公路線路設(shè)計(jì)方案比選研究

路林林、侯超平

（貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院股份有限公司，貴州貴陽 550000）

0 引言

目前，隨著行業(yè)的發(fā)展，我國對公路環(huán)境保護(hù)提出了更高的要求。公路建設(shè)項(xiàng)目正逐步走向綠色、環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展，這對山區(qū)公路線路的選擇提出了更高的要求。線路方案的選擇不僅需要考慮橋隧規(guī)模，還需要考慮沿線地質(zhì)、拆遷、生態(tài)紅線、基本農(nóng)田等因素的影響[1-2]。因此，在路線設(shè)計(jì)過程中，需要注意各方的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，充分權(quán)衡利弊，不斷調(diào)整和優(yōu)化路線方案，對方案進(jìn)行比較，深入分析不同地質(zhì)、地形等條件對方案的影響，并從設(shè)計(jì)初期就考慮將工程建設(shè)對環(huán)境的破壞降至最低，選擇最終經(jīng)濟(jì)合理的路線方案。

1 項(xiàng)目概況

項(xiàng)目區(qū)位于云貴高原的滇中北部。主要山脈、水系大致為南北向排列，由于V 型谷侵蝕作用較強(qiáng)，所以平緩地帶形成階地，為侵蝕堆積構(gòu)造地形。主要地貌為剝蝕臺地、中切割臺狀中山，并形成山間臺狀地塊或盆地壟狀、穹狀中山等。由于地殼運(yùn)動和河流切割的影響，形成了中山峽谷、緩坡丘陵以及山間盆地相間的立體地貌。區(qū)域內(nèi)以西北部曇華山為最高，絕對海拔3117m，金沙江沿岸最低，約900m，相對高差2217m，平均海拔1100～2200m。

根據(jù)地貌特征及山岳分類，項(xiàng)目區(qū)可劃分為盆地堆積地貌、河流侵蝕堆積地貌、淺切割低中山地貌、構(gòu)造剝蝕侵蝕低中山地貌。

2 沿線土地資源狀況對項(xiàng)目的影響

公路建設(shè)是交通運(yùn)輸中集約用地的一項(xiàng)重要措施[3]。云南山多地少，土地資源尤為珍貴。基于此，公路建設(shè)應(yīng)實(shí)行最嚴(yán)格的農(nóng)田保護(hù)制度。在路線規(guī)劃中，充分遵循節(jié)約土地的原則，特別是盡量減少對耕地的占用。大部分路段通過山谷或坡腳，盡量選擇荒地和坡地進(jìn)行布線，避免占用良田和經(jīng)濟(jì)林地。此外，充分重視路基開挖過程中表土的剝離和利用。

總體而言，起始地形相對平坦，基本農(nóng)田分布范圍相對較大。建議通過農(nóng)田連接大水井樞紐。在設(shè)計(jì)中，充分采用通過橋梁和設(shè)置路肩墻等措施，以減少對良田和土壤的占用。應(yīng)在盡可能不占用農(nóng)田或林地的區(qū)域設(shè)立服務(wù)區(qū)、停車區(qū)和互通式立交。同時(shí)，在后續(xù)施工中，應(yīng)充分重視表土剝離工作，并為取棄土場設(shè)置必要的擋土墻。棄土應(yīng)平整并覆蓋腐殖質(zhì)土，形成新的森林或耕地，以減少土地?fù)p失。在路線方案的比選中，應(yīng)將項(xiàng)目用地作為綜合比選的重要指標(biāo)。

3 各路線方案分析

3.1 起點(diǎn)至華竹段（K1+400—K7+000）

3.1.1 起點(diǎn)比較

根據(jù)院內(nèi)方案審查意見，對A1 線與K 線進(jìn)行比較。A1 線與K 線終點(diǎn)一致（見圖1）。起點(diǎn)不同，與京昆高速連接樞紐互通形式不同，為起點(diǎn)方案比較及接線方案比較。

圖1 A1 線與K 線分布圖

K 線：為起點(diǎn)段工可優(yōu)化方案。路線局部繞行，盡量避讓基本農(nóng)田，在月龍村與大水井村之間與京昆高速交叉，設(shè)置大水井樞紐互通連接京昆高速，兼落地至元謀縣城。K 線較為繞行，且互通區(qū)主線平面指標(biāo)偏低，對較為順直的A1 線與K 線進(jìn)行比較。

