華州至金堆快速通道工程可行性研究分析

夏克佳

（中煤科工重慶設計研究院（集團）有限公司，重慶 400016）

1 項目概況

金堆鎮是陜西渭南市華州區唯一的純山區鎮，境內溝壑縱橫、山巒疊嶂，是全國也是亞洲最大的鉬業基地，鉬儲量位居世界前列，被國務院授予“中國鉬業之都”稱號。可利用金堆鎮鉬礦產業建設中國最大的鉬都礦山公園，在金堆鎮修建滑雪場、滑草場、休閑別墅群、洞穴賓館、高爾夫球場等一批休閑度假項目，開發金堆鎮豐富的旅游資源，打造以地質展示、運動體驗、文化演藝為主題的文化創意產業集群。

目前通往華州市區的道路，只有金堆專用線繞行華陰境內，經242 國道向北，行至羅敷再利用310 國道向西到達，全程約60km，耗時近2h，繞行里程約30km。因道路等級低、技術狀況差、重車碾壓嚴重，該路線交通不暢，人們出行不便，致使“四難問題”[1]（群眾日常生活出行難、工礦企業拉運建材難、礦產資源縱深開發難、旅游資源深度挖掘難）十分突出，經濟和社會發展嚴重受限。因此，亟需建設一條快速通道，破解華州至金堆一線的發展難題。

經相關分析研究，道路擬起于華州區城東，鄰近少華山景區，向南跨越小夫峪河，折向西傍山展線升坡，后折向南進入太平峪，穿越五龍山，進入石堤峪，再穿越秦嶺，沿橋峪河向南布線，在東坪村北部線路折向東，最后止于金堆鎮。形成一條華州至金堆的快速通道（圖1）。

圖1 項目區位圖

2 項目建設意義

（1）項目的建設拉近了華州至金堆的距離，縮短了出行時間，降低了交通運輸成本，社會經濟效益明顯。

（2）改善沿線居民的出行條件，完善區域路網，打造過境出行綠色通道。

（3）整合華州區山水資源，實現區域旅游產業升級，滿足建設國家生態文明示范區以及國際化旅游城市的迫切需要。

因此，該項目的建設實施具有重要的社會、經濟、民生及現實意義。

3 道路功能分析與技術標準論證

3.1 道路功能分析

（1）符合華州區城市總體規劃要求，是連接華州區與金堆鎮的重要干道，有利于城鎮的發展布局，使得城市道路特性更明顯。

（2）項目建設將現狀少華山景區與規劃鉬都礦山公園有效地銜接，有利于兩大景區旅游資源的整合。項目建成后，將成為一條重要的旅游景觀大道。

（3）項目建設直接服務于沿線地塊，有利于帶動沿線地方經濟發展。

（4）經綜合分析，該項目應屬一條集交通、旅游、景觀，影響城鎮發展與空間布局等為一體的城市快速干道。

3.2 技術標準論證

（1）通過“四階段法”構建交通需求預測模型，對交通量進行預測分析。擬建項目預測年限為建成通車后20 年，預測特征年為2019 年、2024 年、2029 年、2034 年和2038 年。交通量預測結果為：2019 年全線平均交通量為9987 輛/日（小客車，下同），2024年 為13432 輛/日，2029 年 為17435 輛/日，2034 年 為22361 輛/日，2038 年為27030 輛/日。

根據上述預測結果分析，擬建道路等級建議為城市快速路，交通功能明顯。

（2）根據項目的功能定位、地區特點、預測交通量，結合沿線的地形、地質條件等，經技術經濟論證確定設計速度60km/h，雙向四車道。

經上述分析論證，建議該項目的道路等級采用城市快速路[2]，雙向四車道，設計速度60km/h。

4 項目建設方案可行性研究分析

4.1 地形地貌分析

項目整體線路大致呈西北至東南走向，華州區位于北部，金堆鎮位于東南部，地形地勢總體北低南高，屬山嶺重丘地貌，項目需穿越秦嶺山區，通過現場踏勘，暫無滑坡泥石流等不良地質現象，有利于道路建設。

