山区高速公路路线设计思路及选线方法研究

段俊亮

摘要 文章对目前我国山区高速公路设计工作主要存在的问题，譬如地质条件复杂、影响因素繁杂展开分析，同时结合具体工程实例，简单介绍公路路线设计思路，提出高速公路路线选线要点，能够确保该山区高速公路安全运行，显著减少公路内部的安全隐患，提升山区高速公路的建设质量，旨在为类似项目提供借鉴与参考。

关键词 山区高速公路;路线设计;选线方法

中图分类号 U412.366 文献标识码 A 文章编号 2096-8949（2022）05-0031-03

0 引言

不同于普通环境下的工程建设，山区高速公路往往需要面对复杂的生态环境，且地质灾害往往比较普遍。因此这就需要设计人员能够结合建设地地形地势、水文地质，并秉承环保理念，对边坡工程做出相应的要求[1]。山区高速公路的路线设计应当综合考虑经济性、环保性、科学性等指标，密切联系相关规范的技术要求。因此，对山区高速公路路线设计的研究具有显著现实意义。

1 工程概况

三峡翻坝江北高速公路位于湖北省宜昌市夷陵区境内，项目起于太平溪新港，终点与沪蓉高速宜巴段相接，全长35.245 km，双向四车道，全线设计速度80 km/h，路基宽度24.5 m。该项目是三峡翻坝运输体系的重要组成部分，是连接太平溪港与沪蓉高速唯一的高速通道，公路路线的设置受到规划路线地形变化、耕地林场、江河湖泊等的影响，控制因素多，地形条件复杂，桥隧比高，工程规模大，施工条件差，环保景观要求严格。

2 路线设计原则

结合该项目的地理位置、地形地貌、水文地质和服务功能等因素，在满足规范要求的前提下，应灵活掌握平纵面设计标准，尽可能减少对农田的占用，同时控制房屋拆迁量，达到便捷群众、保护环境的要求;借助地质勘探明确建设沿线地质条件，掌握当地水系、道路等的分布，在与当地主管部门进行充分沟通后选择最佳的线形布置及断面形式，合理设置构筑物，将路基填挖高度控制在合理的范围内;尽可能提升平纵面线形的流畅性，并维持工程建设与既有自然环境之间的协调统一;在有限的工程造价下，提升高速公路的综合效益，并改善其服务质量，充分发挥“经济、安全、环保”的原则。

2.1 充分考虑项目功能和作用

在布置路线时应当考虑到当地路网建设及未来規划，注重路线的连接，尤其需要关注村落、港口、城镇等之间的路线设置[2]。对于路网中的重点城镇、景区位置，可考虑设置路线交叉，提升对地区经济发展、文化交流的促进作用，突出高速公路的社会意义。

2.2 重视公路安全

公路安全是路线设计需要考虑的重要因素，设计人员应当遵照运行速度的概念，针对公路设计中的平纵方案作出安全性评价，优化超高、坡长等指标的选取，确保工程始终处于相对可靠的状态下，能够保障车辆、行人的安全。

2.3 地质比选

地质勘察是设计工作开展的基础和依据，需要借助地质普查来规避建设沿线的不良地质因素。如有必要，可借助综合地质勘察来提升勘察效果，明确隧道、桥梁等位置的地质条件，选择与之相应的施工方案。

2.4 环保理念

高速公路建设应当尽可能减少对原有环境的破坏，首先须减少对农田的占用，避免在环境敏感地带开展工程建设，同时还要考虑到工程建设对附近居民生活的影响。在对这些因素作出全面考虑后，比对不同选址方案，确定造地还田、居民拆迁的具体方案。此外，废土处理也应纳入设计方案中，防止水土流失的发生，从设计层面上突出环境友好的理念。

2.5 水土保持

水土的保持须从地表水系、水利构筑物等因素出发，从设计上重视自然水系的保护，规避可能产生的污染问题，并保证水利构筑物功能的正常实现，强化水土保持效果。

3 路线方案的布设

该项目确定路线时以主要控制点为中心展开，密切联系当地水文地质、气候条件等因素，考虑路网当前布局及未来规划完成路线平纵面设计。从路线设计的整体视角作出要求，减少农田占用、房屋拆迁，并尽可能避开地质敏感地带，秉承环境友好理念，从源头上控制噪声、废弃等污染的产生[3]。平衡好不同路线指标之间的关系，保证工程建设与自然环境之间的和谐统一。

