公路路線比選方案的設計要點及分析

(福建省交通規(guī)劃設計院，福州350004)

公路路線比選方案的設計要點及分析

■林磊

(福建省交通規(guī)劃設計院，福州350004)

本文以多個路線設計方案為例，從地質比選、安全性比選、環(huán)境比選、經濟性比選等幾個方面進行分析，根據各路段存在的問題，提出合理的解決方案，為今后類似的路線方案設計提供一定的借鑒意義。

公路路線比選方案路線設計路線方案選擇路線技術指標

1 引言

隨著社會經濟的不斷發(fā)展，公路工程建設越來越受到重視。在公路工程建設中科學的路線設計非常重要，一條公路的設計包含了多個方面的技術要求和技術可能，設計者除了能夠合理地選擇技術指標，提供正確的信息給駕駛者，從而確保行車的舒適與安全外；還要綜合考慮地形地質、環(huán)境保護、項目后期運營的經濟性等多項指標的要求,針對某一路段存在的問題，提出多種解決方案，供專家及上級主管部門審查、篩選，因此一條相對完善的公路設計，需要設計人員綜合考慮多方面的設計因素，合理的取舍，才能制定出最為合理、經濟的路線方案。

2 公路路線比選方案

2.1 地質比選

(1)地質情況分析

路線方案的基礎是地質調繪和外業(yè)調查。不良地質會直接影響路線方案最終的可行性，因此在路線走廊帶基本確定以后，應對路段內不良地質的分布情況進行詳細的調查(如巖溶、滑坡、采空區(qū)和軟土等)，在確定了不良地質的性質和分布情況后，應根據不良地質在確定了的所處的位置及對走廊帶的影響程度，再進行治理或平面繞行的方案比選分析。

如漳武高速公路南靖山城圖美至山城坑口段(見圖1)，該路段原本擬采用D線方案作為推薦方案，但是在項目的初步設計的外調過程中，在K10路段發(fā)現古滑坡體，為了避開滑坡體，把D線方案內移，內移后五斗山隧道的長度由原來的1.88km延長至2.9km，接近特長隧道?？紤]到滑坡體的不穩(wěn)定性，針對長隧道和滑坡體布設了路基繞行的K線方案與之比選。

(2)方案分析

圖1 南靖山城圖美至山城坑口段路線方案平面圖

K線方案的優(yōu)點在于它的工程安全性及經濟性要優(yōu)于D線,D線方案的優(yōu)勢在于對地方的干擾小，同時從路網結構分析D線路線里程更短，行車便捷，線形順暢，其新建路線里程較K線短0.469km，往漳州方向車輛無需繞行，行車里程較K線縮短了1.969km。

K線方案在滑坡體下緣基本以填方路基的形式通過，對滑坡體沒有破壞，甚至可以起到反壓互道的功能，對滑坡體的穩(wěn)定更為有利。

D線方案在滑坡體路段雖然隧道埋深48～121m(見圖2)，且隧道圍巖是以中-微風化花崗閃長巖為主(見圖3)，但是在大型滑坡體底下進行隧道施工，施工過程中引起的振動對隧道頂部滑坡體的穩(wěn)定具有一定的影響，而且滑坡體下方就是南靖縣城區(qū)域，為了保證項目工程以及周邊地區(qū)的安全，因此建議不采用D線方案，而采用對工程地質性更有利的K線方案。

圖2 五斗山隧道埋深立面圖

圖3 五斗山隧道地質剖面圖

2.2 安全性與經濟性比選

路線的安全性、經濟性是公路路線設計中最重要的二環(huán)，但是如何平衡、選擇這二者的關系，對方案的設計者提出了很高的要求。因此，布設路線時必須將安全性、經濟性作為重要參考因素，既不能為了節(jié)省工程造價，選用風險較高，不利于行車安全與構造物安全的技術指標方案；也不能盲目地追求高指標，忽視實際的地形、地物與技術標準，布設不合理的設計方案，而造成工程造價的虛高。

(1)技術指標的安全性與經濟性的比選

在路線方案的設計中，通常以長下坡的平均縱坡技術指標的方案比選，較為常見，在山區(qū)公路尤其是高等級的山區(qū)公路的長下坡的方案比選中，應根據項目的交通量及運營期間的車輛性質，制定與項目運營情況匹配的平均縱坡指標，在根據平均縱坡的允許值的范圍內，根據地形、地物的情況，布設方案進行綜合比選。如漳武高速公路南靖南坑溪仔口至船場甘芳段路線方案(見圖4)，該路段受地形所限，海拔高差較大，屬于長下坡路段。

圖4 南靖南坑溪仔口至船場甘芳段路線方案平面圖

K線方案的長下坡里程15.408km，設計高差357.025m，平均縱坡為2.3%，工程造價15.12億元。H線方案的長下坡路段里程18.367km，設計高差362.038m，平均縱坡為2.0%，工程造價20.46億元。

從長下坡路段的平均縱坡指標考慮，H線方案的行車安全性相對較高，但是K線的路線里程更為便捷、順暢，其路線里程縮短了4.783km，工程造價節(jié)省了5.34億元，經綜合比選，雖然K線方案長下坡路段的平均縱坡略高于H線方案，但是無論從工程造價、工程難易程度、帶動輻射面以及地質選線角度考慮，K線方案具有明顯的優(yōu)勢，因此最后推薦K線方案。