4.2 項目建設的多種限制條件

（1）起點順接新建的310 國道。

（2）與少華山景區的有效銜接。

（3）繞避軍事管理區，需進行論證。

（4）穿越五龍山需設置長隧道。

（5）嚴格保護大鯢自然保護區，需進行論證。

（6）穿越秦嶺需設置特長隧道。

（7）與規劃金堆鉬礦公園的有效銜接。

（8）地形條件受限，設置長大縱坡路段，需進行技術經濟安全論證。

通過上述分析，該項目建設條件復雜，需進行多方案比選，確保技術方案經濟合理、安全環保。

4.3 項目方案比選

4.3.1 總體路線比選

項目起于華州城區，終點位于金堆鎮規劃鉬都礦山公園景區，擬定路線走向大致分為東線、中線、西線三個比選方案（圖2）。

圖2 總體路線比選圖

東線方案（比選）：線路擬起于少華山景區大門現狀道路，然后向南沿小夫峪現狀道路（少華山景區道路）布線，穿越秦嶺，終點順接金堆鎮北部寺坪村現狀道路（金堆專用線道路）。該方案穿越少華山景區，路線全長約22km，全線挖方巨大，幾乎全部為隧道，為保證隧道最大縱坡不超過3%，可在線路起點設置大型高架橋，克服高差，雖然該方案線路長度最短，項目建設總投資約55 億元，但項目建設對景區環境影響大，不能很好地實現本項目功能。因此，東線方案技術經濟不合理。

中線方案（推薦）：線路擬起于在建的環山大道，向南跨越小夫峪河后，路線折向西傍山展線升坡，先后跨越小泉溝、白石溝、喬泉溝、缸子溝、龍潭水庫，再向西跨越三道自然溝谷后，折向南進入太平峪，避開軍事管理區，穿越五龍山設置的長隧道后，進入石堤峪的車灣村，線路沿石堤峪向南，在康坪村處穿越秦嶺設置特長隧道，隧道出口位于蜈蚣臺，后沿橋峪河向南布線，在東坪村北部線路折向東，終點接規劃金堆鉬礦公園道路。全線新建道路長約30km，總投資約37 億元。中線方案基本實現了項目的各項功能，線路平縱技術標準能基本滿足設計速度60km/h 的城市快速路要求，技術可行，經濟相對合理。因此，建議中線方案為推薦方案。

西線方案（比選）：線路擬起于華州區西部的現狀310 國道，然后向南沿現狀龍山路布線，繞避軍事管理區，再向南沿現狀道路進入馬峪，設置特長隧道穿越秦嶺，然后線路再折向東，經西坪村與東坪村的南部，終點接規劃金堆鉬礦公園道路。該方案新建路線全長約35km，項目總投資約70 億元，全線挖方巨大，隧道長度過長（長約25.5km），項目建設對自然環境影響大。因此，西線方案技術經濟不合理，且路線繞行距離較遠。

經綜合技術經濟比選，中線方案總體路線順適地形，長度較合理，穿越五龍山與秦嶺，隧道布置合理，既較好地實現了快速交通功能，又有利于沿線服務功能。因此，推薦中線方案。

推薦的中線方案全長約30km，工程總投資約37 億元，道路等級為城市快速路，設計速度60km/h，全線主要控制點為五龍山隧道（隧道長度2730m，屬于長隧道）、秦嶺隧道（隧道長度4450m，屬于特長隧道）。

4.3.2 重點路段方案研究比選

經分析，該項目重點路段主要有：道路起點段方案比選、五龍山隧道、長大縱坡路段、秦嶺隧道、穿越華州大鯢水生野生動物省級自然保護區路段、道路終點段1.5km 高填方與高架橋方案比選。

（1）道路起點段方案比選

關于項目起點位于華州城區何處，結合城市規劃、土地開發、交通規劃及城市現狀等要求，進行了相應的論證工作（圖3）。

圖3 道路起點段方案比選圖

原規劃方案：線路起點考慮在華州城區中部，鄰近太平峪入口，順接新建的310 國道，為克服高差，進行平面螺旋展線。起點段全長約6.1km，共設3 處平曲線，圓曲線半徑分別為310m、384m、485m，緩和曲線長度50m，平面線形較差，對城市規劃用地建設與城市環境影響巨大。共設有3 處橋梁，橋梁規模巨大，橋梁工程投資約13 億元，橋墩高度多集中在100～160m，橋梁總長約4.8km。該方案技術經濟不合理。

