山区高速公路路线方案局部比选实例

王 超

（中交远洲交通科技集团有限公司，河北 石家庄050051）

山区高速公路由于受到自然条件的约束，地质复杂、地形险峻，路线的布设条件及限制因素很多，因此，路线方案的比选显得尤为重要。本文通过对笔者设计的承张高速公路局部路线方案比选进行分析，提出一些山区高速公路路线方案比选的思路。

1 工程实例分析

1.1 大沟段

本段路线主要受控于附近村庄、河流、尾矿库及选矿厂规划等因素，地质以黄土为主，局部位置黄土层厚度达15m左右。此处路线由山前丘陵区过渡至河滩地区，为充分研究可行的路线方案，分别设计了优化、隧道及深挖3个方案进行比选，路线见平面图1。

图1 大沟段路线平面图

优化方案路线绕行至大沟村后，充分避让K20处尾矿库，但适当侵占规划选矿厂范围。隧道方案路线沿K20 处尾矿库底下穿过，隧道最大埋深50m。深挖方案为避让尾矿库，路线靠北贴近河流，所经之处山体较为陡峭。三个方案纵断面对比见图2。

图2 大沟段路线纵断图

由纵断对比不难看出，工程规模方面：优化方案桥梁总长825m，最大中线挖方高度48m；隧道方案桥梁总长550m，隧道长度755m；深挖方案桥梁总长875m，最大中线挖方高度50m。

结合现场地形地质条件，优化方案深挖方处山体较尖，最大挖方边坡仅有36m，且该处山体以花岗岩为主，地质条件较好，工程规模适中。隧道方案虽然也较好地规避了既有尾矿库的干扰，但隧道较长，且隧址处地质以黄土为主，不利于隧道修建。深挖方案虽然工程规模得以控制，但挖方边坡较高，且多是黄土边坡，不利于防护安全，另外深挖路堑距离既有尾矿较近，存在安全隐患。综合分析，路线最终推荐绕行方案。

本段路线方案在充分考虑现场各制约因素的前提下，结合地质情况，充分利用路线平纵的不同布设，将各种可行方案充分组合研究，考虑道路安全、工程规模、工程实施难度等方面进行综合比选，从而选定最终的路线方案。

1.2 十二挠海新村段

本段路线自十二挠海新村，利用地形展线爬坡进入十二挠海长隧道，地形狭窄、蜿蜒，沟口处屹立山脊。路线选线的重点在于：如何结合现场地形在合理控制工程规模的前提下，尽量选用较高的路线平纵指标，保障行车的舒适性。该处地质以中风化闪长岩为主，属硬质岩，地质条件较好。此处布设两个路线方案（技投方案和比较方案）进行比选，路线方案及总体图见图3、图4。

图3 十二挠海新村段路线方案图

图4 十二挠海新村段路线总体图

技设方案（优化方案），为减少挖方，自十二挠海新村绕行至现有山体北侧后进入蕨菜沟，路线全长5.7km。十二挠海比较方案，自十二挠海新村沿现有山体南侧进入蕨菜沟，路线全长5.526km。

技设方案，充分利用现有地形展线，挖方量小，平面指标高（R=1100m），但桥梁规模稍高（较比较方案长475m）。十二挠海比较方案，充分利用现有蜿蜒冲沟，路线长度短（较技设方案短174m），但平曲线指标低（R=800），对现有山体破坏严重，挖方量大（较技设方案多53万m3）。考虑到占地拆迁等其他因素，最终两方案造价相当。

以上两方案比较的重点其实就是路线指标的高低与工程规模的取舍问题。在路线方案比较之初，由于本段地质条件较好，笔者甚至考虑过短隧道及深挖方方案，方案图分别见图5、图6。

图5 十二挠海新村段短隧道方案

图6 十二挠海新村段深挖方方案

短隧道方案路线直接穿越沟口的山脊，隧道长度为399m，深挖方方案主要考虑本段相邻路段缺方严重，路线从沟口山脊的中央穿过，同时考虑冬季积雪问题，将阴面山体全部挖掉，挖方约190万m3，远运至相邻路段使用。

本段山区高速公路路线方案的比较很典型，是路线平纵指标与工程规模的对比，隧道方案与深挖方方案的对比。在比选时，要充分考虑现场实际的地质情况、水文情况以及相邻路段的土方等因素，综合考虑后择优选取。

1.3 周家营段

本段路线受周家营山体深挖方（最大边坡挖方高度46m）及滦河7 号桥高控制，为减少挖方量，同时避免对自然环境的过度破坏，对隧道方案与深挖方方案进行比选，路线平面图见图7。

图7 周家营段路线平面图

路线纵断面图对比见图8。

图8 周家营段路线纵断图

对比平纵图不难看出，深挖方方案为减少挖方边坡高度，纵断自滦河7号桥迅速拉坡，纵坡为3.7%，桥梁较高（最大墩高约47m）；隧道方案纵断面相对平缓，最大纵坡为1%，桥梁最大墩高约29m。

从工程规模上来看，虽然深挖方方案看似以深挖方（中线挖方33m3）换取隧道（399m），工程规模较小，但是由于桥墩较高，下部结构需采用双排桩承台加薄壁空心墩方案，相对于隧道方案，中桥梁采用桩柱式桥墩来说，桥梁下部结构造价大幅提高，最终造价对比结果表明，深挖方方案节省有限（约400 万元），综合比较，路线最终选择了纵断指标更好、更环保的隧道方案。

本段路线方案对比，除传统的隧道与深挖方方案的对比之外，还存在因隧道与深挖各自侧重点不同带来的路线纵断指标及桥梁下部结构的不同，尤其是因桥墩高度带来的桥梁下部结构不同极易被设计者忽视，从而影响路线方案比选结果。

2 结语

路线是公路设计的核心，它的优劣关系到公路本身功能的发挥和在路网中能否起到应有的作用。路线方案选择将直接影响公路投资、运营、道路通行能力和服务水平，因此在山区高速公路路线方案比选过程中，要多方面听取意见，找出影响路线方案的有利和不利因素，加深比选深度与广度，正确处理运用好标准、整体与局部等诸多关系，才能提高路线方案比选水平，选出最经济、合理，便于实施的路线方案。

[1] JTG D20—2006，公路路线设计规范[S].

[2] 杨少伟. 道路勘测设计[M]. 北京：人民交通出版社，2004.