公路路线比选方案的设计要点及分析

(福建省交通规划设计院，福州350004)

公路路线比选方案的设计要点及分析

■林磊

(福建省交通规划设计院，福州350004)

本文以多个路线设计方案为例，从地质比选、安全性比选、环境比选、经济性比选等几个方面进行分析，根据各路段存在的问题，提出合理的解决方案，为今后类似的路线方案设计提供一定的借鉴意义。

公路路线比选方案路线设计路线方案选择路线技术指标

1 引言

随着社会经济的不断发展，公路工程建设越来越受到重视。在公路工程建设中科学的路线设计非常重要，一条公路的设计包含了多个方面的技术要求和技术可能，设计者除了能够合理地选择技术指标，提供正确的信息给驾驶者，从而确保行车的舒适与安全外；还要综合考虑地形地质、环境保护、项目后期运营的经济性等多项指标的要求,针对某一路段存在的问题，提出多种解决方案，供专家及上级主管部门审查、筛选，因此一条相对完善的公路设计，需要设计人员综合考虑多方面的设计因素，合理的取舍，才能制定出最为合理、经济的路线方案。

2 公路路线比选方案

2.1 地质比选

(1)地质情况分析

路线方案的基础是地质调绘和外业调查。不良地质会直接影响路线方案最终的可行性，因此在路线走廊带基本确定以后，应对路段内不良地质的分布情况进行详细的调查(如岩溶、滑坡、采空区和软土等)，在确定了不良地质的性质和分布情况后，应根据不良地质在确定了的所处的位置及对走廊带的影响程度，再进行治理或平面绕行的方案比选分析。

如漳武高速公路南靖山城图美至山城坑口段(见图1)，该路段原本拟采用D线方案作为推荐方案，但是在项目的初步设计的外调过程中，在K10路段发现古滑坡体，为了避开滑坡体，把D线方案内移，内移后五斗山隧道的长度由原来的1.88km延长至2.9km，接近特长隧道。考虑到滑坡体的不稳定性，针对长隧道和滑坡体布设了路基绕行的K线方案与之比选。

(2)方案分析

图1 南靖山城图美至山城坑口段路线方案平面图

K线方案的优点在于它的工程安全性及经济性要优于D线,D线方案的优势在于对地方的干扰小，同时从路网结构分析D线路线里程更短，行车便捷，线形顺畅，其新建路线里程较K线短0.469km，往漳州方向车辆无需绕行，行车里程较K线缩短了1.969km。

K线方案在滑坡体下缘基本以填方路基的形式通过，对滑坡体没有破坏，甚至可以起到反压互道的功能，对滑坡体的稳定更为有利。

D线方案在滑坡体路段虽然隧道埋深48～121m(见图2)，且隧道围岩是以中-微风化花岗闪长岩为主(见图3)，但是在大型滑坡体底下进行隧道施工，施工过程中引起的振动对隧道顶部滑坡体的稳定具有一定的影响，而且滑坡体下方就是南靖县城区域，为了保证项目工程以及周边地区的安全，因此建议不采用D线方案，而采用对工程地质性更有利的K线方案。

图2 五斗山隧道埋深立面图

图3 五斗山隧道地质剖面图

2.2 安全性与经济性比选

路线的安全性、经济性是公路路线设计中最重要的二环，但是如何平衡、选择这二者的关系，对方案的设计者提出了很高的要求。因此，布设路线时必须将安全性、经济性作为重要参考因素，既不能为了节省工程造价，选用风险较高，不利于行车安全与构造物安全的技术指标方案；也不能盲目地追求高指标，忽视实际的地形、地物与技术标准，布设不合理的设计方案，而造成工程造价的虚高。

(1)技术指标的安全性与经济性的比选

在路线方案的设计中，通常以长下坡的平均纵坡技术指标的方案比选，较为常见，在山区公路尤其是高等级的山区公路的长下坡的方案比选中，应根据项目的交通量及运营期间的车辆性质，制定与项目运营情况匹配的平均纵坡指标，在根据平均纵坡的允许值的范围内，根据地形、地物的情况，布设方案进行综合比选。如漳武高速公路南靖南坑溪仔口至船场甘芳段路线方案(见图4)，该路段受地形所限，海拔高差较大，属于长下坡路段。

图4 南靖南坑溪仔口至船场甘芳段路线方案平面图

K线方案的长下坡里程15.408km，设计高差357.025m，平均纵坡为2.3%，工程造价15.12亿元。H线方案的长下坡路段里程18.367km，设计高差362.038m，平均纵坡为2.0%，工程造价20.46亿元。

从长下坡路段的平均纵坡指标考虑，H线方案的行车安全性相对较高，但是K线的路线里程更为便捷、顺畅，其路线里程缩短了4.783km，工程造价节省了5.34亿元，经综合比选，虽然K线方案长下坡路段的平均纵坡略高于H线方案，但是无论从工程造价、工程难易程度、带动辐射面以及地质选线角度考虑，K线方案具有明显的优势，因此最后推荐K线方案。