(2)結構物的安全性與經濟性的比選

在方案設計的過程中除了技術指標外，公路的構造物設施的安全也是非常重要的，因此根據實際的地形合理地選擇設置構造物的位置，確保構造物在項目建設及后期運營過程中的安全穩(wěn)定，也是設計者必須要考慮的問題。

如漳武高速公路南靖山城赤尾林至大丘田段路線方案(見圖5)，該路段原本擬采用隧道較短的F線方案作為推薦方案，但是在項目的初步設計的外調過程中,發(fā)現F線的龍?zhí)渡剿淼赖倪M口位于山谷的低洼處，進口洞門受到水流沖刷的影響較大，施工及運營期間，存在一定的安全隱患。

圖5 南靖山城赤尾林至大至田段路線方案平面圖

由于我省地處臺風汛期高發(fā)的地區(qū)，短時強降水頻發(fā)，為了提升高速公路隧道洞口的抵御強降雨災害的能力，省高指還專門發(fā)文要求隧道的洞口位置要盡量避開沖溝這樣的水流匯集點，以保證隧道洞門的安全，提高隧道的抗災能力，經過綜合比選，路線方案最終沒有采用工程造價相對節(jié)省的F線，而是選擇了結構安全性更好的K線。

2.3 后期運營經濟性比選

在對方案的經濟性分析中，通常會有兩種，除了常見的不同方案之間的工程造價對比外，項目建成后的運營成本也是必須要考慮的，而一條高速公路日常的運營成本與其隧道的長度有直接的關系，在方案的工程造價相差不多的情況下，應該優(yōu)先考慮采用隧道里程短或以橋代隧的方案。因此設計者在布設中、長隧道方案時，應結合地形考慮布設路基繞行或里程相對較短的隧道方案，與之進行比選，即使短隧方案不佳或方案存在其他不足，也應盡量保留，供專家及主管部門評審決策。

如漳武高速公路南靖山城東坑仔至南坑漏透尾段路線方案平面圖(見圖6)，該路段原本擬采用線形指標好，對九龍江影響小的A線方案作為推薦方案，但是考慮的項目后期運營的經濟性,在A線方案的基礎上布設了隧道里程更短的K線方案，K線方案的隧道里程比A線方案縮短了975m，橋隧總長比A線方案增長了66.5m，同時工程造價較A線方案增加了428萬元，雖然項目前期的投入略大，但是從長期運營的角度來看，短隧道的照明、通風、維護管養(yǎng)的費用大大降低。因此經過綜合比選，該路段最終推薦采用K線。

2.4 環(huán)保與經濟性比選

圖6 南靖山城東坑仔至南坑漏透尾段路線方案平面圖

公路建設應注重環(huán)境保護和景觀不被破壞，方案設計時應對項目內有特定意義的敏感點逐一核查，保證路線走廊沿線自然景觀的協調性。布設路線應遵循“隨彎就勢、標準靈活、合理優(yōu)化、保護環(huán)境”的設計原則，結合不同路段的地形特點及環(huán)保要求，采用與之對應的設計方案(如高低路堤、橋隧組合等)。

在遇到城鎮(zhèn)、古民居、景區(qū)、文物保護地等必須進行避讓的路段，如果采用路基填筑或開挖的設計方案不僅會對環(huán)境造成破壞，同時通常也不符合地方的意愿。因此如果在項目中有這樣的路段，應該提前與當地政府溝通，充分了解地方意愿，并進行相應的經濟技術分析，多利用橋梁和隧道的形式加以避讓。

如連江黃岐古石至苔菉上塘段路線方案(見圖7)。該路段原本擬以路基繞行的方式通過黃岐鎮(zhèn)的古石村，依山靠海，地勢較為陡峭，路基方案對山體破壞較大，廢棄的土石方量也較多，對環(huán)境的破壞很大，在項目的溝通過程中，發(fā)現古石村是屬于被保護的古村落，村內閩東古厝

圖7 連江黃岐古石至苔菉上塘段路線方案平面圖

建筑明潔靈秀，風貌古樸，極具觀賞價值，經過精心規(guī)劃合理布局，該村于2016年列入連江縣幸福家園創(chuàng)建村，是黃岐半島旅游的重要組成部分。因此地方建議，該路段不宜采用路基方案。為了更好地保護古石村的旅游生態(tài)，進一步完善黃岐半島沿線的旅游景觀鏈條，在綜合考慮了各方的意見后，在B線方案的基礎上，布設了隧道方案對古石村進行了避讓。

雖然K線方案的工程造價較B線方案高，但是其路線平、縱面指標好，隧道進、出口洞門的施工對古石村均沒有影響，隧道方案很好的保護了古石村的旅游生態(tài)環(huán)境，符合地方意愿，因此在該路段最終推薦采用了K線方案。

3 結語

隨著社會經濟的飛速發(fā)展，在公路設計中，會不斷有新問題、新要求、新的干擾因素出現，在同一路段內往往會出現多個需要解決的問題，這就要求設計者需要對方案進行詳細認真的分析、比較。力爭提供更多有針對性的解決方案，提交審查、決策。針對公路項目不同路段的特點，設計者結合地質比選、安全性比選、環(huán)境比選、經濟性比選進行分析，從而取得最佳的設計效果，以確保方案的合理性。同時合理地運用技術指標，除了能夠有效地保證行車安全，提高行車的舒適性，還能夠節(jié)省工程造價，降低項目后期的運營費用。

[1]湯振興,等.高速公路路線設計與沿線景觀協調性研究[J].安徽農業(yè)科學,2011.1.