3.1 起点太平溪新港～路溪坪段（K0～K6）

该段路线所经区域地势起伏较大，在起点段规划有太坪溪港和江北翻坝铁路，沿线分布有高压输电线路，同时县道X206与该项目交叉。方案布设主要考虑隧道洞口选址、避让电力设施、主线收费站、超限检测站和沿线设施的布设。同时考虑该项目与港口连接线的衔接，以及该项目与规划江北翻坝铁路的协调。

3.2 路溪坪～牛溪口段（K6～K17）

该段地形复杂，路线需穿越山梁、跨越沟谷。沿线分布有高压输电线路、乐天溪小型水电站、乐天溪村水厂和原三峡大坝工程下岸溪料场。该段共布设3个路线方案，分别是K线、D线和E线。K线方案为明线方案，跨越乐天溪后尽量采用明线、线位适当走低，在下岸溪设置互通与G348宜巴公路连通;D线为高线方案、以隧道为主，跨越乐天溪后采用较为顺直的桥隧方案，在覃家台子设置互通与下莲路连通;E线为K线局部研究方案，在乐天溪至下岸溪段路线适当走高，主要考虑工程规模和平纵面指标。方案布设主要从工程规模及该项目与G348宜巴公路、三峡专用高速公路的衔接角度考虑，尽量避让沿线村庄和高压输电线路，达到线位的最优。

3.3 牛溪口～横溪段（K17～K21）

该段位于河谷地带，莲沱河河道曲折，两侧山势较陡，地方路下莲路与该项目基本平行伴行，局部路段冲沟分布较多，沿线分布有唐家坝小型水电站和水电站引水渠，是控制路线布设的制约因素。该段共布设4个方案，分别是K线、B线、H线和F线。均为沿莲沱河两岸布设的比选方案。方案布设主要从工程规模、地质情况、与地方路下莲路的干扰、环保及房屋电力拆迁等方面综合考虑。

4 路线选线方法及要点

4.1 明确地质选线要点

在此山区高速公路项目之中，结合公路选线特点能够得知，设计人员通过采用地质选线方式，可以确保公路建设成本得到更好控制。通过采用地质选线模式，并结合山区高速公路项目所在地区的地质条件，加强公路路线的优化设计，从而制定出更加完善的设计方案。同时，采取地质选线方式，可以显著降低公路项目的建设成本，确保公路工程造价得到更好控制。

在实际选线期间，要求设计人员科学确定出山区公路走廊带，由于公路所在地区的地形起伏比较大，存在较多的陡峭边坡结构，设计人员通过加强实地勘察能够得知，影响高速公路安全运行的主要因素是滑坡，通过采取绕避或者处治的方式，减小滑坡对公路建设质量产生的影响，不断提高山区高速公路建设的安全性。设计人员确定好公路路线走廊段之后，要科学制定路线设计方案，在全面了解该地区地形地貌的基础上，尽可能绕避地质条件比较复杂的区域，并且与实地的地形条件相契合，降低高速公路工程规模。

为了确保山区高速公路路线设计方案得到更好执行，设计人员还要亲自到建设场地进行勘察，并对各项勘察数据与资料进行合理的分析，并优化既有的路线选线方案，在实际优化的过程当中，要结合山区高速公路坡面特点，优化平面设计方案，尽可能避开滑坡地区，防止山区滑坡出现大面积坍塌[4]。同时，在选线的过程当中，若公路两侧沟道存在滑坡体，设计人员需要在滑坡对路线影响比较小的一面设置路线。

4.2 安全选线要点

（1）合理确定几何线性指标。结合山区地形地貌情况，科学选择几何线性指标，并根据相邻路段基数指标，以此为重要基础，采取数字仿真技术和BIM技术，针对公路行车进行有效模拟，对公路路线的纵向指标进行全面检验，从而确保高速公路车辆行驶更加舒适。

（2）优化山区高速公路路线的纵面设计方案。为了更好地避开陡峭边坡，在公路路线选线环节，若遇到连续上坡或者连续下坡，还要设计避险车道与爬坡车道，在实际设计工作之中，通常需要将爬坡车道与避险车道设计在上下坡部位，并结合山区高速公路的交通能力，进行优化计算，确保公路运行寿命符合规定标准要求，进一步提升山区高速公路的安全质量与服务水平。

4.3 环境选线

为了降低不良地质条件对公路建设的影响并减少开挖工程量，在开展整体设计时应当对建设地的地质条件予以全面的考虑，将工程建设对环境的不利影响控制在可接受的范围内。同时，参建各单位在项目全过程中也应当树立起环境保护理念，积极采用先进选线方法。同时，在选线过程中若不可避免地会对环境产生破坏，则应提前制定补偿方案，譬如可安排绿化单位在工程建设的基础上做美化处理，提升建设沿线的生态效益。一般来说，受到地质条件等的影响，山区高速公路往往需要考虑复杂因素作用，因此在选线过程中若过于追求高指标，那么就会导致工程量随之上升，工程造价也就会显著提升，同时还会提升挖填工程量，导致自然环境的破坏。因此，在确定线路时设计人员应当顺应既有地势的变化，秉承“宜曲不宜直”的原则，提升对既有地形的利用，在适应建设法规及规范的基础上，将工程与地形地貌结合在一起。

