公路路線比選方案的設計要點及分析

(福建省交通規劃設計院，福州350004)

公路路線比選方案的設計要點及分析

■林磊

(福建省交通規劃設計院，福州350004)

本文以多個路線設計方案為例，從地質比選、安全性比選、環境比選、經濟性比選等幾個方面進行分析，根據各路段存在的問題，提出合理的解決方案，為今后類似的路線方案設計提供一定的借鑒意義。

公路路線比選方案路線設計路線方案選擇路線技術指標

1 引言

隨著社會經濟的不斷發展，公路工程建設越來越受到重視。在公路工程建設中科學的路線設計非常重要，一條公路的設計包含了多個方面的技術要求和技術可能，設計者除了能夠合理地選擇技術指標，提供正確的信息給駕駛者，從而確保行車的舒適與安全外；還要綜合考慮地形地質、環境保護、項目后期運營的經濟性等多項指標的要求,針對某一路段存在的問題，提出多種解決方案，供專家及上級主管部門審查、篩選，因此一條相對完善的公路設計，需要設計人員綜合考慮多方面的設計因素，合理的取舍，才能制定出最為合理、經濟的路線方案。

2 公路路線比選方案

2.1 地質比選

(1)地質情況分析

路線方案的基礎是地質調繪和外業調查。不良地質會直接影響路線方案最終的可行性，因此在路線走廊帶基本確定以后，應對路段內不良地質的分布情況進行詳細的調查(如巖溶、滑坡、采空區和軟土等)，在確定了不良地質的性質和分布情況后，應根據不良地質在確定了的所處的位置及對走廊帶的影響程度，再進行治理或平面繞行的方案比選分析。

如漳武高速公路南靖山城圖美至山城坑口段(見圖1)，該路段原本擬采用D線方案作為推薦方案，但是在項目的初步設計的外調過程中，在K10路段發現古滑坡體，為了避開滑坡體，把D線方案內移，內移后五斗山隧道的長度由原來的1.88km延長至2.9km，接近特長隧道。考慮到滑坡體的不穩定性，針對長隧道和滑坡體布設了路基繞行的K線方案與之比選。

(2)方案分析

圖1 南靖山城圖美至山城坑口段路線方案平面圖

K線方案的優點在于它的工程安全性及經濟性要優于D線,D線方案的優勢在于對地方的干擾小，同時從路網結構分析D線路線里程更短，行車便捷，線形順暢，其新建路線里程較K線短0.469km，往漳州方向車輛無需繞行，行車里程較K線縮短了1.969km。

K線方案在滑坡體下緣基本以填方路基的形式通過，對滑坡體沒有破壞，甚至可以起到反壓互道的功能，對滑坡體的穩定更為有利。

D線方案在滑坡體路段雖然隧道埋深48～121m(見圖2)，且隧道圍巖是以中-微風化花崗閃長巖為主(見圖3)，但是在大型滑坡體底下進行隧道施工，施工過程中引起的振動對隧道頂部滑坡體的穩定具有一定的影響，而且滑坡體下方就是南靖縣城區域，為了保證項目工程以及周邊地區的安全，因此建議不采用D線方案，而采用對工程地質性更有利的K線方案。

圖2 五斗山隧道埋深立面圖

圖3 五斗山隧道地質剖面圖

2.2 安全性與經濟性比選

路線的安全性、經濟性是公路路線設計中最重要的二環，但是如何平衡、選擇這二者的關系，對方案的設計者提出了很高的要求。因此，布設路線時必須將安全性、經濟性作為重要參考因素，既不能為了節省工程造價，選用風險較高，不利于行車安全與構造物安全的技術指標方案；也不能盲目地追求高指標，忽視實際的地形、地物與技術標準，布設不合理的設計方案，而造成工程造價的虛高。

(1)技術指標的安全性與經濟性的比選

在路線方案的設計中，通常以長下坡的平均縱坡技術指標的方案比選，較為常見，在山區公路尤其是高等級的山區公路的長下坡的方案比選中，應根據項目的交通量及運營期間的車輛性質，制定與項目運營情況匹配的平均縱坡指標，在根據平均縱坡的允許值的范圍內，根據地形、地物的情況，布設方案進行綜合比選。如漳武高速公路南靖南坑溪仔口至船場甘芳段路線方案(見圖4)，該路段受地形所限，海拔高差較大，屬于長下坡路段。

圖4 南靖南坑溪仔口至船場甘芳段路線方案平面圖

K線方案的長下坡里程15.408km，設計高差357.025m，平均縱坡為2.3%，工程造價15.12億元。H線方案的長下坡路段里程18.367km，設計高差362.038m，平均縱坡為2.0%，工程造價20.46億元。

從長下坡路段的平均縱坡指標考慮，H線方案的行車安全性相對較高，但是K線的路線里程更為便捷、順暢，其路線里程縮短了4.783km，工程造價節省了5.34億元，經綜合比選，雖然K線方案長下坡路段的平均縱坡略高于H線方案，但是無論從工程造價、工程難易程度、帶動輻射面以及地質選線角度考慮，K線方案具有明顯的優勢，因此最后推薦K線方案。

