山区高速公路路线布设方案分析

杨韬 喻靖尧 黄亚黎

摘要 文章从分析玉龙（雄古）至维西高速公路路线布设的影响因素入手，结合沿线地形、地质及城镇规划，查明项目沿线不良地质的分布情况，归纳出该高速公路的项目特点，提出路线选线的总体思路，并从多个角度进行了路线方案比选的论述，选择切合实际、安全环保、经济可行的路线方案，希望通过文章的案例分析，对类似山区高速公路选线有一定参考价值。

关键词 高速公路；路線；方案比选

中图分类号 U412.366文献标识码 A文章编号 2096-8949（2023）09-0041-03

0 引言

山区路线布设的走廊带资源一般具有稀缺性和不可再生性，路线设计是整个公路勘察设计项目的灵魂，如何有效利用有限的走廊带资源，使项目达到贴合地形、优美流畅、安全环保、经济便捷的理想效果，是路线设计需要始终面对的核心问题。该文结合沿线地形、地质及城镇规划，查明项目沿线不良地质的分布情况，选择切合实际、安全环保、经济可行的路线方案[1]。

1 项目概况

该项目主线采用双向4车道高速公路标准设计，设计速度80 km/h、整体式路基宽度25.5 m、分离式路基宽度2×12.75 m，路线总长115.369 km，桥隧比达87.08%。路线起于丽江市玉龙县九河乡白汉场，通过白汉场枢纽立交与已建香格里拉至丽江高速公路连接，途经石头乡、石鼓镇、四兴村、黎明乡、金江镇、巨甸镇、鲁甸乡，止于迪庆州维西县永春乡南侧，顺接规划维西至叶枝高速公路。

2 路线方案布设的控制因素分析

2.1 三区三线

该项目根据“三区三线”资料，合理避让基本农田、生态红线、坝区用地、资源环境及压覆矿产等。设计中应进一步查明基本农田、生态红线、坝区用地、资源环境及压覆矿产等情况，采取有效措施避免路线分割或阻隔社区、影响生态环境，满足用地、环保、资源节约等相关要求。

2.2 沿线筑路材料与公路建设的关系

沿线石料分布广，拟建公路所需块石、片石、碎石及机扎砂料建议采用沿线一带分布的灰岩、白云质灰岩、白云岩、大理岩等。沿线石料主要以灰岩为主，除路面料外可满足工程要求。路面料用玄武岩需外购。沿线开采石料可作为块石、碎石、机扎砂料，目前均有地方道路（水泥路面、土路）相连，运输较为方便，可足量开采。钢材、沥青等外购材料可在大理、昆明等地购买。木材可从相应的建材市场采购。

2.3 路线布设原则

结合沿线地形、地质及城镇规划，查明项目沿线不良地质的分布情况，选择切合实际、安全环保和经济可行的路线方案。该项目的路线设计遵循以下原则：

（1）注重路线与沿线城镇总体规划的结合，路线布设按照“近城不进城”的原则，同时根据区域城镇总体规划和路网布局合理布设互通立交、分离立交、通道等构造物，方便沿线群众的生产和生活，促进沿线经济发展。

（2）采用大比例尺地质调绘、遥感等手段查清沿线地质灾害分布情况，在此基础上对路线方案进行优化设计，确保项目的安全性和可实施性。

（3）注重地形选线、地质选线和环境保护，尽量避免穿越不良地质路段，避免穿越自然保护区，避免与现有的水利、电力电讯设施冲突，尽量少占用良田，避绕密集居民点和电力电讯管线设施，尽量减少公路建设对环境造成的不良影响，减少工程拆迁量，以降低造价，减小工程实施难度。避免高填，尽可能不污染水源和保护生态环境。此外，路线尽量远离重要的环境敏感点，如重要的水库、水源地、生态园及其他重要的环境敏感点。

