山岭区公路路线方案比选研究

员建斌

（山西省交通运输厅发展规划研究中心，山西 太原030006）

1 项目概况

山西省集中连片特困地区国道239线（原省道大灵线）东坊城至大磁窑段改建工程，是重点扶贫项目。该项目对完善区域路网，服务地方经济社会发展，绕避和保护悬空寺景区、恒山风景区和恒山水库具有重要意义。

该项目按二级公路技术标准建设，其中，K0+000—K2+900设计速度为80 km/h，路基宽度12 m，K2+900—终点设计速度为60 km/h，路基宽度10 m。全线桥梁设计汽车荷载等级采用公路-Ⅰ级，宽度与路基同宽；隧道净宽9.75 m×2（双洞），净高5 m。推荐方案路线全长11.774 km。主要工程有大桥636 m/4座、中桥154 m/2座、小桥6 m/1座；涵洞19道；长隧道2 860 m/1座（双洞）；隧道管理站（兼路桥养护）1处；避险车道1处。推荐路线方案桥隧比例30.9%。

项目区路线起点位于大同盆地边缘，地形开阔，地势平坦，路线主要穿越基岩山脉——翠屏山，翠屏山属于北岳恒山构造剥蚀中山区，微地貌为基岩中陡坡、基岩冲沟，地表受强烈侵蚀切割作用，地形破碎，冲沟发育，冲沟多呈“V”字型，走向以南北向为主。最高点位于翠屏山顶，海拔1 525 m，最低点位于杨峪沟沟口附近，海拔1 162 m，相对高差约360 m，植被以荒草灌木为主。根据现场实地调查和室内综合分析，按地貌特征和成因类型将工程区划分为冲洪积平原区、黄土丘陵区、山间河谷区和构造剥蚀中低山区4个地貌单元。

2 原有公路技术状况及存在问题

a）旧路标准低、路况差、利用困难。据现场调查，旧路地裂带9段、路基沉陷4段、边坡坍塌及崩塌8段、路拱翘起4段，而且5处滑坡正在进行。原东大线共设平曲线交点85处，其中平曲线交点共62处无法满足60 km/h设计速度要求，占总里程的72%。设计速度为60 km/h时，大于极限坡纵6%，段落总长4.96 km，占总里程的31%。旧路直接利用较困难，不满足二级公路技术指标的要求[1]。

b）项目沿线不良地质病害多，如滑坡、不稳定边坡、崩塌、局部存在零星采空区、断裂带及8级高边坡；特殊性岩土主要为湿陷性黄土和膨胀性岩土，对项目主体安全影响比较大。

c）路线不可避免地穿越文物东湾遗址和李峪长城敌台遗址，已上报国家文物局批准。

d）首次在二级干线公路上，隧道方案创造性地采用双洞方案。该方案经多次评审论证，最终确定隧道采用双洞方案。

3 路线设计原则

路线设计贯彻“六个坚持、六个树立”的设计新理念，以“安全、环保、舒适、和谐”为目标，合理布线，合理运用技术指标，合理控制工程规模[2]。

a）路线走线符合新国道239在浑源县内的路网规划的总体要求。

b）认真做好路线方案比选，加强工程地质、水文地质调查，重视地形、地质等选线。

c）尽量利用旧路，少占耕地，贯彻可持续发展的设计理念。

d）尽可能绕避文物，无法避让的，做好文物保护方案。

4 路线方案比选论证

4.1 路线起终点设计

项目起点与批复推荐方案起点一致，位于东坊城乡西侧，与改线的省道203顺接，并与现有省道303相交叉，该位置较明确且唯一。

项目终点与批复终点一致，终点位于大磁窑镇南侧，同现有省道203相顺接。该位置有效避让了悬空寺景区、恒山水库、恒山景区、大磁窑镇，陕京天然气管线等，得到当地政府的认可，该终点位置确定且唯一。

4.2 路线方案布置及比选论证

本项目所有路线方案先利用1∶5万、1∶1万地形图进行比选论证，再根据外业踏勘、调查结果和各方案的主要优缺点确定比选深度，对有价值的比较方案继续利用1∶2 000地形图进行同深度比选论证，对缺点较为明显的比较方案则进行定性比选论证，通过定性论证，排除了具有明显缺点的8组方案，本文以推荐方案A线与备选方案B线进行比选。路线方案布置详见图1。

