浅析大田广平至安溪官桥高速公路三明段选线思路

2022-10-30苏应寿

福建交通科技 2022年7期

■苏应寿

（福建省陆海工程科技有限公司，福州 350007）

选线应包括选择路线基本走向、选择路线走廊带、选定线位。路线方案是由路线控制点决定的；路线控制点可以是路线起、终点，必须连接的城镇、重要园区、工矿企业、综合交通枢纽，以及桥梁、隧道互通式立体交叉、公路铁路交叉等的位置；由这些控制点所决定的路线方案即称为路线基本走向。公路选线应考虑的因素很多，且变化很大，同一条件下，往往随设计人员的经验、水平与方法不同，其设计可能各异，故只能根据实践经验的总结，拟定选线中应遵循的一般规律，作为原则性条文供设计人员使用，并通过实践，不断取得经验、总结提高[1]。

本文基于选线的一般规律，根据路线起、终点，必须连接的城镇等控制点确定路线方案；选线考虑同城镇规划以及矿产资源开发的有机配合；注重工程地质调查、勘察，查清对本项目的影响程度。

1 工程概况

1.1 项目背景

大田广平至安溪官桥高速公路是《福建省高速公路规划（2016-2030 年）》中的“五横”之一——莆田至建宁高速公路的支线，连接国高网莆炎高速公路和泉南高速公路，是衔接三明、泉州两市的干线通道，也是闽西南协同发展区重要的基础设施互联互通项目。拟建的三明段（以下简称“本项目”）是大田广平至安溪官桥高速公路在三明市境内的全部待建路段，全段位于大田县境内，如图1 所示，本项目建成后，大田往三明将由现有高速公路129.3 km 缩短至99.1 km 以内，大田县及沿线乡镇将进入三明“一小时经济圈”。该项目的建设，对完善福建省高速公路网，改善区域交通条件，促进沿线地方经济社会发展和资源开发，助力巩固脱贫攻坚成果和全面实施乡村振兴战略，增强区域国防交通保障能力具有重要意义。

图1 建设项目地理位置图

1.2 建设规模和技术标准

本项目路线起于大田县广平镇栋仁村，设置广平复合式枢纽互通连接既有莆炎高速公路，向南展线经建设镇、太华镇、均溪镇，于石牌镇设置长溪枢纽互通连接既有泉南高速公路，利用泉南高速至吴山镇，设置吴山枢纽互通继续向南展线至泉州界，顺接待建的大田广平至安溪官桥高速公路泉州段。路线全长约72.511 km（其中利用泉南高速约20.888 km，新建约51.623 km），采用设计速度100 km/h、双向四车道高速公路标准建设，路基宽度26 m。

全线设置桥梁12039.7 m/27 座（其中：特大桥2935.5 m/2 座、大桥9104.2 m/25 座），隧道11773.3 m/4.5 座（其中：特长隧道8897.3 m/2.5 座、长隧道2876 m/2 座），互通式立交6 处（其中：枢纽互通3 处、一般互通3 处），服务区1 处，养护工区1 处，收费站3 处。

2 选线

2.1 选线原则

（1）必须连接的城镇应为路线基本走向的控制点。着力推进重要节点建设镇、太华镇、均溪镇（大田县城关）等乡镇便捷通高速，增强高速公路辐射能力，更好发挥高速公路对大田县经济社会发展的支撑和带动作用。

（2）路线方案比选及走廊设计应遵循以地质选线为手段的原则。沿线地质构造较为复杂，隆拗相间，断裂交错，沿线主要不良地质现象有滑坡、崩塌、岩溶、危岩、矿区老硐等，沿线特殊岩体有软弱土、高液限土、残积土等，在路线走廊选择前完成区域工程地质灾害评价和压矿评估报告，绕避矿区及地下采空区、滑坡等重大地质灾害区域。