A1 線：從月龍村北側(cè)跨過京昆高速，以順直線形布線至海納采石場附近，接入K 線。路線與京昆高速交叉處京昆高速縱坡為4.1%，超出規(guī)范設(shè)置互通要求，無設(shè)置十字樞紐互通條件，因此設(shè)置雙T 互通與京昆高速搭接，兼落地至元謀縣城。

3.1.2 方案比較

（1）技術(shù)指標(biāo)：K 線平面指標(biāo)相對較低、縱面指標(biāo)較高，兩方案總體平縱指標(biāo)相當(dāng)。

（2）交通流向：K 線交通轉(zhuǎn)換較為方便，A1 線落地較方便、交通轉(zhuǎn)換繞行較多。由于主交通方向?yàn)檗D(zhuǎn)換交通（元謀至昆明方向），因此K 線主交通方向較為順暢。

（3）工程規(guī)模：K 線主線+互通+連接線工程規(guī)模相對較小，建安費(fèi)K 線低5340 萬元。

（4）拆遷：A1 線從兩個(gè)較大村寨旁通過，拆遷量較大，K 線拆遷量較小。

（5）基本農(nóng)田：兩方案占用基本農(nóng)田規(guī)模相差不大，K 線大水井互通附近預(yù)留有基本農(nóng)田通道，整體占地規(guī)模和基本農(nóng)田規(guī)模較小；A1 線主線穿越壩區(qū)均為基本農(nóng)田，整體占地規(guī)模較大。

綜合比較，K 線最優(yōu)（見表1）。

表1 K 線、A1線方案比較表

3.2 龍川江橋位及跨成昆鐵路段比較

龍川江沿線地質(zhì)情況較為復(fù)雜，兩側(cè)邊坡較陡，存在大量危巖堆積，另外該段與成昆鐵路新老線分別交叉。結(jié)合跨越龍川江大橋橋位地質(zhì)情況、跨越海納采石場及跨越鐵路情況，對A2、A3、A4 與K 線進(jìn)行比較（見圖2）。

圖2 A2、A3、A4 與K 線分布圖

K 線：為工可優(yōu)化方案，從海納采石場北側(cè)最窄處穿過，以剛構(gòu)橋跨越龍川江，以隧道方案跨越成昆鐵路隧道。

A2 線：為全明線方案，從海納采石場北側(cè)最窄處穿過后，以剛構(gòu)橋跨越龍川江及成昆鐵路老線隧道，之后以路基跨越成昆鐵路新線，與成昆鐵路高差在50m 左右。

A3 線：從海納采石場南側(cè)以隧道方案穿過山體后，以剛構(gòu)橋跨越龍川江，之后以隧道方案跨越成昆鐵路隧道。

A4 線：遠(yuǎn)離龍川江沿岸危巖體段落，在南側(cè)以隧道方案穿越山體，以剛構(gòu)橋跨越龍川江，之后以隧道方案跨越成昆鐵路隧道。

方案比較：第一，技術(shù)指標(biāo)：K 線、A2 線方案平縱指標(biāo)相差不大；A2 線為明線方案，行車更為舒適。第二，對鐵路影響：K 線為隧道跨越鐵路隧道，施工期間對鐵路干擾較少，A2 線為明線跨越鐵路隧道，施工期間對鐵路干擾較多，協(xié)調(diào)難度較大。第三，工程地質(zhì)：K 線龍川江隧道進(jìn)口有一處危巖，A2 線地質(zhì)情況整體較好。第四，老凹塘龍川江大橋橋位：A2 線多一跨60m 鋼箱梁跨越成昆鐵路老線，A2 線橋位地質(zhì)情況好于K 線。第五，工程規(guī)模：兩方案橋梁規(guī)模相當(dāng)，A2少一座隧道，整體工程規(guī)模較小，建安費(fèi)A2 線低4200萬元。第六，基本農(nóng)田：兩方案占用基本農(nóng)田均較少。綜合比較，推薦K 線（見表2）。

表2 K 線、A2 線方案比較表

方案比較：第一，技術(shù)指標(biāo)：K 線、A3 線方案平縱指標(biāo)相當(dāng)，K 線繞長約80m。第二，對鐵路影響：兩方案均為隧道方案跨越鐵路隧道，對鐵路影響相當(dāng)。第三，工程地質(zhì)：兩方案橋位地質(zhì)相當(dāng)，均一般。第四，海納采石場：K 線為明線穿越采石場方案，A3 線為隧道繞避采石場方案。海納采石場目前開采范圍已接近完成，根據(jù)州交通局、元謀縣政府意見，同意采用橋梁跨越采石場的明線方案。第五，工程規(guī)模：兩方案橋隧規(guī)模相當(dāng)，K 線整體工程規(guī)模略小，施工難度較低，建安費(fèi)K 線低2300 萬元。第六，基本農(nóng)田：兩方案占用基本農(nóng)田均較少。兩方案綜合比較，推薦K 線（見表3）。

