數(shù)量比較分別見表1。在路線長(zhǎng)度方面，由于K線相對(duì)繞行，路線長(zhǎng)度比G7線增長(zhǎng)了244 m。在平縱指標(biāo)方面，K線最小圓曲線半徑R=1 128 m，G7線R=1 500 m，K線最大縱坡3.25%，G7線最大縱坡3.5%；兩者路線指標(biāo)相當(dāng)，但G7線平縱指標(biāo)略高，安全性較K線好。

綜上所述， K線路線沿山側(cè)布線，采用橋梁方案，路線長(zhǎng)度比G7線增長(zhǎng)了約244 m，但棄方較少，對(duì)環(huán)境影響較小，同時(shí)工程規(guī)模也較小，橋梁增長(zhǎng)940 m，但隧道減短了860 m，工程造價(jià)減少了3 313萬元，工程優(yōu)勢(shì)較為明顯，故推薦采用K線方案。

表1 K線和G7線主要工程數(shù)量比較表

3.3 K與G8線方案比選

K線和G8線的主要技術(shù)指標(biāo)比較和主要工程數(shù)量比較見表2。在路線長(zhǎng)度方面，由于K線相對(duì)繞行，路線長(zhǎng)度比G8線增長(zhǎng)了134m。在平縱指標(biāo)方面，K線最小圓曲線半徑R=1 128 m，G8線R=1 300 m，K線最大縱坡3.25%，G8線最大縱坡3.5%；兩者路線指標(biāo)相當(dāng)，但G8線平縱指標(biāo)略高，安全性較K線好。

表2 K線和G8線主要工程數(shù)量比較表

綜上所述， K線路線沿山側(cè)布線，采用橋梁方案，路線長(zhǎng)度比G8線增長(zhǎng)了約134 m，但棄方較少，對(duì)環(huán)境影響較小，同時(shí)工程規(guī)模也較小，橋梁增長(zhǎng)880 m，但隧道減短了750 m，工程造價(jià)減少了2 795萬元，工程優(yōu)勢(shì)較為明顯，推薦采用K線方案。

4 環(huán)境保護(hù)要求對(duì)路線設(shè)計(jì)的影響

4.1 方案提出理由及路線描述

本項(xiàng)目線位在廣東省肇慶市懷集縣壞城鎮(zhèn)北側(cè)穿過，路線需跨越水源保護(hù)區(qū)。K線為繞避綏江一級(jí)水源保護(hù)區(qū)的方案，但是路線較長(zhǎng)，工程規(guī)模較大，造價(jià)較高，而G2線為穿越綏江一級(jí)水源保護(hù)區(qū)的方案，路線較為順直，工程規(guī)模也較小，本階段提出進(jìn)行綜合比較。

K線方案起于汶朗鎮(zhèn)喬富坪村，緊接著跨越縣道X426，沿東方向前進(jìn)，經(jīng)過羅車、小利坑、龍坑、根竹等自然村，在下進(jìn)瑤設(shè)懷集北互通，然后跨省道S263和綏江，路線繼續(xù)西行，在羅抪路線偏西南方向，設(shè)秧埇隧道，在上不洞接上G2線。

G2線為工可T線的優(yōu)化方案，路線起于汶朗鎮(zhèn)喬富坪村，路線往西南方向前進(jìn)，在石坡上跨縣道X426，繼續(xù)往西南方向前進(jìn)，經(jīng)過羅車坑、云羅坑、高寨、廟背、埇尾等自然村，在磨公坑上跨省道S263，設(shè)懷集北互通與S263連接，然后上跨綏江，路線偏西前進(jìn)，經(jīng)過大塘坪、龍?zhí)恋竭_(dá)比較終點(diǎn)。