（3）路线方案设计是公路工程设计的核心，多方案比选是路线方案设计的精髓。由于桥隧工程复杂艰巨，针对文江溪、矿区、罗丰工业区、万湖工业区等路段，进行大范围调查、研究，纸上定线与实地踏勘结合，贯彻树立全寿命周期成本理念，通过综合经济技术比选选定路线方案。

2.2 路线方案比选

2.2.1 莆炎高速至太华镇魁城村段路线方案比选

（1）起点位置论证

项目起点充分考虑与莆炎高速的合理衔接，结合沿线镇区的规划、出行习惯，分析莆炎高速可设置枢纽互通的条件，起点提出2 个位置（奇韬互通、广平互通）进行比较，如图2 所示：

图2 起点位置互通选址平面图

①奇韬互通：

如图3 所示，莆炎高速奇韬互通位于文江镇大安村北侧，莆炎高速南山顶隧道出口（K200+661）与岩峰隧道进口（K203+529）之间，明线段落长2869 m。奇韬互通为T 形互通，采用互通连接线与国道534衔接。本项目可通过改造奇韬互通为复合式枢纽互通与莆炎高速相接，拟交叉桩号K201+600，高程约356.245 m。该段平面最小半径为1600 m，互通范围内纵坡均小于2%。目前奇韬互通位于文江溪上，桥梁构造物比例高、墩高较高，互通改造难度大。本项目主要交通流是大田往三明方向，交叉位置奇韬较广平远约8.2 km，行车存在绕行。

图3 奇韬枢纽互通平面图

②广平互通：

如图4 所示，莆炎高速广平互通位于广平镇栋仁村北侧，为A 型单喇叭落地互通，连接莆炎高速与国道534，主要服务于广平镇及周边村庄。互通位于蜈蚣山隧道出口（K208+895）与际山隧道入口（K212+050）之间，明线段落长3155 m，拟交叉桩号为K210+067，高程约432.383 m。该段平面最小半径为1200 m，互通范围内纵坡均小于2%。互通范围内平纵线形条件较好，地形平缓，桥梁构造物少，改造难度较小。

图4 广平枢纽互通平面图

综合以上因素，从居民出行习惯、对矿区影响、互通改造难度等角度出发，选择广平互通作为K 线方案的起点；奇韬互通作为B 线方案的起点。

（2）路线方案比选

莆炎高速至太华镇魁城村段布设的2 个路线方案，如图5 所示，路线走向如下：

图5 莆炎高速至太华镇魁城村段平面图

①K 线方案：

起点改造广平互通为复合式枢纽互通，路线由北向南穿广平隧道（1144 m）后布设建设特大桥（1491.5 m）跨越文江溪、建设溪，经建爱村、建忠村，在建设镇布设建设互通与省道217 相连，后沿省道217 走廊展线至汤泉，建罗丰大桥后路线向南上坡至太华镇万湖村，设置太华互通与省道217相接，后路线于玉井村附近穿太华隧道（1792 m）、张地隧道（4277 m），终于魁城村附近，路线全长35.5 km。

②B 线方案：

起点改造奇韬互通为复合式枢纽互通，路线由北向南展线，经文江镇大安村，穿朱坂隧道（1550 m）至下洋村，路线继续向南展线，经琼口村、大同村，并于大同村南侧布设建设互通（设置长9.23 km 的连接线与建设镇相连）后路线往南经花桥村，布花桥特大桥跨过河流，穿龙潭隧道（543 m）至龙潭村，后路线往南经黄沙村、锦溪村、东锦村、甲魁村、西埔村，建西埔特大桥至张地铁矿附近，穿张地隧道（1270 m）至魁城村接回K 线，并在魁城村南侧设置太华互通（设置长3.25 km 的连接线与太华镇相连），路线全长30.434 km。

2 个方案从建设里程及运营里程、居民出行及对沿线经济带动性、矿区影响、技术经济合理性等方面（表1）综合比较如下：

表1 莆炎高速至魁城段路线方案比较

①建设里程及运营里程：建设里程B 线较K 线短5.066 km，B 线方案较优。运营里程方面，由于主交通流方向为三明往大田方向，K 线的运营里程为35.5 km，B 线需考虑莆炎高速广平互通至奇韬互通段里程8.266 km，K 线较B 线短3.2 km，K 线方案较优。

