复杂山区高速公路总体设计思路

鲍新卫

（浙江省交通规划设计研究院有限公司，浙江 杭州 310030）

总体设计对高速公路项目的开展具有引导性作用。由于在复杂山区环境下施工难度会明显加大，因此制订定全面的总体设计方案极具必要性，这是后续建设工作能顺利落实到位的必要前提。对此，设计人员需对高速公路建设现状形成准确的认识，并采取合适的设计方法，做好基础工作。

1 工程概况

1.1 建设情况

浙江景宁至文成段和文成至泰顺段两项高速公路项目沿线地形复杂，桥隧比较高，建有特大桥2座、大桥23座，其中500m以上桥梁8座，特长隧道5座，长隧道7座，中、短隧道12座，还建设有1处枢纽互通、4处一般互通及2处服务区。施工现场以中山和低山地段为主，对项目建设要求较高，应落实前期总体设计工作，作为后续施工的依据。

1.2 施工条件概述

项目所在区域以中山和低山居多，呈西高东低的特点，山体高度普遍在300～1100m，包含侵蚀-剥蚀中低山丘陵区、山麓沟谷堆积斜区和冲洪积平原区。总体来看山区地形条件复杂，以丘陵沟谷坡麓地带居多，地势走向具有向坡脚倾斜的特点，地形坡度普遍达到3°～8°，堆积层厚度2～5m不等，以鸡爪状和树枝状的分布形态为主，绝大部分切割较浅，沟谷呈“U”形。沿线分布较多的村落和耕地，且项目的建设里程较长，穿越多样化的地貌单元，沿线地质条件具有差异，不乏部分路段建设于断裂带、节理面等特殊地质段，对设计和施工的水平均提出了较高的要求。

2 复杂山区高速公路的特点

特殊的地质、地形及水文条件决定了山区高速公路的独特性，复杂山区高速公路的特点主要体现在如下几方面。

2.1 技术指标

以公路网络规划和山区实际情况为依据确定高速公路的具体功能及交通量。此外，鉴于复杂山区建设环境的特殊性，所采取的技术标准还需考虑建设内容与现场环境的协调性问题。

2.2 地质勘察

复杂山区高速公路沿线易遇到特殊的地质条件，如易失稳的软土、高液限粉土等，加之雨水等因素的作用易发生滑坡、泥石流等地质灾害，轻则影响道路的正常运营，重则威胁过往人员的安全。对此，必须做好地质勘察工作，将其作为设计工作的基本参考[1]。

2.3 路线选型及环境保护

地形、地质及水文等层面的因素均是路线方案设计工作中应重点考虑的内容，应保证路线方案能够满足行车安全性、舒适性等要求。此外，高速公路还需与周边环境融为整体，避免环境受到严重破坏的情况。

2.4 施工方案及工程造价

施工方案需充分覆盖路基、桥梁、隧道等各建设方面，需形成线性合理的施工方案，保证各部分的施工质量。并且，复杂山区高速公路的建设内容丰富，相比于平原地区造价较高，因而需充分考虑成本方面的要求，减少不必要的成本投入，提高经济效益。

3 复杂山区高速公路总体设计实例

该工程的两段项目都是江苏溧阳至福建宁德（G4012）公路浙江辖内的末段，根据《公路工程技术标准》（JTG B01—2014）等相关规范，采取设计速度为80km/h的标准。山区地质、地形等方面均具有复杂性，需做好施工前的总体设计工作。

3.1 设计思路

复杂山区的地形条件特殊，具有山岭沟壑纵横分布的特点，受降雨以及施工扰动性等因素的影响，易发生滑坡、坍塌等灾害。鉴于此，在路线选型时要充分考虑地形、地质方面的情况，遵循因地制宜的原则，贯彻安全设计的理念，从技术可行性、经济效益性等多个层面进行比选，确定合适的施工方案，提高公路建设的社会经济效益以及沿线的生态环境效益。还要协调好挖填方作业的关系，追求土石方平衡；注重对沿线池塘、水源等关键区域的保护。贯彻“安全、高效、节约、绿色”的理念，提高总体设计方案的可靠性与可行性。

3.2 总体设计的要点及原则

（1）山区高速公路建设环境错综复杂，在总体设计工作中应注重如下几点。

①确定指导思想。以项目所在地在社会、经济、文化等层面的实际状况为立足点，把控总体设计的指导思想，将其作为设计工作的导向，发挥引导作用。②确定设计原则。以项目建设的综合环境及工程质量要求为依据，把控总体设计原则，在此基础上进一步确定具体的设计细则，以便开展各专业的设计工作。③明确项目背景。在可行性研究阶段需充分考虑建设标准、路线起止点、路线走廊带方案等方面的内容，对其展开针对性的研究，验证其可行性。在保证公路建设质量的同时还需兼顾沿线交通、经济等层面的发展需求，协调好工程与社会的关系。④收集基础资料。全面考虑项目走廊带的实际情况，收集具体的资料，包含城镇现状、自然条件、交通状况、原材料供应状况、交通流量等。此外，由于公路建设还与沿线居民的日常生产、生活息息相关，因此在总体设计阶段还需注重与沿线居民的沟通，获取真实的建议或意见作为设计的参考。⑤以路线设计为核心，兼顾多方面的建设因素，从技术可行性、经济效益性等方面作综合对比，经方案比选后确定最优方案。

