高速公路跨越蓄滯洪區(qū)段路線方案比選優(yōu)化

王建平

（河北興冀人才資源開發(fā)有限公司，石家莊 050000）

1 引言

平原區(qū)高速公路設計受到城鎮(zhèn)分布、居民生活、農耕用地、工業(yè)布局等生產生活要素，河流、水網等自然要素，以及公路、鐵路、高壓電線及運輸管道等基礎設施要素的綜合影響，需統(tǒng)籌考慮擬建項目的功能定位和路線性質，合理設計方案[1-3]。為有效降低高速公路對途經地區(qū)經濟、生活、環(huán)境的干擾， 應做好路線方案比選與優(yōu)化以實現(xiàn)方案的科學合理、經濟可行[4，5]。本文依托實際案例，以“技術先進、安全可靠、適用耐久、經濟合理”為原則，總體分析影響因素，加強資源節(jié)約和環(huán)境保護，合理選用技術指標，對高速公路跨越蓄滯洪區(qū)段的路線方案進行比選優(yōu)化， 為實現(xiàn)綠色公路設計進行探索。

2 項目概況

榮烏高速新線京臺高速至京港澳高速段作為聯(lián)系津冀的新增高速通道，是雄安新區(qū)“四縱三橫”高速網規(guī)劃中“橫一線”的主要組成部分，將替代原榮烏高速穿越雄安新區(qū)段的作用。 該路線有助于促進新區(qū)發(fā)展，分擔榮烏高速“津保段”交通流量，提高津保通道的運輸能力。

項目位于河北省北部，路線呈東西走向，途經廊坊市永清縣、霸州市、固安縣，保定市高碑店市、白溝新城、定興縣，全長72.814 km，2019 年開工，2021 年建成。

路線為雙向八車道，設計速度120 km/h，整體式路基寬42 m，特大橋、大橋、中橋分別設9 座、11 座、11 座；小橋涵洞、互通式立交（含樞紐5 座）、分離式立交分別有16 道、11 座、10座；設有42 道通道、7 座天橋、3 處服務區(qū)；停車區(qū)、養(yǎng)護中心、監(jiān)控通信分中心各有1 處。 路線需跨越蓄滯洪區(qū)及清北分洪區(qū)，面臨工程質量、防洪要求、項目投資等多方面考量，應基于實際情況設計多套方案進行比選優(yōu)化。

3 路線設計原則

1）該項目為榮烏高速落實雄安新區(qū)高速網規(guī)劃的必要改線，需考慮擬建路線與區(qū)域公路網絡的關聯(lián)，發(fā)揮骨干線路的溝通連接作用，體現(xiàn)區(qū)域帶動效益和投資價值。

2）以途經區(qū)域的地形變化、周邊環(huán)境、地質條件為關鍵要素，選取合適控制點進行特征分析，以點成線，以線帶面，對不同控制點導致的方案差異進行對比論證。

3）盡量減少對交通設施、防汛區(qū)域、基礎設施、農業(yè)用地、建筑用地等方面的不利影響，對于無法避免的情況，應做好溝通協(xié)調、方案磋商和綜合論證。

4）基于工可路線初始思路，研究途徑區(qū)域的自然、經濟、社會條件，針對局部特殊情況，探索減少干擾因素或創(chuàng)造更優(yōu)價值的替代策略，對比尋求最佳方案。

5）綜合分析周邊高速網交通流轉換規(guī)律、國省道交通需求以及地方規(guī)劃、旅游規(guī)劃發(fā)展需要，協(xié)調互通式立交布局，為沿線交通轉換提供便利。

6）路基高度要確保規(guī)范、防洪、凈空等要求，條件具備時可適度降低路基高度、采取低路堤方案。 對于主線上跨或被交路上跨情形，要考慮成本投入、占地面積以及對地方交通的干擾程度等，若兩種方案總體評價相近，被交路上跨為更佳方案。

4 路線比選理念

1）標準選線：平原區(qū)高速設計應根據(jù)上一階段的技術標準合理選擇線形指標，繞避醫(yī)院、學校、景區(qū)等特殊地點或居民集中、建筑密集區(qū)域，難以繞避的，應做好環(huán)境保護和安全防護。 繞避障礙優(yōu)先設計大半徑平曲線以實現(xiàn)順暢平直；對于高壓走廊、村莊密集等復雜路段，曲線交點應正對主要障礙物，使障礙物位于曲線內側并采用較小偏角；對于曲線半徑不大、視距受限的情況，應錯開曲線交點和障礙物以滿足視距要求。實際中要根據(jù)規(guī)范研究平、縱面指標，靈活運用設計技巧，在確保安全、滿足功能的基礎上，盡量減少工程規(guī)模和工程造價。

2）地形選線：加強對橋涵、交叉、通道等構造物的分析，對于有利地形要合理利用，降低路基高度，減少取土數(shù)量，取土坑盡可能選在非基本農田上，如必須在公路兩側取土，應做好復墾改造設計。 路線布設盡量少占耕地，避免切割大塊良田。