(2)結構物的安全性與經濟性的比選

在方案設計的過程中除了技術指標外，公路的構造物設施的安全也是非常重要的，因此根據實際的地形合理地選擇設置構造物的位置，確保構造物在項目建設及后期運營過程中的安全穩定，也是設計者必須要考慮的問題。

如漳武高速公路南靖山城赤尾林至大丘田段路線方案(見圖5)，該路段原本擬采用隧道較短的F線方案作為推薦方案，但是在項目的初步設計的外調過程中,發現F線的龍潭山隧道的進口位于山谷的低洼處，進口洞門受到水流沖刷的影響較大，施工及運營期間，存在一定的安全隱患。

圖5 南靖山城赤尾林至大至田段路線方案平面圖

由于我省地處臺風汛期高發的地區，短時強降水頻發，為了提升高速公路隧道洞口的抵御強降雨災害的能力，省高指還專門發文要求隧道的洞口位置要盡量避開沖溝這樣的水流匯集點，以保證隧道洞門的安全，提高隧道的抗災能力，經過綜合比選，路線方案最終沒有采用工程造價相對節省的F線，而是選擇了結構安全性更好的K線。

2.3 后期運營經濟性比選

在對方案的經濟性分析中，通常會有兩種，除了常見的不同方案之間的工程造價對比外，項目建成后的運營成本也是必須要考慮的，而一條高速公路日常的運營成本與其隧道的長度有直接的關系，在方案的工程造價相差不多的情況下，應該優先考慮采用隧道里程短或以橋代隧的方案。因此設計者在布設中、長隧道方案時，應結合地形考慮布設路基繞行或里程相對較短的隧道方案，與之進行比選，即使短隧方案不佳或方案存在其他不足，也應盡量保留，供專家及主管部門評審決策。

如漳武高速公路南靖山城東坑仔至南坑漏透尾段路線方案平面圖(見圖6)，該路段原本擬采用線形指標好，對九龍江影響小的A線方案作為推薦方案，但是考慮的項目后期運營的經濟性,在A線方案的基礎上布設了隧道里程更短的K線方案，K線方案的隧道里程比A線方案縮短了975m，橋隧總長比A線方案增長了66.5m，同時工程造價較A線方案增加了428萬元，雖然項目前期的投入略大，但是從長期運營的角度來看，短隧道的照明、通風、維護管養的費用大大降低。因此經過綜合比選，該路段最終推薦采用K線。

2.4 環保與經濟性比選

圖6 南靖山城東坑仔至南坑漏透尾段路線方案平面圖

公路建設應注重環境保護和景觀不被破壞，方案設計時應對項目內有特定意義的敏感點逐一核查，保證路線走廊沿線自然景觀的協調性。布設路線應遵循“隨彎就勢、標準靈活、合理優化、保護環境”的設計原則，結合不同路段的地形特點及環保要求，采用與之對應的設計方案(如高低路堤、橋隧組合等)。

在遇到城鎮、古民居、景區、文物保護地等必須進行避讓的路段，如果采用路基填筑或開挖的設計方案不僅會對環境造成破壞，同時通常也不符合地方的意愿。因此如果在項目中有這樣的路段，應該提前與當地政府溝通，充分了解地方意愿，并進行相應的經濟技術分析，多利用橋梁和隧道的形式加以避讓。

如連江黃岐古石至苔菉上塘段路線方案(見圖7)。該路段原本擬以路基繞行的方式通過黃岐鎮的古石村，依山靠海，地勢較為陡峭，路基方案對山體破壞較大，廢棄的土石方量也較多，對環境的破壞很大，在項目的溝通過程中，發現古石村是屬于被保護的古村落，村內閩東古厝

圖7 連江黃岐古石至苔菉上塘段路線方案平面圖

建筑明潔靈秀，風貌古樸，極具觀賞價值，經過精心規劃合理布局，該村于2016年列入連江縣幸福家園創建村，是黃岐半島旅游的重要組成部分。因此地方建議，該路段不宜采用路基方案。為了更好地保護古石村的旅游生態，進一步完善黃岐半島沿線的旅游景觀鏈條，在綜合考慮了各方的意見后，在B線方案的基礎上，布設了隧道方案對古石村進行了避讓。

雖然K線方案的工程造價較B線方案高，但是其路線平、縱面指標好，隧道進、出口洞門的施工對古石村均沒有影響，隧道方案很好的保護了古石村的旅游生態環境，符合地方意愿，因此在該路段最終推薦采用了K線方案。

3 結語

隨著社會經濟的飛速發展，在公路設計中，會不斷有新問題、新要求、新的干擾因素出現，在同一路段內往往會出現多個需要解決的問題，這就要求設計者需要對方案進行詳細認真的分析、比較。力爭提供更多有針對性的解決方案，提交審查、決策。針對公路項目不同路段的特點，設計者結合地質比選、安全性比選、環境比選、經濟性比選進行分析，從而取得最佳的設計效果，以確保方案的合理性。同時合理地運用技術指標，除了能夠有效地保證行車安全，提高行車的舒適性，還能夠節省工程造價，降低項目后期的運營費用。

[1]湯振興,等.高速公路路線設計與沿線景觀協調性研究[J].安徽農業科學,2011.1.