平原微丘区高速公路总体和路线设计

中交第一公路勘察设计研究院有限公司，陕西 西安 710075

1 工程概况

青兰高速莱芜至泰安段改扩建工程位于济南市莱芜区和泰安市，全线共设置大桥1792.00m/7座，中桥166.04m/2座，小桥95.00m/5座，分离式立交15511.24m/16座；通道2343.36m/36座，天桥872.00m/8座，互通区主线桥8074.20m/20座，涵洞15道。设互通立交8座，其中枢纽互通3座；服务区2处（扩建泰山服务区，新增莱芜西服务区）、养护工区1处、应急中心1处、监控通信分中心1处（与钢城西互通合并设置）、收费站5处（新建3处，改建2处）。

2 项目特点

（1）区域路网密集，注重道路衔接方案设计。青兰高速泰安至聊城段项目通过区域内路网密集，分布有众多的国道、省道、县乡道路。

（2）沿线土地资源珍贵，应注重节约土地资源。该项目区为平原微丘区，区内土地资源多为耕地。

（3）路线跨多处河道，环境保护要求较高。该项目先后跨越牟汶河、赢汶河等河流，对环境保护设计要求高。

（4）项目沿线控制因素多、协调工作量大。该项目沿线区域分布有高压线、电厂铁路、瓦日铁路、军用光缆、电缆，还有粮食功能区、饮用水库等区域，且路线先后跨越大汶河水系多条河流，并与多处国省道及县、乡道路，规划道路相交叉。

3 项目重难点

（1）泰安至新泰高速公路原为京沪高速通道的一部分，施工期间保持双向四车道通行，交通组织复杂、难度大。

（2）泰新高速建成时间较早，经过20多年的发展，目前这些交叉道路部分已建至青兰高速边缘，部分成为断头路，部分净空净宽不满足规划要求。该项目改扩建设计需要解决既能合理控制工程造价，又能有效解决地方需求的问题。

（3）原泰新高速设计为了保证通道的通行净空，许多通道采用了降低通道底高程的方法，忽视了雨季雨水的影响。该项目沿线下挖型通道积水现象普遍。

（4）跨河构造物原设计洪水位计算参数取值与现有规范、标准相差较大，防洪等级已不满足要求，需结合最新防洪评价报告对既有构造物进行升级改造。因此，要依据现行规范提出合理的拼接方案，节约工程投资[1]。

（5）既有桥梁基本为简支结构桥面连续，行车舒适性较差，现若采用连续结构与旧桥拼接，上部结构变形差异大，结构次内力增加，桥梁拼接方案需进行专题研究。

（6）项目沿线所经城镇经济发达，交通量增加迅速，在大交通量的高速公路上采用常规人工测量或车载雷达测量均很难操作[2]。

4 瓦日铁路～角峪镇段设计方案比选

（1）路线总体走向：从路线总体走向上分析，B1线方案路线最短，B、B2线方案路线次之，K线均长于各比较线。

（2）路线指标：平、纵面指标各线位基本相当，B、B1线指标相对较好。

（3）对地方的影响及土地占用情况：①K、B线位于川泰Ⅰ、Ⅱ线南侧，对远期角峪镇向南发展不产生制约作用；B1、B2线位于川泰Ⅰ、Ⅱ线北侧，对远期角峪镇向南发展具有一定的制约作用。②B线离角峪水库较近，已进入水库涵养区（水源二级保护区），对水库产生一定影响；K、B1、B2线离水库较远，对水库不产生影响。③各方案土地占用情况基本相同。

（4）对周边矿区的影响：K线、B线和B1线穿越柴庄探矿区，未侵占角峪铁矿；B2线穿越柴庄探矿区，未侵占角峪铁矿。

（5）角峪互通布设条件：K、B线位于川泰Ⅰ、Ⅱ线南侧，离高压线距离约420m；B1、B2线位于川泰Ⅰ、Ⅱ线北侧，离高压线距离约180m。K、B线互通布设条件优于B1、B2线。

（6）工程规模：B、B1线桥梁规模较大；K、B2线沿线主要为平原区，桥梁规模较小。

经综合分析，K、B2线方案路线长度均较B、B1线方案长，但跨瓦日铁路桥梁规模较小，且沿途均为平原地区，填挖方量较少，整体工程规模较小；B1、B2线位于川泰Ⅰ、Ⅱ线北侧，离角峪镇较近，拆迁民房、畜舍量较大，同时影响角峪镇今后往南发展。综合各方面因素，该段落推荐K线方案。

5 高庄光伏段设计方案比选

（1）路线总体走向：J线从高庄光伏中间穿过，N2、K线分别从高庄光伏南、北侧绕行。J线方案顺直、路线最短，K线方案路线次之，N2线最长。L线从白云石加工厂北侧绕行，需增加一段平曲线，较K线稍长，顺捷性较K线差。