優化方案（推薦）：線路起點考慮在華州城區東部，鄰近少華山景區，順接新建的310 國道，為克服高差，線路傍山展線升坡，先后跨越小泉溝、白石溝、喬泉溝、缸子溝、龍潭水庫。起點段全長約5.8km，共設5 處平曲線，圓曲線半徑分別為320m、600m、600m、600m、800m，緩和曲線長度50m，平面線形較好。共設有8處橋梁，每處橋梁規模不大，橋梁工程投資約2 億元，橋墩高度多集中在20～50m，橋梁總長約1.6km。優化后的方案既很好地服務于城市交通，又有利于城市地塊開發，對城市規劃的影響較小，且臨近少華山景區，有利于帶動景區旅游與資源開發，技術經濟比較合理。

（2）五龍山隧道（長隧道）

五龍山隧道為該項目重要控制性工程，路線進入太平峪，必須穿越五龍山，才能進入石堤峪。既要保證整體路線的順適，合理控制隧道長度，又要避讓軍事管理區，需征求軍事管理部門的意見，進行合理避讓，盡可能減少項目實施對軍事管理區的影響。受設計標高、地形地貌、避讓軍事管理區等多種條件限制，五龍山隧道僅進出口平面線形，設置圓曲線半徑600m，緩和曲線50m，其余段為直線。受設計標高控制，隧道縱斷面為單向坡，縱坡度坡長為2.95%/2730m（規范規定長隧道及特長隧道縱坡度不大于3%[3]），基本已接近規范規定極限，可通過合理的隧道通風排煙設計解決。五龍山隧道采用分離式獨立雙洞，單洞兩車道，隧道內單向通行，隧道內標準路幅寬度為8m。綜上所述，采用合理的隧道斷面，盡可能減少隧道長度，在保證技術可行、行車安全的前提下，合理控制隧道投資。

（3）長大縱坡路段[4]

五龍山長隧道與秦嶺特長隧道之間，有一段長約8km 的路段，平面線形較好，但受現狀各種條件限制，該路段道路平均縱坡度約5%，無展線空間，且考慮對自然生態的保護，故采用階梯型縱坡6%/400m+3%/150m，克服高差。長大縱坡路段，特別是下坡路段，車速過快容易引發安全事故。為保證行車安全，設置相關安全警示標志；在下坡路段設置減速振蕩帶提醒駕駛人員，并強制減速；在合適的位置設置避險車道，幫助駕駛人員在緊急情況下強行制動。

（4）秦嶺隧道（特長隧道[4]）

秦嶺為該項目必須穿越的區域，秦嶺隧道是該項目最為重要的控制性工程，在保證行車安全，整體路線順適的前提下，盡可能減小隧道長度，合理控制工程投資，便于后期施工，是本段設計的重難點。經過多次紙上作業與現場實地踏勘，僅隧道進出口平面線形，設置圓曲線半徑600m，緩和曲線50m，其余段為直線。受設計標高控制，隧道縱斷面為單向坡，縱坡度坡長為2.95%/4450m（規范規定長隧道及特長隧道縱坡度不大于3%），基本已接近規范規定極限，亦可通過合理的隧道通風排煙設計解決。采用分離式獨立雙洞，單洞兩車道，隧道內單向通行，隧道內標準路幅寬度為8m。

根據“小洞門、大綠化”的洞口設計理念，隧道洞口的邊仰坡均采用植樹種草等生態防護型式，洞頂截水溝兩側種天然矮灌木和植草遮掩，以減少人工痕跡的影響。

考慮到隧道線路長，后期地質條件變化大，可對隧道襯砌結構做加強設計，且隧道全段可采用仰拱結構的形式。隧道施工可采用臺階法，從進出口兩端同時掘進施工，縮短建設工期。隧道施工采用“信息法施工，動態設計”。除施工單位自身的監測外，要求獨立第三方進行隧道監控量測、超前地質預報。隧道監測除隧道內項目外，還要進行隧道邊仰坡穩定性監測、基坑穩定性監測，隧道周邊建構筑物的裂縫、變形、傾斜、爆破振速監測。