（2）山区地形错综复杂，道路建设及运营期间常遇到滑坡、坍塌等地质灾害，且山区的气候具有多变性，雨水对道路的冲刷作用较强。对此，在总体设计工作中应注重如下几点原则，确保最终的设计方案能够符合建设标准。

①将地形选线作为基础工作，确保选线的合理性。②践行“以人为本”的理念，充分尊重“人”这一核心要素在工程中的地位。③全面收集路线走廊资源，充分发挥此类资料的价值，形成公路与自然环境相辅相成的关系，减少对既有资源的破坏。④严格控制土石方挖填量，尽可能达到土石方平衡的状态，维持沿线生态环境的完整性。

3.3 项目特点及设计方案

经现场勘察后，掌握实际建设条件，以此为依据提出合适的设计方案。

（1）针对地形地貌单元复杂特点选择合适的处理方法。项目路线较长，穿越的地貌单元丰富，沿线各段的地质条件具有差异性，且存在诸多潜在因素，不利于勘察工作的顺利展开。并且隧址区埋深较大，钻探周期长，容易出现结果准确性不足的问题；不良地质覆盖范围广，存在滑坡、断裂、节理发育等特殊地质，必须选择合适的处理方法，最大限度地减小不良地质对施工的影响；由于部分路段土石方调配难度较大，而现场耕地资源相对有限，因此需合理优化平纵指标，使路线顺应地形特点，尽可能实现填挖平衡[2]。

（2）采取有效的措施提高土地资源利用率。沿线限制性因素较多，土地资源有限，应通过行之有效的措施减少土地资源占用量。由于项目绝大部分坐落于偏僻地段，因此需注重地形选线、安全选线等方面的内容。建设工作量较大，工程造价相对较高，需充分论证施工技术，做好技术比选工作，保证沿线结构物的型式、互通的布置等方面均满足要求。勘察设计阶段，有关人员应充分考虑桥梁的结构问题，例如上、下部结构的型式，实施桥梁结构标准化设计的模式。

（3）保护生态系统。沿线生态系统完整、自然环境优越，在总体设计工作中应充分考虑景观设计的要求。项目部分路段处于铜铃山景区范围内，需要降低建设和运营阶段对周边生态环境所造成的不良影响，提高生态系统的稳定性。为此，必须在勘察设计阶段便把相关工作落实到位，以可行的方式规避不良影响。

（4）合理处理特长隧道的建设。特长隧道的建设复杂度较高。沿线建设中，一般路段设置的是分离式单向行车双车道隧道，部分特殊路段建设有特长隧道，例如叶麻尖1#和2#隧道等，两洞的出露长度仅为40m左右，此情况下易产生通风的串流效应，因此在总体设计阶段便要考虑此方面的问题，制订切实可行的应对策略。项目沿线还存在特大桥梁，对设计水平也提出较高的要求。以跨越高岭头水库的桥梁为例，采取的是斜拉桥结构型式，但现场地形条件复杂，道路通达度欠佳，不利于材料的运输，对此需合理优化结构型式，提高结构乃至桥梁整体与现场地形条件的相适性。

（5）安全设计。安全是高速公路总体设计中应首要考虑的目标，且在复杂山区高速公路中更为关键，需要积极消除安全隐患，适时采取防控措施，从源头上解决问题。在道路线形设计工作中，需要根据现场地形情况合理优化线形，否则在后续车辆通行过程中将面临诸多安全隐患，甚至引发严重的安全事故。项目沿线建设环境错综复杂，部分隧道桥梁建设于极偏僻的山区，无现成的地方道路可供使用[3]。对此，需选定合适的施工点，配套必要的施工设施，为正式施工创设良好的条件。安全理念应当融入设计工作中，在安全理念的引导下提高设计方案的可行性，实现安全施工、安全运营的双重目标，尽可能降低事故的发生概率，使高速公路维持良好的交通秩序，为社会经济的发展奠定良好的基础。

（6）充分考虑特殊工点的设计。特殊工点的设计也需充分考虑现场情况，遵循因地制宜的原则，形成现场环境与特殊工点建设内容相协调的关系。山区地形复杂，桥隧比较高，常涉及高填深挖作业，在设计工作中若缺乏对特殊路段的考虑，则在施工的扰动下极易引发生态受损问题。对此，设计人员需具有前瞻性，既要保障公路的设计及建设水平，又要兼顾未来沿线生态环境的发展需求，根据现有状况预测公路建设可能对沿线环境造成的不良影响，制订应对策略，从源头上规避问题，将不良影响降到最小。

4 结束语

综上所述，复杂山区高速公路的总体设计难度较大，易受到地形、地质等方面的干扰。在实际设计工作中，需做到因地制宜，依托建设现场的地形地势合理组织设计工作，在保证公路各部分质量的同时还需提高建设内容与周边环境的协调性，减少人为活动给自然环境带来的不良影响，提高高速公路的综合效益，从而推动高速公路建设事业的发展。