3）地質選線：平原區(qū)地形條件比較簡單，不良地質及特殊巖土分別以地震液化、軟土及軟弱土為主，對路線影響較小。

4）安全選線：項目區(qū)屬于暖溫帶季風型大陸性半濕潤半干旱氣候，春旱少雨，夏濕多雨，秋涼干燥，冬寒少雪。 夏季多發(fā)暴雨，對高速建設運營構成隱患，設計中應充分考慮安全因素。

5）造價選線：根據(jù)以往經驗分析主要經濟指標，計算得到路基、橋梁等造價指標臨界值作為參考。 對于橋梁、路基等方案比選，應在確保安全、符合標準的基礎上，優(yōu)先選擇工程造價更低的方案。

5 方案比選實例

以張六莊至終點段路線方案比選為實例， 路段主要制約因素為雄安新區(qū)、白溝新城、蘭溝洼蓄滯洪區(qū)、分洪口門、白溝河、南拒馬河、京石高鐵、500 kV 高壓線等。 按照“減少對新區(qū)影響和盡量降低工程規(guī)模、投資”的原則，提出A、E、E1 三個局部方案進行比選，如圖1 所示。

圖1 方案A、E、E1 路線方案示意圖

結合地形、防洪等要求分析制約因素：蘭溝洼蓄滯洪區(qū)位于白溝河至南拒馬河段之間， 榮烏高速新線在蓄滯洪區(qū)下穿京石高鐵，通過對水流流向、流速、沖刷分析、百年水位計算以及防汛搶險、安全建設、水上救生等研究論證，需采用橋梁跨越蓄滯洪區(qū)， 但在下穿京石高鐵處路基設計高程高于百年水位線，因此，下穿京石高鐵處采用U 形槽通過。 該段位于雄安新區(qū)北側，按照“近而不進”的原則，考慮新區(qū)長遠發(fā)展，減少土地分割，提高土地利用率。

方案A 在新區(qū)北側向西布線，經東黃垡南、南大街南，于田宜屯北上跨白溝河進入蘭溝洼蓄滯洪區(qū)，后經尹黃營北、張伯莊南到達曹村北下穿京石高鐵，于西曉村南上跨南拒馬河，終于柳卓鄉(xiāng)東側與京港澳高速交叉，路線全長34.75 km。 方案E 自保定市高碑店市張六莊村西，經東黃垡南、豐盛莊村東向西南布線，與高橋村西上跨白溝河進入蘭溝洼蓄滯洪區(qū)，向西于后辛莊村南上跨南拒馬河，后伸入雄安新區(qū)約2 km，繼而轉向西北，于南辛莊村北下穿京石高鐵后，在西江村北與京港澳高速交叉，終于柳卓鄉(xiāng)東側與方案A 閉合，路線全長35.55 km。方案E1 自保定市高碑店市張六莊村西， 在新區(qū)北側向西布線，經東黃垡南、南大街南，于田宜屯北上跨白溝河進入蘭溝洼蓄滯洪區(qū)，然后轉向西南，穿過大王莊和劉蘭溝村，經南辛莊村北上跨南拒馬河，伸入雄安新區(qū)約2 km，繼而轉向西北，于南辛莊村北下穿京石高鐵后， 在西江村北與京港澳高速交叉，終于柳卓鄉(xiāng)東側與方案A 閉合，路線全長35.78 km。

路線線形指標比較： 方案A、E、E1 的平曲線最小半徑分別為2.7 km、2.2 km 以及2.5 km， 方案A 總體走向相對順直，路線里程較短，線形指標較優(yōu)。

對自然環(huán)境影響比較： 方案A、E、E1 均穿越蘭溝洼滯洪區(qū)，設置特大橋通過；方案A 橋梁規(guī)模相對較高，路基段落相對較少，填方路段少，對自然環(huán)境影響小，為較優(yōu)方案。

對雄安新區(qū)影響比較：方案A 位于新區(qū)北側，未進入新區(qū)范圍；方案E、E1 雖整體位于新區(qū)北側，但在南拒馬河西側的局部路段均伸入新區(qū)范圍，深入路線約3 km，據(jù)新區(qū)北側邊界約2 km。經溝通，新區(qū)管委會要求高速位于新區(qū)以北且線位不進入新區(qū)，因此，考慮對新區(qū)的影響，方案A 較優(yōu)。

工程規(guī)模及投資比較： 方案A、E、E1 建設里程分別為33.952 km、35.55 km、35.78 km， 總造價分別為84.41 億元、84.02 億元、85.33 億元，以工程規(guī)模及投資對比，方案E 較優(yōu)（見表1）。

表1 主要工程數(shù)量比較表

經綜合比選論證，推薦采用方案A。

6 結語

高速路線比選是減少環(huán)境干擾、降低工程造價、優(yōu)化質量效率、提升運營效益的有效方法，既要做好線形指標的設計，也要兼顧路基、橋梁、互通等立體參數(shù)選取。 總體設計時，應把握項目定位及概況，明晰項目內在特點和外部條件，聚焦難點解決問題；局部設計時，可從設計標準、地形、地質、安全、造價等多角度出發(fā)，結合制約因素和有利條件，提出多套有價值可行方案；路線比選時，要在滿足項目要求的基礎上，綜合比對不同方案的關鍵指標，選擇工程質量、施工難度、經濟效益等總體更佳的路線方案。