4.2 方案比選

K線和G2線的主要技術(shù)指標(biāo)比較和主要工程數(shù)量比較見表3。在路線長(zhǎng)度方面，由于G2線路線長(zhǎng)度比K線增長(zhǎng)了136 m。在平縱指標(biāo)方面，K線最小圓曲線半徑R=1 300 m，G2線R=1 300 m，K線最大縱坡3.4%，G2線最大縱坡3.5%；兩者路線指標(biāo)相當(dāng)，安全性相當(dāng)。建設(shè)條件方面，由于地形條件復(fù)雜，K線地形相對(duì)較高，施工條件較差。環(huán)境影響方面，K線為繞避綏江一級(jí)水源保護(hù)區(qū)的方案，從二級(jí)水源保護(hù)區(qū)經(jīng)過；而G2線方案為跨越現(xiàn)有綏江一級(jí)水源保護(hù)區(qū)的方案，若使G2線方案成立，需調(diào)整現(xiàn)有一級(jí)水源保護(hù)區(qū)的范圍。對(duì)地方服務(wù)便捷性方面，G2線較K線更為靠近懷集縣城，懷集北互通對(duì)縣城的交通服務(wù)更為便捷。

表3 K線和G2線主要工程數(shù)量比較表

綜上所述，由于G2線較為順直，更為靠近懷集縣城，懷集北互通對(duì)縣城的交通服務(wù)更為便捷，且橋隧規(guī)模和土石方工程均較小，造價(jià)減少約2.57億元，有較大的工程優(yōu)勢(shì)。但是G2線需要跨越綏江一級(jí)水源保護(hù)區(qū)，從與相關(guān)各單位初步協(xié)調(diào)來看，若把綏江一級(jí)水源保護(hù)區(qū)進(jìn)行往北調(diào)整，存在搬遷自來水廠水管費(fèi)用較高，同時(shí)需對(duì)新一級(jí)水源保護(hù)區(qū)內(nèi)的現(xiàn)有民房進(jìn)行搬遷；同時(shí)要處理好綏江邊上省道S349的排水保證不會(huì)排入綏江；由于一級(jí)水源保護(hù)區(qū)內(nèi)不可以進(jìn)行建設(shè)，綏江邊上的省道S349需先進(jìn)行擴(kuò)建；因此一級(jí)水源范圍的調(diào)整過程相當(dāng)復(fù)雜和漫長(zhǎng)。綜合考慮各方影響因素，推薦采用繞避一級(jí)水源保護(hù)區(qū)的K線方案。

5 結(jié) 論

(1)山區(qū)高速在一定的地形條件下，通過路線的繞行，以高墩橋梁方案代替隧道方案，雖然會(huì)使路線長(zhǎng)度相對(duì)增長(zhǎng)，線形指標(biāo)降低，但可以降低總體工程規(guī)模，節(jié)約造價(jià)，同時(shí)減少挖方和棄方數(shù)量，減輕高速公路的施工對(duì)山區(qū)環(huán)境的影響。

(2)當(dāng)路線遇到水源保護(hù)區(qū)域時(shí)，雖然在環(huán)境保護(hù)區(qū)域穿過的路線方案在橋隧規(guī)模、土石方工程數(shù)量和總體造價(jià)方面有較大的優(yōu)勢(shì)，但由于一級(jí)水源保護(hù)區(qū)域范圍內(nèi)不能有工程建設(shè)，需調(diào)整保護(hù)區(qū)域后才能進(jìn)行建設(shè)，調(diào)整過程較為漫長(zhǎng)，且由此引起的其他費(fèi)用較多，故經(jīng)過水源保護(hù)區(qū)域時(shí)應(yīng)綜合考慮項(xiàng)目建設(shè)進(jìn)度要求和調(diào)整保護(hù)區(qū)范圍的具體情況因素綜合選線。

[1] 中華人民共和國(guó)交通部標(biāo)準(zhǔn)，公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(JTGB01—2003)[S].人民交通出版社，2004.

[2] 王亞奇 錢振東.山區(qū)公路路線設(shè)計(jì)探討[J]，交通科技，2009，(7) : 73-75.

[3] 龐華強(qiáng).結(jié)合交通部公路設(shè)計(jì)新理念談山區(qū)公路路線設(shè)計(jì)[J]，道路交通，2010，(10) : 57．

2017-03-21

冷昊華(1978-)，男，江西宜春人，工程師，研究方向：工程管理。

U412

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1008-3383(2017)05-0024-02