图1 路线方案平面布置图

B线方案为A线方案的局部比较方案。B线方案起点 BK6+535—AK6+595、终点 BK11+383，全长4 847 m。B线方案为避让隧道起点滑坡群，从7 km向东北方向设1.991 km隧道穿越翠屏山，出隧道后路线以路基方式上跨荣乌高速，沿山腰展线上跨陕京天然气管道后，路线与陕京天然气管道并行向东上跨唐峪河后接省道203。

4.2.1 建设条件对各路线方案布置的影响分析

B线方案与对应的A线方案，均处于山间河谷区和构造剥蚀中低山区地貌区，地形较为复杂。沿线河谷，冲沟较发育，地貌受河流侧向侵蚀力及地质构造控制，沟谷深切，谷壁陡峻，谷底平坦，局部地形开阔；谷底出露地层为第四系Q4al+pl砂砾石层、砂土层，两侧岸坡出露地层岩性主要为奥陶系灰岩、石炭系泥岩、页岩、灰岩、煤层等，侏罗系凝灰岩、白垩系砾岩等。路线跨越的山脉为翠屏山，属于北岳恒山构造剥蚀中山区，为构造运动上升区，地形复杂，起伏大，出露地层岩性主要为奥陶系灰岩，石炭系泥岩、页岩、灰岩、煤层等，侏罗系凝灰岩、白垩系砾岩等，局部山顶披盖新生界Q3eol黄土。

4.2.2 各方案的选择和布置情况

根据实地调查，B线方案与陕京天然气主管线为相同走廊带，局部路线与陕京天然气并行，为满足天然气保护200 m范围内禁止动态爆破，隧道约620 m范围内需采用静态爆破施工法；B线方案走廊带滑坡群、不稳定边坡及断裂带较多，地质情况较差；B线隧道洞体及路基的开挖将会影响荣乌高速公路恒山隧道洞体的稳定性及运营安全性。

AK6+535.59—AK11+774段，A线方案设大中桥341 m/3座，隧道2 860 m/1座（双洞）。

BK6+535.59—BK11+383段，B线方案设桥梁953 m/3座（分离式桥梁折算成单线长度），隧道1 991.5 m/1座（双洞）。

A线方案桥梁长度比B线方案短391.217 m，概算A线方案比B线方案少3 764万元。

4.2.3 平、纵指标及连续均衡情况

A线方案最小圆曲线半径为320 m，最大纵坡为5.9%，B线方案最小圆曲线半径为135 m，最大纵坡为5.9%。

4.2.4 行车安全、通行能力、服务水平的分析比较

A线方案明显好于B线方案。

4.2.5 公路用地情况

A线方案用地104.79亩，B线方案用地138.16亩，A线用地比B线少33.34亩。

4.2.6 与原有公路、农田水利、电力、通信、重要管道等的干扰情况

A线方案和B线方案与原有公路、农田水利、电力、通信等干扰情况相当。

4.2.7 环境影响情况

两方案对环境影响相当。

4.2.8 主要工程数量

A线方案与B线方案的工程数量见表1。

4.2.9 社会效益和经济效益

B线方案比对应的A线方案造价高3 764万元，综上所述，A线方案的社会经济效益比B线好。

4.2.10 其他

当地政府同意对两路线方案的布设，同意对各方案进行工程与经济技术综合比较，确定合理的路线推荐方案。

表1 主要工程数量比较表

通过对路线方案的比选，从运营安全、路网布局、工程地质、技术条件、实施难易程度、环境保护、批复路线方案并结合相关部门的意见进行综合分析，认为A线方案总体优势比较大，拟以A线方案作为本项目的推荐方案。

5 结语

公路建设项目，路线方案的比选至关重要。本文从路网布局、技术指标、工程地质、技术条件、实施难易程度、运营安全、环境及文物保护以及工程造价等方面对比选方案进行了论证，最终确定了路线的推荐方案。本文提出的路线方案比选论证方法及路线设计原则是基于多条公路项目成功经验的总结，对于类似项目的山岭区路线方案比选有一定的参考和借鉴意义。