2.4 路线比较方案

比较线论述采用论述性方案及同深度方案两个部分对路线方案进行比选。线路图如图1所示。

2.4.1 论述性方案比选A2、A4线（石鼓隧道）

A3线设置7 540 m石鼓隧道，隧道较长。A3线与A2线走向基本一致。A2线隧道轴线向新华坝区靠近，路线出隧道后设桥梁横穿新华坝区（桥高60 m），占用基本农田较多，拆迁较多。A2线里程15.723 km，石鼓隧道7 720 m。A3线石鼓隧道轴线较A2线靠北，路线出隧道后，沿新华坝区山脚布设，占用基本农田较少，拆迁较小，A3线里程15.815 km，石鼓隧道7 540 m。两方案里程相近，石鼓隧道长度相近，A2线与A3总体平面指标相近，A2线横穿新华坝区，占用基本农田较多，拆迁较大。经综合比选，推荐K线方案。

A4线方案概况：A4利用地形将A3线石鼓隧道分解为6 340 m石鼓1号隧道及2 820 m石鼓2号隧道群。A4线路线右转，靠金沙江布设，利用山沟减短石鼓隧道长度，路线左转后接上A3线。A4线里程15.595 km，A3线里程14.166 km，A4线里程较A3线增加1.429 km。A4线采用15 m×40 m T梁桥横跨新华河，桥梁最大墩高75 m，施工难度大，占用基本农田较多。A3线石鼓隧道7 540 m。A4线石鼓1号隧道6 340 m，石鼓2号隧道2 820 m，隧道总长9 160 m。A4线隧道总规模大于A3线。A4线石鼓1号隧道6 340 m需设斜竖井施工通道，与A3线石鼓隧道相当。两方案相比，A4线较A3线里程长1.429 km，隧道总规模较A3线长1 620 m，占用基本农田较A3线多，经比选推荐A3线方案。

2.4.2 论述性比选K、C、C1、C2、C4线

与C、C1、C2、C4方案总体走向一致，K线起于桥边，路线沿沟谷升坡，至达鲁附近设6 410 m长隧道下穿山梁，后一路升坡至鲁甸河谷。C线方案隧道出口拉直，达鲁隧道7 200 m，接上K线。C2线方案至达鲁附近路线右偏设5 090 m达鲁隧道，路线进入鲁甸河谷三家村，沿山形展线，接上K线。C4线较K线提前升坡，路线布设于K线左侧，达鲁隧道5 900 m，于鲁甸河谷接上K线。

C线里程较K线短0.41 km，当增加桥梁2144 m，达鲁隧道长7 200 m，较长，工程量大，控制性工程达鲁隧道长，造价高，施工工期长。

C1线里程最长33.78 km，较K线增加里程3.34 km。路线绕行鲁甸河谷，增加6×180 m连续钢构跨越河谷，于C5K90+000设1×620 m斜拉桥跨越深沟，桥高270 m。桥隧较K线增加7 018 m，工程量大，且C1K82～C1K90沿鲁甸河谷布设。该段河谷地带为易崩塌地质，施工中易造成落石崩塌体，下方保通安全隐患较大。

C2线方案达鲁隧道5 060 m，里程较K线长，桥隧规模较K线多，且C2K84～C2K87以桥隧布设于鲁甸河谷。该段河谷地带为易崩塌地质，施工中易造成落石崩塌体，下方保通安全隐患较大。

C4线方案为高线位方案，里程较K线短2.47 km，桥隧较K线减少3 169 m，C4线以长隧方式穿越，受地形限制无预留规划塔城至巨甸高速高接高位置。C4线设隧道21 780 m/9座，大多为特长隧道，桥梁较少，该处为长下坡中段，隧道较多，行车为下坡中段，隧道形式不利于行车视线诱导。

K线设6 410 m达鲁隧道下穿山梁，避开鲁甸河谷不良地质段，隧道地质较好，工程量适中，预留规划塔城至巨甸高速高接高位置，造价较低。综合上述分析，推荐K线方案。

2.4.3 论述性方案比选D、D2、D3线（鲁甸隧道）

D线设8 380 m鲁甸隧道下穿山梁，隧道进口标高2 606 m，隧道内纵坡设0.5%及?1%人字坡，隧道出口标高2 586 m。D2线设8 100 m鲁甸隧道下穿山梁，隧道进口标高2 610 m，隧道内纵坡设0.5%及?1%人字坡，隧道出口标高2 595 m。D3线设7 280 m鲁甸隧道下穿山梁，隧道进口标高2 685 m，隧道内纵坡设?1.4%单向坡，隧道出口标高2 586 m。D、D2、D3三方案平纵指标相当，D、D2鲁甸隧道内均采用人字坡布设，D3鲁甸隧道采用单向坡。