（2）路线指标：K线方案平曲线最小半径为2600m，最大纵坡为3.0%；J线方案平曲线最小半径为2500m，最大纵坡为2.908%；N2线方案平曲线最小半径为2200m，最大纵坡为3.0%；L线方案平曲线最小半径为2200m（3处），最大纵坡为2.5%。K、J线指标相对较好。

（3）对高庄光伏的影响及土地占用情况、政策处理：K、N2线分别从高庄光伏北侧、南侧绕行，对高庄光伏不产生影响；J线从高庄光伏中间穿过，拆迁长度约为1.5km。L线从白云石加工厂北侧绕行，该段路线靠北侧村庄较近，对羊庄村需进行少量拆迁，对东五斗村拆迁较多。K、N2、J线分别从高庄光伏所在山体北侧、南侧、中间通过，沿线基本为山地地形，占用耕地较少；L线位于平原段，离沿线北侧村庄较近，占用村庄耕地较多。

（4）对沿线高压线的影响：K线K10～K11段与220kV莱方线局部重叠，对沿线高压线影响有限，与莲牛线线位基本不产生冲突；L、J线对沿线高压线无影响；N2线与110kV莲牛线（规划）存在交叉交角过小的情况。

（5）工程规模：K、N2线分别从高庄光伏北侧、南侧绕行，K线沿线地形平坦，桥涵规模较少；N2线在N2K9～N2K10经过山区，最大挖深为45m，之后线形沿南侧山脚敷设，路线整体起伏较大，填挖方量、桥涵规模较大。

经综合分析，高庄光伏厂不同意J线方案；N2方案沿南侧山体布线，路线起伏较大，深路堑、高填方路段较多，边坡防护等工程规模将大幅增加；L方案虽然避开南侧山地，降低了原地面高，能够减少填挖方工程量、降低工程规模，但路线靠北侧村庄较近，政策处理及占用耕地较多；由于此段K线所处山地较平缓，因此下一步可以通过抬高纵断面进行优化设计，减少土方工程量。经与220kV莲牛线建设单位对接，K线方案与莲牛线线位不产生冲突，对220kV莱方线（已建）影响有限。综合各方面因素，此段落推荐K线方案。

6 西红埠岭村～石棚村段设计方案比选

（1）路线总体走向：K线从已开挖孟山子山中间穿过；M线从孟山子山北侧绕行，路线长度基本一致；C线为避绕尾矿库坝及高挖方地形，线形扭曲，顺捷性差。

（2）路线指标：K线方案平曲线最小半径为2200m，最大纵坡为2.6%；M线方案平曲线最小半径为2200m，最大纵坡为2.4%。平、纵面指标两线位相差不多，M线从孟山子山北侧绕行，纵断面较平缓。C线方案平曲线最小半径为1000m，最大纵坡为2.3%，平面线形指标低。

（3）对莱芜电厂尾矿库的影响：K线从孟山子山穿过，位于莱芜电厂尾矿库北侧，路线已满足莱芜电厂要求（开挖距离为主坝坝脚120m、副坝坝脚50m）；M线从孟山子山北侧绕行，已经避开了莱芜电厂尾矿库，对尾矿库不产生影响。

（4）对地方的影响及土地占用情况：K线与莱芜南外环路的最小距离约525m，对其南侧地块开发影响较小，远期对莱芜往南发展影响较小，路线沿途基本避开各主要村庄，仅在吊鼓山村南侧有局部拆迁；M线距离莱芜市南外环路较近，对南外环路南侧地块开发影响较大，远期对莱芜市往南发展影响较大，路线横穿吊鼓山居民楼，需拆迁商品房约5幢，同时横穿南十里河村，需拆迁的民房较多，政策处理工作量较大；C线位于山区段，对附近村庄不产生影响。

（5）工程规模：K线需从孟山子山穿过，路线起伏较大，填挖方量、桥梁规模较大；M线从孟山子山北侧绕行，路线较平坦，填挖方量、桥梁规模较小。

经综合分析，M线离莱芜市南外环路较近，对莱芜市往南发展影响较大，同时需拆迁商品房约5幢、南十里河村大量民房，政策处理难度大；C线采用平面绕行方案，进一步远离了尾矿库，降低了最大填挖高度，减少了土方工程量，但受限于地形条件，平面上设置了R=1000m、R=1500m平曲线两处，不能满足中分带停车视距210m的要求，且线形扭曲，对行车安全非常不利。综合各方面因素，该段落推荐K线方案。

7 结束语

总体设计和路线设计是高速公路勘察设计的基础。在路线定线时，要立足实际，以科学的设计思想与设计原则为指导，协调高速公路勘察设计。科学完善的高速公路总体设计和路线设计方案能够有效保证后续施工的顺利开展，提高高速公路建设质量，降低施工成本。