山區公路路線方案優化設計要點

焦占武， 柏正云， 代茂華

（1.天津濱海新區高速公路投資發展有限公司，天津 300457；2.天津市市政工程設計研究院，天津 300392）

山區公路地形起伏較大，地質條件復雜，地質災害較多，選線技術難度大，需要考慮的影響因素眾多。公路設計應根據公路功能、使用任務及其在公路網中的作用，綜合考慮鐵路、水路、航空、管道等多種運輸方式以及公路同城鎮、農田規劃的關系，貫徹綜合交通發展要求，合理論證并確定路線走向[1]。路線方案應在選定走廊帶與主要控制點的基礎上，進行總體布局與設計，對可行的路線方案進行比選，對運營安全、工程造價、自然環境、社會經濟效益等有明顯影響時，應進行同等深度的技術經濟論證。路線設計必須執行環境保護和合理利用土地資源的基本國策，減少對沿線生態環境的影響并通過采取相應措施提高公路環境質量[2]。本文以G350線倉山—中江段公路改建工程為背景，在規范要求的基礎上對路線方案進行進一步優化設計并分析、總結、歸納出山區公路路線方案優化設計要點。

1 工程概況

G350線倉山—中江段公路改建工程路線大體為南北走向，全長66.032 km。主線公路等級為一級，K0+000～K47+000段設計速度60 km/h，路基寬度23 m。K47+000～K66+032.188段設計速度80 km/h，路基寬度30 m。

2 山區公路選線需考慮的關鍵要素

1）地質情況。主要工程地質問題為深路塹邊坡開挖后的穩定性及風化巖層的剝落等，存在填土、軟弱土、風化巖等對路基不良的特殊性巖土。

2）平縱指標及均衡性。

3）通行能力、服務水平及行車安全性。

4）用地情況及對周邊環境和地下管線的影響。

5）造價。

3 路線方案優化分析

3.1 總體線路優化

1）騎龍鄉—倉山鎮段（K0+000～K9+400）。穿越倉山鎮規劃區、騎龍鄉鄉鎮區并跨成南高速公路，初步設計階段布設了從規劃區穿越的推薦線和沿既有G350布置的比較線。見圖1。

圖1 K0+000～K9+400段路線方案比較

比較線的軟基較推薦線多，就地形、地質條件而言推薦線方案更優；推薦線平縱指標總體較比較線高，指標均衡性較好；比較線靠近城區，過境交通與城區交通組織的干擾相對較大，而推薦線位于規劃區北側，與倉山鎮規劃一級公路走向吻合，與規劃區未來發展的支撐作用一致；推薦線征地面積43.478 hm2，比較線征地面積45.175 hm2；推薦線跨越成南高速公路處，成南高速公路為路基，兩側為山體且為直線段，比較線跨越成南高速公路處，成南高速公路為跨既有G350線橋梁，兩側為山體且為“S形”曲線段；推薦線和管道不發生交叉，路線與管道不存在干擾問題。比較線同管道發生6處交叉，共計2 150 m拆遷長度，存在較大干擾；推薦線避開倉山老城區，比較線有3.1 km沿既有G350布置，與城區交通干擾較大；從功能性考慮，緩解過境交通對城區的壓力，促進區域交通的快速流通，推薦線方案優于比較線方案；推薦線造價53 863萬元，比較線造價67 104萬元。

經綜合分析，從地質情況、平縱指標、服務水平、公路用地等角度推薦線方案更優。

2）會龍鎮段（K14+900～K19+500）。穿越會龍鎮規劃區、會龍水庫、達成鐵路影響區，初步設計階段布設了從規劃區北側穿越的推薦線和南側靠近達成鐵路布置的比較線。見圖2。

圖2 K14+900～K19+500段路線方案比較

比較線跨越會龍鎮東側溝谷水田區，地質條件較推薦線差，排水、防護工程數量較推薦線大；推薦線平縱指標總體較初設比較線高，指標均衡性較好；比較線靠近會龍水庫、會龍小學和達成鐵路，過境交通與城區交通組織的干擾相對較大，推薦線位于規劃區北側，對會龍鎮來發展的支撐作用一致；比較線新增占地面積較推薦線多0.753 hm2；比較線拆遷電力設施較推薦線多，推薦線與管道均不發生交叉，不存在干擾問題，比較線同管道發生4處交叉，拆遷長度2 800 m，存在較大干擾；推薦線避開會龍水庫影響區，比較線有500 m沿會龍水庫邊緣布設，對會龍水庫水體環境影響較大，比較線緊鄰會龍小學，對小學影響較大；推薦線為遠期發展預留空間，比較線緊靠達成鐵路，對規劃園區的銜接優于比較線；比較線造價比推薦線高6 139萬元。