②居民出行及对沿线经济带动性：K 线的建设互通、太华互通均位于镇区附近，方便沿线乡镇居民出行，对地方经济带动明显。 B 线的建设互通设置于大同村山坡上，互通与建设镇之间隔着大山，高程差约200 m，互通与省道217 及镇区衔接需要通过长9.23 km 的连接线；太华互通位于魁城村南侧，与省道217 及太华镇区需通过长3.25 km 的连接线衔接，不方便沿线居民出行，由于互通与镇区两地台地高差大、地形陡峭，连接线需要克服高差盘山而建，两侧发展困难，经济带动性差。 K 线方案明显优于B 线方案。

③矿区影响：K 线影响矿区主要有铭溪石灰岩矿、苏桥煤矿、东井田煤矿、东边洋多金属矿、张地铁矿共5 处，布线时基本绕着矿区边缘展线，对苏桥煤矿、东井田煤矿的影响较小。 B 线沿线的矿区主要有大安铁矿、朱坂铅锌铜矿、文江乡琼口石墨矿、汤泉甲魁煤矿、太华铁矿锦溪褐铁矿、太华非金属矿甲魁钾长石、石英石矿、张地铁矿共7 处，其中大安铁矿区为莆炎高速已经压覆的矿山，太华铁矿锦溪褐铁矿、太华非金属矿甲魁钾长石、石英石矿两处均为正在开采的矿山，对矿区影响较大，个案赔偿金额高。从矿区方面考虑，K 线方案优于B 线方案。

④技术经济合理性：B 线起点连接莆炎高速的奇韬互通位于文江溪上，奇韬互通桥隧构造物多，桥梁跨径大，墩高较高，奇韬复合式枢纽互通改造难度非常大，改造费用高（约5.9 亿元）；K 线衔接广平互通的位置，地形条件好，桥梁构造物少，改造广平互通为复合式枢纽互通的难度较小，改造费用较低（约2.1 亿元）。B 线虽然路线里程较短，但桥隧比例高、互通连接线长，造价较K 线高。从经济性考虑，K 线方案较优。

综合以上因素，推荐采用枢纽互通改造难度较小、对沿线经济带动性好、运营里程短、工程造价低、对矿区影响较小的K 线方案。

2.2.2 万湖至泉南高速段路线方案比选

（1）泉南高速接点位置论证

本项目充分考虑与泉南高速的合理衔接，结合沿线镇区的规划、出行习惯，分析泉南高速可设置枢纽互通的条件，选择2 个位置（长溪村、小湖村）进行比较，如图6 所示：

图6 泉南高速接点位置互通选址平面图

①长溪村附近：

如图7 所示，泉南高速在石牌镇长溪村上跨国道235 交叉附近，位于上坂隧道出口（K139+378）至桃山隧道入口（K143+925），有条件接入互通的明线段落长度约2079 m，与泉南高速拟交叉桩号K140+605，高程约441.4 m。泉南高速该段平面半径为685 m 和1595 m，互通范围内纵坡不大于2%。互通于该处接入，基本避开泉南小半径的影响，接入条件较好。

图7 长溪枢纽互通平面图

②小湖村附近：

如图8 所示，泉南高速在石牌镇小湖村附近，位于小湖隧道出口（K145+574）至三阳隧道入口（K147+920）之间，段落明线长度约2346 m，拟交叉桩号为K146+700，高程约582.949 m。该段最小平面半径为1050 m，互通范围内纵坡不大于3%，泉南高速设计速度为80 km/h，该段纵坡满足规范要求。但由于主线接入角度小，互通布设较困难，且与规划的终点位置不符。本项目主要交通流是三明往泉州方向，交叉位置小湖较长溪远约6.4 km，行车存在绕行。