表3 K 線、A3 線方案比較表

方案比較：第一，技術(shù)指標(biāo)：K 線、A4 線方案平縱指標(biāo)相當(dāng)，A4 線繞長約520m。第二，對鐵路影響：兩方案均為隧道方案跨越鐵路隧道，對鐵路影響相當(dāng)。第三，工程地質(zhì)：兩方案橋位地質(zhì)相當(dāng)，均一般。第四，工程規(guī)模：K 線橋隧規(guī)模較小，施工難度相對較低，建安費(fèi)K 線低8200 萬元。第五，基本農(nóng)田：兩方案占用基本農(nóng)田均較少。兩方案綜合比較，推薦K 線（見表4）。

表4 K 線、A4 線方案比較表

3.3 華竹至新華段（K9+450—K23+200）

根據(jù)工可方案，華竹至新華段橋隧規(guī)模較大，本著減小橋隧規(guī)模、優(yōu)化車良地1 號大橋橋位，根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查的地質(zhì)情況、500kV 輸電線及鐵塔等，對A5、A6 等方案與K 線進(jìn)行比較（見圖3）。

圖3 A5、A6 等方案與K 線分布圖

K 線：過華竹村后，路線向左布線，避開500kV 輸電線鐵塔，設(shè)隧道穿越山體至勐令溝，之后沿堆積體右側(cè)外邊緣設(shè)置新華隧道穿越山體至浪巴鋪土林北側(cè)。

A5 線：過華竹村后，路線向左布線，從500kV 輸電線雙線之間穿過，為車良地1 號大橋橋位比選。

A6 線：為工可優(yōu)化方案，整體橋隧規(guī)模相比工可方案小。

方案比較：第一，技術(shù)指標(biāo)：K 線、A5 線方案平縱指標(biāo)相當(dāng)，A5 線繞長約40m。第二，對500kV 輸電線影響：K 線完全繞避500kV 雙排輸電線及鐵塔，A5 線從500kV 雙排輸電線中間通過，距離部分鐵塔較近，且與輸電線并行一段，交叉角度較小。第三，工程地質(zhì)：K 線車良地1 號大橋橋位地質(zhì)情況較好，A5 線車良地1 號大橋橋位位于堆積體邊緣，橋位地質(zhì)相對較差。第四，工程規(guī)模：K 線橋隧規(guī)模略小，施工難度相對較低，建安費(fèi)K 線低2300 萬元。第五，基本農(nóng)田：兩方案占用基本農(nóng)田均較少。綜合比較，推薦K線，A5 線定性比較后舍棄（見表5）。

表5 K 線、A5 線方案比較表

方案比較：第一，技術(shù)指標(biāo)：K 線、A6 線方案平縱指標(biāo)相當(dāng)，A6 線繞長約750m。K 線隧道規(guī)模較小，行車舒適性較好。第二，對500kV 輸電線影響：兩方案均繞避了500kV 輸電線及鐵塔，對500kV 輸電線無影響。第三，工程地質(zhì)：K 線車良地1 號大橋橋位地質(zhì)情況較好，A6 線車良地1 號大橋橋位位于堆積體邊緣，橋位地質(zhì)相對較差。第四，工程規(guī)模：K 線橋隧規(guī)模較小，施工難度較低，建安費(fèi)K 線低2.02 億元。第五，基本農(nóng)田：A6 線占用基本農(nóng)田較多。綜合比較，推薦K線，A6 線定性比較后舍棄（見表6）。

表6 K 線、A6 線方案比較表

4 結(jié)語

公路路線設(shè)計(jì)是公路設(shè)計(jì)方案的靈魂，直接影響公路的整體安全性和經(jīng)濟(jì)性[4]。因此，選擇優(yōu)秀的路線設(shè)計(jì)方案和設(shè)計(jì)理念，全面控制影響路線設(shè)計(jì)的負(fù)面因素，從根源上預(yù)防所有不利因素，最大限度地降低事故率，有效控制成本，是非常重要的。一般高速路線設(shè)計(jì)的基本概念是優(yōu)先考慮安全和運(yùn)營速度。前文從不同的角度分析了路線設(shè)計(jì)，認(rèn)為根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)路線，能更好地保證高速路線的穩(wěn)定運(yùn)行，提高高速公路設(shè)計(jì)效果。