山區(qū)高速公路路線選擇要點(diǎn)及實(shí)例分析

摘要：路線設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)公路中及其重要的一環(huán)，復(fù)雜地形處的路線選擇受到嚴(yán)重限制。本文依托元江至蔓耗高速公路（紅河段）工程，分析了高速公路在村鎮(zhèn)、河流、森林保護(hù)區(qū)集中地區(qū)的路線選擇，分別從造價(jià)、工程量、施工難度和自然環(huán)境方面做了比較，綜合得出最優(yōu)的路線方案。

Abstract： Route design is an important part of highway design. Route selection in complex terrain is severely limited. Based on the Yuanjiang-Manhao Expressway （Red River Section） project， this article analyzes the route selection of expressways in concentrated areas of villages， towns， rivers， and forest reserves， and compares the cost， engineering quantity， construction difficulty and natural environment respectively， and obtains the optimal route scheme synthetically.

關(guān)鍵詞：復(fù)雜地形;高速公路;路線選擇;控制因素;選線要點(diǎn)

Key words： complex terrain;highway;route selection;control factors;route selection points

中圖分類號(hào)：U212.32? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-4311（2020）09-0182-03

0? 引言

道路選線是影響高速公路技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，山區(qū)高速公路選線面臨極其復(fù)雜的外部環(huán)境，需要綜合考慮道路的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、安全、環(huán)保等性能[1][2]。山區(qū)高速公路選線工作的重點(diǎn)是根據(jù)道路的地形、地質(zhì)條件，綜合設(shè)定不同影響因素的權(quán)重，設(shè)定科學(xué)合理的定線步驟，按照安全、環(huán)保、舒適、與自然環(huán)境融洽、工程經(jīng)濟(jì)合理等原則確定路線方案[3]。本文結(jié)合山區(qū)高速公路路線設(shè)計(jì)的控制因素和關(guān)鍵影響因素，對(duì)元江至蔓耗高速公路（紅河段）的選線方案進(jìn)行，可為今后山區(qū)復(fù)雜環(huán)境下的高速工程選線設(shè)計(jì)提供借鑒。

1? 山區(qū)高速公路選線的控制因素

山區(qū)高速公路線路比選[4]是在總體設(shè)計(jì)理念的指導(dǎo)下開展的系統(tǒng)性工作，選線工作要全面考慮平、縱和橫三個(gè)斷面的總體協(xié)同性[5]。山區(qū)高速公路在選線時(shí)面臨多重控制要素，需要全面識(shí)別這些關(guān)鍵控制要素，綜合考慮控制要素之間的利弊關(guān)系，合理確定路線。

1.1 地形條件

山區(qū)高速公路面臨地形起伏大、峽谷深切、水系發(fā)達(dá)等獨(dú)特的外部環(huán)境，因此高速公路的平、縱面的線形指標(biāo)相對(duì)較高。在選線階段有必要深入研究沿線地形地勢(shì)條件，重點(diǎn)確定越嶺埡口位置，選擇自然坡面較緩的山坡進(jìn)行布線，減少填挖工作量降低邊坡防護(hù)難度。

1.2 工程地質(zhì)條件

山區(qū)高速公路受特殊地形、地勢(shì)條件的影響，在布線過(guò)程中應(yīng)全面考慮安全、經(jīng)濟(jì)等方面的要求;分析沿線滑坡、崩塌體等地質(zhì)災(zāi)害，盡量采用繞避或采取跨越與防護(hù)相結(jié)合的原則處理原生地質(zhì)災(zāi)害。對(duì)于橋梁工程而言，墩臺(tái)基礎(chǔ)應(yīng)有足夠埋深，以滿足抗傾、抗滑移、抗沖刷穩(wěn)定性要求[6]。

1.3 水文地質(zhì)條件

山嶺地區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜，高速公路屬于線性工程，選線過(guò)程中常會(huì)遇到不同地質(zhì)情況，如順層、滑坡、崩塌、溶洞、斷層等[7]。山區(qū)高速公路選線尤其要重視工程地質(zhì)、水文地質(zhì)調(diào)查，深入調(diào)查路線走廊帶內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造、巖層、巖溶發(fā)育和地下水分布情況。

1.4 植被因素

植被是保證山體穩(wěn)定的重要因素，植被破壞導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)的紊亂，是誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的主要原因[8]。道路工程是一個(gè)大興土木的工程，勢(shì)必會(huì)對(duì)原有自然生態(tài)環(huán)境造成破壞，對(duì)于山區(qū)地質(zhì)病害多發(fā)區(qū)，一個(gè)點(diǎn)的植被破壞后，在降水條件下可能會(huì)引起整個(gè)面的破壞，引發(fā)地質(zhì)病害[9]。

2? 路線選擇要點(diǎn)

2.1 安全選線

山區(qū)高速公路選線應(yīng)綜合考慮路線平、縱、橫斷面的組合要求，按照平面線形順勢(shì)、縱面線形均衡、橫斷面合理的原則確定線路方案。平面線形要考慮與地形地勢(shì)適應(yīng)性問(wèn)題，避免道路線形突變;縱面線形盡量滿足地形起伏的均衡性要求，盡量避免大縱坡和小半徑平曲線的組合;地形起伏劇烈地段或深切峽谷地段要盡量減少填挖量，保證路基邊坡的穩(wěn)定性，橫坡較緩路段盡量采用半挖半填，特殊路段還可采用左右幅分離斷面形式;引用運(yùn)行速度進(jìn) 行安全性檢，保障線形組合的均衡性和合理性。