图8 小湖枢纽互通平面图

综合以上因素，从规划的位置、互通的接入条件及运营里程等方面考虑，选择长溪村附近作为K线方案的终点，小湖村附近作为C 线方案的终点。

（2）路线方案比选

太华万湖至泉南高速段布设2 个路线方案，如图9 所示，路线走向如下：

图9 万湖至泉南高速段平面图

①K 线方案：

路线起于太华镇万湖村附近，经桥亭头、东墘尾后穿太华隧道（1792 m），建西埔大桥，穿张地隧道（4277 m）至魁城村，穿魁城隧道（3432 m）至上太村，于良元村跨过国道235，在前坑仔附近上跨兴泉铁路桃山隧道，建均溪互通与均溪镇（大田县城关）、兴泉铁路大田火车站和国道235 衔接，于石牌镇长溪村跨过国道235 后设长溪枢纽互通与泉南高速相接，路线全长24.604 km。

②C 线方案：

路线起于太华镇万湖村附近，路线往南经面前墘、玉井村后至太华镇后山，经后垅仔后穿太华隧道（762 m）至中华村，路线沿省道217 西侧展线，穿小华隧道（1884 m）至小华村，穿仙峰隧道（824 m）至牛林埔村，经吴坑村，穿吴坑隧道（1492 m）至山坑村南侧，穿三分隔隧道（1094 m）后于中房村南侧建牙口大桥跨过兴泉铁路隧道、国道356 后设小湖枢纽与泉南高速相接，路线全长21.217 km。

2 个方案从建设里程、运营里程、居民出行及对沿线经济带动性、矿区影响、规划的符合性、技术经济合理性等方面（参见表2）综合比较如下：

表2 万湖至泉南高速段路线方案比较

①建设里程及运营里程：建设里程C 线较K 线短3.387 km，C 线方案优于K 线方案。运营里程方面，若以三明西为起点，K 线兴泉铁路火车站车辆通过均溪互通连接线至均溪互通进入本项目，而C线火车站车辆需穿城通过大田互通走泉南高速后通过小湖枢纽转换到本项目，K 线往大田火车站方向的行车里程较C 线短9.8 km，从运营里程方面考虑，K 线方案优于C 线方案。

②居民出行及对沿线经济带动性：K 线于大田西侧设置均溪互通，并通过连接线与大田县及兴泉铁路的大田火车站衔接，客、货流可快速、便捷转换，符合居民出行条件，且均溪一般互通的设置，大田北侧交通流可迅速通过本项目进行分流，大大缓解大田县内的交通压力，带动地方经济的发展，符合地方的意愿。而C 线终点仅小湖枢纽互通，无一般互通，车流需通过大田互通进行转换，大田火车站及大田北侧车流进入本项目存在绕行，且容易导致大田县城交通拥堵，对地方经济带动性差。从以上方面考虑，K 线方案明显优于C 线方案。

③矿区影响：与K 线相交叉的矿区为张地铁矿，目前已停采，仅1 处为硐采（其余均为露天开采），线路对矿区影响较小。 C 线所穿过的矿区主要为山贵崎煤矿西北角、梅林石灰岩矿东北角，对矿区的影响也较小。总体上K 线和C 线对矿区的影响均不大。

④技术经济合理性：由于C 线路线里程较K 线短，且较K 线少一处一般互通，造价较K 线低。从经济方案考虑，C 线方案优于K 线方案。

综合以上因素，虽然K 线造价较高，但符合居民出行意愿、运营里程短、连接必须服务的均溪镇（大田县城），故推荐K 线方案。

2.3 注重地质选线

（1）西埔村至魁城村段

如图10 所示，西埔至魁城路段（K29+000～K34+500）地质调查时发现，比较线西埔至张地段位于两条区域大构造之间，构造成网格状分布，矽卡岩化严重，而张地至魁城段主要为童子岩组煤系地层，并存在采空区，对拟建桥梁影响较大。结合地质调绘成果，对路线进行调整，避开平行、杂乱的地质构造带、矽卡岩化区、采空区，从而保证了路线地质稳定安全。