經綜合分析，從地質情況、服務水平、公路用地、造價等角度推薦線方案更優。

3）會龍鎮—廣福鎮段（K21+600～K23+400）。S106路段沿線有大量民宅及相交村路，為解決村民出行，施工圖設計階段提出了路線優化方案。見圖3。

圖3 K21+600～K23+400段路線方案優化

兩方案視距均滿足要求，在技術標準上，路線盡可能地做到了行車安全要求的各項指標，但初設線占用現狀S106，中央分隔帶封閉，兩側居民容易直接穿行公路，影響行車安全，需借助較多簡易立交，繞行較大距離前往對向車道且沿線交叉口較多，匯入車輛對主線干擾大，存在較大安全隱患；施設方案位于S106西側，保留S106現狀路，通過較少的簡易立交，集中解決周邊居民出行需求，共設交叉口2處，保證了通行能力，提高了服務水平。施設方案征地面積8.793 hm2，拆遷面積4 156.4 m2；初設線征地面積 9.087 hm2，拆遷面積17 766.6 m2。

經綜合分析，從行車安全性、通行能力、服務水平、公路用地、造價角度施設方案更優。

3.2 局部路線優化

1）蔣家灣大橋段（K25+200～K25+900）。初設路線共15跨，橋長450 m，施設將線位向北移100 m，橋跨縮短為8跨，橋長240 m，工程規模大大減少，節約造價約295萬元。見圖4。

圖4 K25+200～K25+900段路線方案優化

2）繼光鎮芳草村西段（K39+200～K40+600）。初設路線占用大量基本農田且是高填深挖路基，施設將線位向西移50 m，少占基本農田1.827 hm2，減少填方129 898 m3、挖方21 914 m3。見圖5。

圖5 K39+200～K40+600段路線方案優化

3）三口堰大橋段（K59+300～K59+800）。初設路線占用現狀道路120 m，施設對該處線位東移20 m，調整線位避讓了現狀道路，減少改路長度230 m，節約造價約14萬元。見圖6。

圖6 K59+300～K59+800段路線方案優化

4）廣福鎮郪江段（K28+200～K29+000）。初設線位靠近郪江，需設置浸水擋土墻收坡，路基風險較大，橋梁段線位跨越一級水源保護范圍，該保護范圍為廠鎮用取水井；施設線位向北側偏移30 m，采用普通擋墻，保留了現狀路作為區間通行路，節約工程造價，保證路基的穩定性，避開一級水源保護區。見圖7。

圖7 K28+200～K29+000段路線方案優化

5）繼光水庫南側段（K41+000～K41+400）。初設線位于現狀陡坡段，高差近40 m，坡率約1∶2，為高陡路基，易形成滑坡，穩定性較差，如采取支擋或反壓護坡措施，工程量較大；施設將線位向北偏移40 m，避開陡坡的影響，提高路基穩定性，工程風險大大降低，工程量大大減小。見圖8。

圖8 K28+200～K29+000段路線方案優化

4 路線方案優化設計要點

1）由總體到局部逐步優化?？傮w路線優化重點結合城鎮規劃、功能需求，綜合考慮環境保護、征地拆遷、服務水平、造價等因素，確定總體路線方案，之后再在總體路線方案的基礎上逐步對局部路線方案進行細部優化[3]。

2）注重地形選線。充分利用山區地形地貌，進行路線布設，通過局部路線方案的優化，減小填挖方量，盡量達到填挖平衡。合理選擇橋梁跨越的位置，盡量減小橋梁規模。

3）注重地質選線。山區地質構造復雜，地質災害較多，在路線布設時應注重地質因素，盡量避開軟基段、陡坡段，滑坡段等地質脆弱環境。對于沿河段，也要經比選后確定最終方案，沿河段若設置擋土墻，投資較高且存在安全隱患，盡量避免[4]。

4）注重環保設計，盡量減小對水系環境的影響，避開水源、文物等保護區。要深入現場加強水源保護區、文物保護區等現場調查，本項目在初設階段選線遺漏了水源保護區的調查，若保護區范圍較大對整段線位的影響將會很大。因此這也是路線優化過程中尤其要注意的。

5）盡量避開永久基本農田。永久基本農田是規劃紅線，一般情況下應盡量避免侵占。實在不可避免，應盡量少占并需要報國務院相關管理部門履行合法審批手續。

6）注重安全設計。包括路基穩定性、避免高陡邊坡，避免設置浸水擋土墻，減少高填路基、深挖路塹，避開滑坡、泥石流、溶洞、軟基、崩塌等地質災害段[5]。

7）注重對社會環境及交通環境的影響。路線方案優化遵循“靠城而不進城，利民不擾民”的原則，以“人”為本，盡量減小對城鎮生產、生活的影響，滿足沿線民眾的出行、生活、生產的需求，同時為城鎮遠期發展提供空間。

8）注重服務水平。路線方案優化要考慮保證甚至提高服務水平，盡可能保證較大的通行能力，減小沿線交通對主線的干擾，通過增設立體交叉、合理布置平交口，利用現狀路或輔道等解決區間交通，提高服務水平。

5 結語

山區公路路線方案優化是一項綜合性的技術工作，過程復雜，涉及影響因素較多，不同的項目有不同的特點，本文總結的設計要點不盡完全，以期對后續同類工程的設計提供指導和借鑒。