（5）穿越華州大鯢水生野生動物省級自然保護區路段

該項目穿越華州大鯢水生野生動物省級自然保護區路段，分為核心區、緩沖區、實驗區[5]。需編制對該自然保護區生態影響專題論證報告，保證在采取各項生態保護措施的情況下，對該自然保護區不產生明顯不利的影響，同時將報告報請政府相關職能部門審批。

建設期生態保護措施：在項目建設過程中，與地方環保、保護區管理部門加強聯系，共同協調開展各項工作。盡可能減少對生態環境的干擾，建立相應的應急預案等管理措施。細化并落實水污染、大氣污染、固廢污染、噪聲污染防治措施等。

運營期生態保護措施：加強與交通管理部門的溝通協調，可利用交通管理措施，在進出自然保護區、隧道口等處，采取禁鳴、限行、限速等措施，降低交通噪聲。合理設置環保宣傳牌標，加強環保宣傳措施；建立生態監測觀測站，加強環保措施的落實。加強運營期的安全管理，防止意外事故發生，建立相應的應急預案，重視應急預案的演練與總結工作。

嚴格加強工程設計、施工和運營階段的生態保護工作，落實各項生態保護措施；加強該項目建設運營期的監測與管控，將項目建設對自然保護區的影響降至最低。

（6）道路終點段1.5km 高填方路基與高架橋方案比選

受鉬礦開采區、尾礦區征地標高的限制，結合金堆鎮現狀地貌與鉬都礦山公園景區規劃，對道路終點段1.5km 路基進行2 個方案比選。

高填方路基（推薦）：填方量約530 萬方，一方面可解決鉬礦區大量廢礦渣的堆放問題，不必再新征其它用地，減少對環境的破壞影響；另一方面利用廢礦渣作為路堤填料，大大減少土石方外運成本，降低工程投資約3.2 億元，且有利于與規劃鉬都礦山公園景區的統一規劃打造。工業廢渣用于路堤填筑時，必須符合國家現行環境保護的有關規定，嚴禁采用含有有害物質的工業廢渣作為路堤填料[6]，使用鉬礦區的廢礦渣填筑路堤時，應通過專項研究論證與相關試驗論證，并經相關主管部門批準，方可使用。高填方路基方案技術經濟較合理。

高架橋（比選）：1.5km 的高架橋路段，橋墩高度15～70m，橋梁工程投資約2 億元，工程投資大，橋梁大型的永久性混凝土結構物與自然生態環境不協調，不利于與規劃鉬都礦山公園景區的有效銜接和統一規劃打造。高架橋方案技術經濟與環境均不合理。

5 結語

該項目線路長，規模大，途經沿線控制限制條件較多，技術較復雜，項目前期研究工作涉及較多的政府職能部門、軍事管理部門等，各專業設計人員較多，大型建設項目的設計需要整體協調與合理管控。通過該項目的前期研究工作與項目經驗總結，可得出如下結論：

（1）項目的實施直接拉近了華州與金堆的距離，縮短了出行時間，減少了交通運輸成本，同時整合了相關資源，社會經濟效益明顯，項目的建設很有必要；

（2）充分發揮項目團隊的集體智慧，積極吸取來自各方面的合理建議，對外積極溝通建設單位、地方政府相關部門、相關利益方等，針對疑難問題多層次、多方案地深入研究比選，重視重大、復雜技術問題的專項論證、審查與相關協調工作，保證技術方案的安全可行、經濟合理；

（3）雖然項目沿線建設條件復雜，受限因素較多，但通過大量的前期研究論證工作，從工程技術經濟的角度分析，該項目的技術是可行的，且具有合理經濟性；

（4）項目建設應實現較高站位，重視分析項目建設近遠期的影響意義，為遠期的城鎮發展、重點項目的規劃布局等預留空間。