2.2 特殊路段比選論證

山區(qū)高速公路選線中應(yīng)高度重視特殊困難路段的路線方案，盡可能不遺漏有價(jià)值的方案。綜合考慮各方案在工程造價(jià)、環(huán)境保護(hù)[10]、線形技術(shù)指標(biāo)、施工安全性等多方面的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)。通過(guò)優(yōu)化比選論證確定最終路線方案。

3? 實(shí)例分析

3.1 項(xiàng)目概況

元江至蔓耗高速公路紅河段路線起點(diǎn)（K0+000）接省高北南縱線S35的水塘至元江段的止點(diǎn)，路線止點(diǎn)（K138+668.91）位于蔓耗鎮(zhèn)。沿線主要城鎮(zhèn)為紅河縣城、元陽(yáng)縣城及個(gè)舊市蔓耗鎮(zhèn);屬紅河水系，水資源較豐富，沿線兩岸紅河支流水系發(fā)育，分布較多，主要沿線路區(qū)山澗溝谷分布;項(xiàng)目路線范圍內(nèi)已建公路主要有縣道X102。采用4車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，設(shè)計(jì)速度80km/h，路基寬采用25.5m，設(shè)計(jì)荷載等級(jí)為公路-Ⅰ級(jí)。路線所經(jīng)區(qū)域位于云南高原南部，總體地勢(shì)北西高、南東低，海拔200～900m。

3.2 方案對(duì)比

本段落地形條件復(fù)雜，橋梁工程規(guī)模較大，施工圖推薦線走向：本方案為靠近紅河邊明挖方案，起點(diǎn)K108+291，路線經(jīng)過(guò)沙人寨北側(cè)，設(shè)主跨240m矮塔斜拉跨越蠻板河后，到達(dá)蠻板南側(cè);路線一路東行，經(jīng)過(guò)了黃草坪和浪灘坡北側(cè)，通過(guò)主跨240m剛構(gòu)橋跨越小河口;通過(guò)設(shè)長(zhǎng)灘1、2號(hào)短隧道到達(dá)本段方案比較的止點(diǎn)K120+174.32。提出A、B、C線三個(gè)比較方案，如圖1所示。

3.2.1 施工圖與A線比較

A線走向：本方案為隧道方案，起點(diǎn)AK108+291，路線經(jīng)過(guò)沙人寨南側(cè)，設(shè)長(zhǎng)2090m長(zhǎng)隧道穿過(guò)沙人寨山后，通過(guò)8孔40mT梁跨越蠻板河;設(shè)1055m長(zhǎng)隧道穿過(guò)蠻板山后，以中隧道方式穿過(guò)黃草坪;路線一路東行，以1515m長(zhǎng)隧道穿越浪灘坡南側(cè)山，通過(guò)主跨130m剛構(gòu)橋跨越小河口上游;通過(guò)設(shè)長(zhǎng)1725m長(zhǎng)隧道穿越攀枝花北側(cè)山后，到達(dá)本段方案比較的止點(diǎn)AK120+458.04。（表1、表2）

3.2.2 施工圖與B線比較

B線走向：本方案為位于推薦線和A線之間的中線方案，起點(diǎn)BK108+291，路線從沙人寨南側(cè)通過(guò)，設(shè)長(zhǎng)2090米長(zhǎng)隧道穿過(guò)沙人寨山后，通過(guò)主跨3孔130m剛構(gòu)橋跨越蠻板河后到達(dá)蠻板南側(cè);路線一路東行，到達(dá)本段方案比較的止點(diǎn)K113黃草坪北側(cè)。（表3、表4）

3.2.3 施工圖與C線比較

C線走向：本方案為特長(zhǎng)隧道方案，起點(diǎn)CK110+703位于蠻板新村南側(cè)，通過(guò)主跨240m剛構(gòu)橋跨越蠻板河后，到達(dá)蠻板南側(cè);設(shè)3185m特長(zhǎng)隧道穿過(guò)黃草坪后山;路線一路東行，通過(guò)主跨2孔150m剛構(gòu)橋跨越小河口上游;通過(guò)設(shè)長(zhǎng)1695m長(zhǎng)隧道穿越攀枝花北側(cè)山后，到達(dá)本段方案比較的止點(diǎn)CK120+458.18。（表5、表6）

4? 結(jié)論

①山區(qū)高速公路選線應(yīng)權(quán)衡平、縱、橫組合，做到平面線形順勢(shì)、縱面線形均衡、橫斷面合理。并應(yīng)高度重視特殊困難路段的路線方案，綜合考慮各方案在工程造價(jià)、環(huán)境保護(hù)、線形技術(shù)指標(biāo)、施工安全性等多方面影響因素。②云南紅河高速公路由于比較方案隧道規(guī)模大，無(wú)法設(shè)置互通，工程造價(jià)高，后期運(yùn)營(yíng)成本，黃草壩段選擇施工圖方案。③山區(qū)高速公路選線更應(yīng)該注重自然環(huán)境的因素，保證生態(tài)平衡的前提下才能更好的發(fā)展基礎(chǔ)建設(shè)。

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作者簡(jiǎn)介：張良翰（1975-），男，云南楚雄人，高級(jí)工程師，主要從事高速公路路線設(shè)計(jì)和管理工作。