D、D2、D3三方案里程相近，D线鲁甸隧道8 380 m，D2线鲁甸隧道8 100 m，D3线鲁甸隧道7 280 m，D3线鲁甸隧道最短，工期较短，造价低，后期营运费用低，经综合考虑，推荐D3线方案。

2.4.4 同深度方案比选K、A3线（上凤山隧道及石鼓隧道）

K方案与A3方案路线走向一致，对应路段K方案起于上凤山隧道（K1+775），路线下坡至冲江河，设3×330 m斜拉桥跨越冲江河，后设7 530 m隧道下穿山梁。A3方案起于上凤山，路线沿沟谷布设，跨越断裂带，避开不良地质于A3K6+240设置3 540 m上凤山隧道下穿山梁，后设3×330 m斜拉桥上跨冲江河，石鼓隧道轴线向北侧调整，避开不良地质，止于A3K25+190.537=K24+995。A3方案减短了上凤山隧道长度并减小隧道纵坡至?1.95%，石鼓大桥减小纵坡至?2%，调整石鼓隧道避开不良地质及纵坡人字坡设置，便于施工排水，对隧道通风设计明显改善。A3线里程较K线增加0.698 km，桥梁增加1 267 m，隧道减少683 m；桥隧比较K线低，造价较K线减少6 400万元。推荐A3线方案。

2.4.5 同深度方案比选K、B线（黎明大桥）

B线方案起于黎明乡BK58+000-K58+000，设直线跨越黎明河谷，后设3 610 m庄房1号隧道下穿山梁，止于BK64+370.262=K64+720。B线最小半径R=810 m，平面直标较低，两路线方案纵坡相近。总体平面指标K线优于B线。

B线方案、K线方案位于同一地貌单元内，属侵蚀、剥蚀构造高中山地貌，组成地层岩性相同，上覆第四系松散堆积层，下伏寒武系下统塔城组一段（∈1t1）片岩。跨越黎明河桥梁方案，均位于厚层块石、卵石、砂砾石土层上，后期受库水位影响亦相同。B线、K线方案沿线均未见有大型地质构造发育的迹象，未见滑坡、崩塌、泥石流、岩溶等不良地质作用，未见有特殊性岩土分布。两方案工程地质条件、水文地质条件相同，均成立。

两方案比选，B线较K线短0.35 km，两方案桥梁高度均在160 m，K線黎明大桥采用多跨连续钢构，桥墩受力较差；B线黎明大桥桥轴线为直线，设置多跨连续钢构，桥墩受力较好，推荐B线方案。

2.4.6 同深度方案比选K、C3线（达鲁隧道）

K线起于K77+400，K线设6 410 m达鲁隧道下穿山梁，止于K86+590，里程9.19 km。C3线起于C3K77+

400，C3线设3 990 m达鲁隧道下穿山梁，C3线进入鲁甸河谷，一路升坡止于C3K89+116.488=K86+590，C3线里程11.716 km，较K线增加2.53 km。K线最小半径790 m/1处，C3线最小半径970 m/1处，C3线与K线平面指标相当。K线达鲁隧道进口设计标高2 179 m，出口设计标高2 288 m，隧道采用1.7%单向坡；C3线达鲁隧道进口设计标高2 174 m，出口设计标高2 222 m，隧道采用?1.2%单向坡设计。C3线与K线纵面指标均属于缓坡，纵面指标相当。