(2)结构物的安全性与经济性的比选

在方案设计的过程中除了技术指标外，公路的构造物设施的安全也是非常重要的，因此根据实际的地形合理地选择设置构造物的位置，确保构造物在项目建设及后期运营过程中的安全稳定，也是设计者必须要考虑的问题。

如漳武高速公路南靖山城赤尾林至大丘田段路线方案(见图5)，该路段原本拟采用隧道较短的F线方案作为推荐方案，但是在项目的初步设计的外调过程中,发现F线的龙潭山隧道的进口位于山谷的低洼处，进口洞门受到水流冲刷的影响较大，施工及运营期间，存在一定的安全隐患。

图5 南靖山城赤尾林至大至田段路线方案平面图

由于我省地处台风汛期高发的地区，短时强降水频发，为了提升高速公路隧道洞口的抵御强降雨灾害的能力，省高指还专门发文要求隧道的洞口位置要尽量避开冲沟这样的水流汇集点，以保证隧道洞门的安全，提高隧道的抗灾能力，经过综合比选，路线方案最终没有采用工程造价相对节省的F线，而是选择了结构安全性更好的K线。

2.3 后期运营经济性比选

在对方案的经济性分析中，通常会有两种，除了常见的不同方案之间的工程造价对比外，项目建成后的运营成本也是必须要考虑的，而一条高速公路日常的运营成本与其隧道的长度有直接的关系，在方案的工程造价相差不多的情况下，应该优先考虑采用隧道里程短或以桥代隧的方案。因此设计者在布设中、长隧道方案时，应结合地形考虑布设路基绕行或里程相对较短的隧道方案，与之进行比选，即使短隧方案不佳或方案存在其他不足，也应尽量保留，供专家及主管部门评审决策。

如漳武高速公路南靖山城东坑仔至南坑漏透尾段路线方案平面图(见图6)，该路段原本拟采用线形指标好，对九龙江影响小的A线方案作为推荐方案，但是考虑的项目后期运营的经济性,在A线方案的基础上布设了隧道里程更短的K线方案，K线方案的隧道里程比A线方案缩短了975m，桥隧总长比A线方案增长了66.5m，同时工程造价较A线方案增加了428万元，虽然项目前期的投入略大，但是从长期运营的角度来看，短隧道的照明、通风、维护管养的费用大大降低。因此经过综合比选，该路段最终推荐采用K线。

2.4 环保与经济性比选

图6 南靖山城东坑仔至南坑漏透尾段路线方案平面图

公路建设应注重环境保护和景观不被破坏，方案设计时应对项目内有特定意义的敏感点逐一核查，保证路线走廊沿线自然景观的协调性。布设路线应遵循“随弯就势、标准灵活、合理优化、保护环境”的设计原则，结合不同路段的地形特点及环保要求，采用与之对应的设计方案(如高低路堤、桥隧组合等)。

在遇到城镇、古民居、景区、文物保护地等必须进行避让的路段，如果采用路基填筑或开挖的设计方案不仅会对环境造成破坏，同时通常也不符合地方的意愿。因此如果在项目中有这样的路段，应该提前与当地政府沟通，充分了解地方意愿，并进行相应的经济技术分析，多利用桥梁和隧道的形式加以避让。

如连江黄岐古石至苔菉上塘段路线方案(见图7)。该路段原本拟以路基绕行的方式通过黄岐镇的古石村，依山靠海，地势较为陡峭，路基方案对山体破坏较大，废弃的土石方量也较多，对环境的破坏很大，在项目的沟通过程中，发现古石村是属于被保护的古村落，村内闽东古厝

图7 连江黄岐古石至苔菉上塘段路线方案平面图

建筑明洁灵秀，风貌古朴，极具观赏价值，经过精心规划合理布局，该村于2016年列入连江县幸福家园创建村，是黄岐半岛旅游的重要组成部分。因此地方建议，该路段不宜采用路基方案。为了更好地保护古石村的旅游生态，进一步完善黄岐半岛沿线的旅游景观链条，在综合考虑了各方的意见后，在B线方案的基础上，布设了隧道方案对古石村进行了避让。

虽然K线方案的工程造价较B线方案高，但是其路线平、纵面指标好，隧道进、出口洞门的施工对古石村均没有影响，隧道方案很好的保护了古石村的旅游生态环境，符合地方意愿，因此在该路段最终推荐采用了K线方案。

3 结语

随着社会经济的飞速发展，在公路设计中，会不断有新问题、新要求、新的干扰因素出现，在同一路段内往往会出现多个需要解决的问题，这就要求设计者需要对方案进行详细认真的分析、比较。力争提供更多有针对性的解决方案，提交审查、决策。针对公路项目不同路段的特点，设计者结合地质比选、安全性比选、环境比选、经济性比选进行分析，从而取得最佳的设计效果，以确保方案的合理性。同时合理地运用技术指标，除了能够有效地保证行车安全，提高行车的舒适性，还能够节省工程造价，降低项目后期的运营费用。

[1]汤振兴,等.高速公路路线设计与沿线景观协调性研究[J].安徽农业科学,2011.1.