以牛溪口～横溪段（YK15+000～K20+750）为例，该段位于河谷地带，莲沱河河道曲折，两侧山势较陡，地方路下莲路与该项目基本平行伴行，局部路段冲沟分布较多，沿线分布有唐家坝小型水电站和水电站引水渠，是控制路线布设的制约因素。方案布设主要从工程规模、地质情况、与地方路下莲路的干扰及房屋电力拆迁等方面综合考虑。该段共布设4个方案，分别是K线、B线、H线和F线，如图1所示。

4.3.1 K线

K线从牛溪口为避让覃家台子至聂家口段莲沱河东侧山坡上的水电站引水渠，在该段沿莲沱河西侧的山坡布线，至聂家口后避让唐家坝水电站及其引水渠转向东北，沿莲沱河东侧山坡展线，与下莲路并行，跨越莲沱河后至横溪。对应B线、H线段路线全长4.124 km，对应F线段路线全长3.300 km。

4.3.2 B线

B线在覃家台子顺接K线，沿莲沱河布线，而后避让唐家坝水电站并设置唐家坝隧道穿越山梁，在莲沱河西侧山坡上、唐家坝水电站引水渠下方布线，至唐家坝后转向北，接上K线。路线终点BK20+598.103接K线K20+750，路线全长3.972 km，较K线短151.897 m。

4.3.3 H线

初测外业验收阶段，专家组根据现场看线情况提出：BK18+000～BK20+000段增加将主线右移设置桥梁或半路半桥的方案比选。项目组根据此意见进行了方案研究和现场踏勘，拟定了H线方案。该方案从环保角度考虑，减少深路堑、避让唐家坝水电站引水渠。路线走向与B线一致，局部路段适当走低，采用桥梁方案。路线终点HK20+596.957接K线K20+750，路线全长3.971 km，较K线短153.043 m。

4.3.4 F线

K线为了避让莲沱河东侧水电站引水渠，在覃家台子至聂家口段多次跨越莲沱河，为了减少跨越次数，提出在莲沱河东侧山坡上布线的F线。F线起点在牛溪口与K线顺接，从吴家坝跨越莲沱河后，在水电站引水渠东侧沿山腰布线，至聂家口转向东北接上K线。路线终点FK18+334.422接K线K18+300，路线全长3.334 km，较K线长34.422 m。

K方案与F方案比较而言，F线工程规模较大、与小型水电站引水渠有干扰，另外山坡上多处发育的小型泥石流对工程及后期运营存在安全隱患。所以直接采用K线方案。

K方案与B方案比较而言，由于K线沿线山势较陡，不可避免地会带来深挖路段，高边坡路段长达1 588 m，对环境的影响较大，相应的工程处置措施较B线要大。由于B线在工程规模、工程地质、与周边控制因素的协调性和环保等方面具有优势，两者比较推荐B线。

B方案与H方案比较而言，由于B线沿山腰布线，不可避免地会带来深挖路段，高边坡路段长1 177 m，对环境的影响较大，相应的工程处置措施较大;而H线采用桥梁方案，尽量规避了上述问题。因此，从环保方面比较，H线较优。虽然H线桥梁规模较大，但其尽可能避让了不良地质，大范围减少了高填深挖，拆迁少、防护排水圬工少，工程安全隐患小，在与周边控制因素的协调性和环保等方面具有优势，体现了绿色公路的建设新理念。因此，设计推荐H线。

5 结语

总体来看，山区高速公路的设计应当对综合考虑各项影响因素，从水文地质、环境友好等方面入手，优化路线选择的合理性与科学性。生态保护、自然灾害对于路线设计的影响比较显著，这就需要设计人员能够结合地勘报告，协调不同指标之间的关系，优化整体设计方案。

参考文献

[1]高璇. 山区高速公路路线设计方案分析[J]. 交通世界， 2020（10）： 68-69.

[2]蒋凯. 山区高速公路路线设计要点及应用研究[J]. 工程技术研究， 2020（19）： 197-198.

[3]董宝明. 探究山区高速公路路线设计中存在的问题[J]. 四川建材， 2021（9）： 175-176.

[4]周晓光. 山区高速公路路线设计过程中常见问题解析[J]. 工程建设与设计， 2020（2）： 65-66.