C3比较线和对应K线段均位于侵蚀、剥蚀构造高中山地貌区，地形起伏较大，海拔高程介于2 130～3 000 m之间。地层岩性均为寒武系下统羊坡组片岩、变粒岩和泥盆系下统冉家湾组（D1r）片岩、片麻岩，属硬质岩，节理裂隙发育。上覆第四系残坡积（Q4el＋dl）粉质黏土，覆盖层厚度1～8 m。K线区域构造上处于相对稳定的塔城-巨甸褶断束内。

对比K线，C3线多次进出洞，施工叠加暴雨等造成崩塌滑坡的风险增大，施工难度增大。从平纵指标、工程地形、地质条件、工程规模、施工组织、进场及施工条件方面综合比较，推荐K线方案。

2.4.7 同深度方案比选K、D3线（鲁甸隧道）

K线设8 490 m鲁甸隧道下穿山梁，出隧道后路线沿永春乡北侧布设，止于K115+400，顺接维西至叶枝高速。D3线方案路线连续升坡至鲁甸乡西侧设6 980  m鲁甸隧道下穿山梁，路线沿永春乡北侧布设，止于D3K113+200，顺接维西至叶枝高速。

D3比较线和对应K线段均位于侵蚀、剥蚀构造高中山地貌区，在鲁甸隧道顶部为冰川地貌，组成地层岩性均为泥盆系中统光头坡组（D2g）片岩、白云岩，泥盆系上统小羊场组（D3x）片岩、白云岩夹灰岩，ηγ51花岗岩，T3c2玄武岩、T3c1细碧岩、灰岩、大理岩、T2s板岩，不良地质为岩溶，特殊性岩土为残积土。K线隧道进口段汇水面积大，花岗岩段长度1 230 m较D3线680 m长，花岗岩球状风化，囊状储水突出；花岗岩水量中等～丰富，崔依比组玄武岩、板岩、灰岩水量贫乏～中等，K、D3线工程地质条件基本一致，D3线进洞口避开花岗岩段、汇水面积相对小，总体而言，D3线略占优。

D3线较K线鲁甸隧道减短1 470 m，桥梁及隧道总规模高于K线方案；路线止点由永春乡南侧调整为永春乡北侧顺接维西至叶枝高速，路线主流向为丽江至维西主流向，行车顺畅，减少原K线绕行营运里程。减短控制性工程鲁甸隧道长度。综上所述，推荐D3线方案。

2.4.8 止点永春南D5线与永春北D3线同深度比较

D5线方案起于D3线鲁甸隧道出口D3K109+220～

D5K108+672.655，路线向南跨过拖枝河，沿拖枝河南侧布设，路线绕过永春乡，止于D5K115+252.071永春鄉南侧，顺接规划维叶高速公路A2线A2K0+000与工可止点方案基本保持一致。D5线较D3线平面指标高，两方案纵面指标相近。D5线方案较对应D3线止点方案，路线里程增加2.59 km，桥梁增加2 633.64 m，桥隧比减少0.81%。D5线和对应D3线段均位于侵蚀、剥蚀构造高中山地貌区，组成地层岩性均为泥盆系中统光头坡组（D2g）片岩、白云岩，泥盆系上统小羊场组（D3x）片岩、白云岩夹灰岩，ηγ51花岗岩，T3c2玄武岩、T3c1细碧岩、灰岩、大理岩、T2s板岩，不良地质为岩溶，特殊性岩土为残积土。D5线及D3线止点段工程地质条件基本一致。综上所述推荐D5线方案。

3 结语

鉴于公路路线的设计是一项复杂性和综合性较高的工作，每个项目所经过的地区，由于社会经济发展水平、城镇规划水平、路网规划水平、地形地质、生态环境等方面的因素，使得线路选址的选择有很大差异[2]，在设计时应该有一定的针对性，要把握好各项限制性指标，对路线进行多方案方比选，并对其进行分析和判定，就可以实现对技术标准的科学把握，灵活运用技术指标，敢于进行创新，最大程度地节约资源，并对生态环境进行保护。

参考文献

[1]吴翼虎. 基于层次分析法对山区高速公路路线设计方案评价模型的构建与研究[J]. 公路， 2021（4）： 56-61.

[2]高璇. 山区高速公路路线设计方案分析[J]. 交通世界， 2020（29）： 68-69.