山区越岭公路选线研究

原英杰

（山西省交通规划勘察设计院有限公司，山西 太原 030032）

0 引言

山区公路地形起伏较大、地质情况复杂、限制条件与考虑因素较多，对于公路设计师来说更具有挑战性。合理的选线方案对于整个设计方案、工程造价、施工难度与质量、运营期行车安全与舒适以及周围环境水土保持都是至关重要的。

山区公路的特点主要有以下几个方面：地形高差起伏大、冲沟多、填高挖深较大，路线平面与纵断微小的调整都可能引起工程量巨大的变化；地质变化复杂，不但影响路线平面布设，而且影响路基的稳定及挡墙、桥涵的设置；山区气候多变，暴雨山洪时常发生，也是布线中不可忽视的因素；山区现有公路坡度大，设置平面交叉困难，对平面交叉范围内的平纵指标要求较高。山区越岭公路选线需要在保证安全与满足规范的前提下，尽可能缩短路线长度，减少工程量，节省造价。

1 工程概况

长城板块旅游公路朔州市右玉县境内杀虎口至骆驼咀段项目为长城板块旅游公路主线的重要组成部分，位于右玉县西北部，采用三级公路标准建设，设计速度30 km/h，路基宽度7.5 m，桥涵设计汽车荷载采用公路-Ⅱ级。

本项目有长度约31 km的新建越岭路段，局部复杂路段的平纵经过反复优化与方案比选，确定出最优路线方案。项目区属于山间河谷区和黄土丘陵区，地形起伏大，部分位置沟谷切割较深，自然地面高程介于1 255～1 503 m，最大高差248 m，不良地质一般不发育，地层种类较简单，层位稳定。

越岭公路选线主要是解决垭口位置、过岭高程和垭口两侧路线展线方式的选择[1]。这3个问题相互制约、相互影响，布线时应结合周围地形地质与自然环境，合理把握它们之间的联系。

2 垭口位置的选择

垭口是越岭路线方案的主要控制点，其位置往往确定了越岭路线的方向和位置，应综合考虑地质条件、垭口高度、路线长度、垭口展线难易程度、沿线建筑设施、区域路网以及地方政府要求，在基本符合路线走向范围内，选择合理的位置。优先考虑高差较小，展线降坡后能尽快与山下控制点顺接的方案；同时也不能放弃高差较大、路线长度较长，但接线平顺、地质良好、造价较低的垭口位置方案。对于地质条件较差的垭口，局部调整路线或增加工程措施也无法满足行车安全时，应予以放弃。

本项目K51+000—K60+000段为了绕避光伏电站，初步设计阶段共设2条路线方案进行比选。其中方案一从两块光伏电站之间的区域穿过，多次跨沟，填挖较大；方案二从光伏电站东侧绕行。方案一、方案二如图1、图2所示，对比情况如表1所示。

图1 K51+000—K60+000段路线方案一

图2 K51+000—K60+000段路线方案二

表1 K51+000—K60+000段方案对比表

通过综合分析比较，方案二垭口高程较小，纵断较平缓，填挖不大，总造价低；但是它距离东侧原有旅游路右后线较近，路网功能重复，且地势过低，无法找到合适的位置设置观景台，同时绕行较远，无法为北崔家窑村村民的出行提供便利，故推荐路线方案一。

3 过岭高程的选择

过岭高程越低，路堑挖深越大，挖方与防护工程量越大，对环境的破坏越严重，但是路线长度会随之缩短，路线纵坡也会越平缓。因此，过岭高程应综合考虑越岭公路等级、垭口地形地质、过岭方式（路堑或隧道两种方式）、周围已有道路状况，并通过安全分析与经济比选做出合理的选择。一般垭口地形越宽越缓，过岭高程就越接近垭口高程；而对于较瘦削的垭口通常采用深挖较大的路堑过岭，一般挖深控制在30 m以内。深挖垭口的优点是降低了路线高差，缩短了路线长度或陡坡长度，总工程量较小，改善行车条件；缺点是工程量集中，废方量较大，施工条件较差，易对周围环境造成较大的破坏。

本项目K80+000—K83+100越岭处共设2个比选方案。方案一采用浅挖低填垭口通过，方案二采用深挖垭口通过。方案一、方案二如图3、图4所示，对比情况如表2所示。

图3 K80+000—K83+100段路线方案一

图4 K80+000—K83+100段路线方案二

表2 K80+000—K83+100段方案对比表

经过综合对比，路线方案二路线长度较短，平面指标较高，总工程量小，总造价低；但其最大挖方为三级边坡，对环境破坏较严重，其北侧山体存在滑坡现象，且无法跟K82+450处一条风电维护道路实现车辆互通，虽然平面指标较高但是纵坡较大，易发生车速过快或爬坡费力的情况，从而影响行车安全。而方案一平面指标较低会使车辆行驶速度不会过大，且纵坡较缓，大车爬坡不费力，故最终推荐方案一。

4 垭口两侧展线方式的选择

垭口两侧的展线应考虑垭口位置、自然地形地物、沿线地质条件、路线平均纵坡等因素，实现垭口与山下控制点的连接，其方案直接影响了路线总长度与工程量。主要展线方式为自然展线、回头展线以及螺旋展线。自然展线适用于控制点高差小、地质稳定的地形，具有指标良好、路线长度短、路线不重叠、工程量小等优点；当控制点高程较大，受地形地貌限制或无法躲避地物或不良地质时，可以考虑回头展线，其缺点是同一坡面回头前后的路线距离较近，对行车、施工、养护均不利，应慎重选择；而当路线需要在某处集中抬高设计高程才能有效利用周围有利地形时采用，通常利用山包盘旋或山谷迂回的方式实现，一般较少采用。

本项目K72+910—K74+540段爬坡路段共设2条路线比选方案。方案一通过较平缓的坡面进行回头展线；方案二通过冲沟展线达到降低高程的目的。方案一、方案二如图5、图6所示，对比情况如表3所示。

图5 K72+910—K74+540段路线方案一

图6 K72+910—K74+540段路线方案二

表3 K72+910—K74+540段方案对比表

通过对比，方案二路线长度短，总工程量较小，造价较低，且回头曲线前后路线距离较远，施工养护难度较低；但是经过现场调查，此冲沟中地质为中、强风化泥岩，且地形破碎，落石严重，推荐采用地质状况良好且纵坡较平缓的方案一。

本项目K62+110—K63+650段爬坡路段共设2条路线比选方案。方案一通过3个回头曲线在较平缓且无冲沟的坡面展线；方案二先沿着山腰的斜坡爬坡，再通过自然地形接到垭口位置。方案一、方案二如图7、图8所示，对比情况如表4所示。

图7 K62+110—K63+650段路线方案一

图8 K62+110—K63+650段路线方案二

表4 K62+110—K63+650段方案对比表

通过对比分析可知，方案二平纵指标较高，行车平顺，但是沿山腰斜坡段对周围地形破坏严重，挖方工程量大，且与一条现有爬坡农村公路（纵坡较大）形成平面交叉，公路功能重复，故推荐路线方案一。

5 结语

山区越岭公路路线设计的考虑因素与技术难点较多，故在设计过程中，我们需要通过安全、环境、指标、经济、功能等多个方面，对多个路线方案进行综合比选与深入研究，选择合理的垭口位置、过岭高程及垭口两侧展线方式，从而找到最优方案，将设计工作精益求精。