黎霍高速公路太岳山段路線方案研究

吳 瓊

（山西省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院，山西 太原 030012）

黎城至霍州高速公路是國(guó)家高速公路網(wǎng)G2211長(zhǎng)治至延安聯(lián)絡(luò)線的重要組成部分，同時(shí)也是山西省“三縱十二橫十二環(huán)”規(guī)劃中第九橫中的重要組成部分。對(duì)形成國(guó)家高速公路運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)、促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展、幫助沿線革命老區(qū)脫貧致富、提高國(guó)防應(yīng)急等方面有重要意義。黎霍高速必須穿越太岳山，由于該段地形地質(zhì)情況復(fù)雜，加之煤炭資源豐富，采空區(qū)分布較多，且受水環(huán)境影響，路線方案選取十分困難，是整個(gè)項(xiàng)目路線方案研究的重點(diǎn)。

1 制約因素

黎霍高速公路路線總體呈東西走向，以隧道形式穿越太岳山脈，路線途經(jīng)藏煤區(qū)和霍泉水域，終點(diǎn)與大運(yùn)高速公路辛莊樞紐相接。本項(xiàng)目路線走向的主要控制因素為壓覆現(xiàn)有煤炭資源、周邊路線水環(huán)境影響、太岳山的特長(zhǎng)隧道、互通立交等問(wèn)題。針對(duì)復(fù)雜的路線局部工程設(shè)計(jì)方案，應(yīng)遵循4方面的設(shè)計(jì)原則，綜合考慮項(xiàng)目適應(yīng)地形、環(huán)保設(shè)計(jì)、安全設(shè)計(jì)、合理降低造價(jià)的設(shè)計(jì)理念并結(jié)合本段的制約因素進(jìn)行方案研究[1]。

2 工可方案回顧

工可階段在該段布設(shè)了A線、A1線方案，工可推薦方案為A線方案，A1線為穿越太岳山的比較方案。工可推薦方案路線走向：在好村東設(shè)靈空山互通立交，向西跨越龍頭河，設(shè)隧道至古縣下寶豐，后采用連續(xù)橋隧至古縣千佛溝，設(shè)千佛溝互通立交，之后西行以隧道群依次途經(jīng)橫嶺北、頭頭川、至廟灣，設(shè)太岳山特長(zhǎng)隧道至霍州楊家莊。

圖1 工可路線方案布置圖

A線好村—千佛溝段以隧道群通過(guò)沁源、古縣藏煤區(qū)，工程規(guī)模大，壓煤段落長(zhǎng)。而A1線方案為穿越太岳山的比較方案，工可報(bào)告認(rèn)為A1方案具有里程短、線形好；隧道總長(zhǎng)較A線短5.66 km，壓煤少，采空區(qū)短，投資省2.14億元等優(yōu)點(diǎn)。但存在太岳山隧道長(zhǎng)達(dá)17.43 km、縱坡大（1.7%）、靈空山鎮(zhèn)拆遷較大、隧道搶險(xiǎn)、救援等安全風(fēng)險(xiǎn)大、同時(shí)后期運(yùn)營(yíng)費(fèi)用較高等明顯缺點(diǎn)。故否決了A1線方案。

3 路線方案比選

通過(guò)研究工可方案報(bào)告、總結(jié)分析A線與A1線方案特點(diǎn)，指出A1線方案雖存在一些缺點(diǎn)，但路線具體走廊帶明確、相對(duì)工程規(guī)模小、走廊帶壓覆煤炭段落較短、有利于當(dāng)?shù)卦鷳B(tài)環(huán)境保護(hù)、互通服務(wù)功能提升等明顯的優(yōu)點(diǎn)，由于A1線方案隧道縱坡較大、存在大量拆遷靈空山鎮(zhèn)等問(wèn)題，對(duì)A1線進(jìn)行了局部?jī)?yōu)化形成A2線方案，并對(duì)A2線方案進(jìn)行了重點(diǎn)研究分析。

3.1 A2線方案

A2線方案比較建立在A1線方案基礎(chǔ)上，將路線布設(shè)走向改為沿柏子溝溝底方向，其中太岳山特長(zhǎng)隧道東側(cè)進(jìn)口段標(biāo)高降低57 m，隧道內(nèi)縱坡由1.7%降至1.4%；減少了對(duì)靈空山鎮(zhèn)的拆遷，同時(shí)避開(kāi)了原有通過(guò)采空區(qū)的路段；A2線取消了5座中短隧道的同時(shí)降低了橋高，路線繞避楊家莊水庫(kù)后，將隧道西側(cè)出口向北平移了約400 m。

圖2 A2線方案圖

A2線與A1路線方案對(duì)比結(jié)果：太岳山特長(zhǎng)隧道全長(zhǎng) 18.1 km，增長(zhǎng) 507 m，橋梁總長(zhǎng)增長(zhǎng)0.415 km，全線整體路段隧道總長(zhǎng)反而減少2.358 km；靈空山互通位置由好村段轉(zhuǎn)移至靈空山鎮(zhèn)，并與S323相接，路線整體設(shè)置條件和服務(wù)功能提升，改善效果明顯，但A2線離古縣水源地不足1 km，經(jīng)水環(huán)境影響評(píng)價(jià)，對(duì)水源地影響較大。

具體線位征求意見(jiàn)情況：沁源縣政府同意靈空山互通的布設(shè)位置及路線走向沿龍頭河布設(shè)；但古縣政府針對(duì)A2線方案，提出路線需遠(yuǎn)離北平水源地，并在千佛溝設(shè)互通。沿線煤企包含太岳、沁新、康偉、東瑞、西山煤電等，煤炭企業(yè)發(fā)函提出反對(duì)橫穿藏煤區(qū)的A線方案，同意A2線方案沿龍頭河布設(shè)。

3.2 A6線方案

針對(duì)水源地土壤條件差，地下水位高等問(wèn)題，路線區(qū)域易形成濕地、泥沼、洼地；所以在路線方案選線時(shí)原則上盡可能繞避會(huì)影響地下水環(huán)境的區(qū)域[2]。A6在A2路線段基礎(chǔ)上將隧道向南方向設(shè)置成曲線段，使得A6線方案盡量遠(yuǎn)離古縣水源地。經(jīng)水環(huán)境影響評(píng)價(jià)分析，布設(shè)的特長(zhǎng)隧道到古縣水源地取水點(diǎn)距離為2.0 km依然對(duì)水源地產(chǎn)生相關(guān)性影響，需進(jìn)一步研究論證。

圖3 A6線方案圖

3.3 A8線方案

根據(jù)在千佛溝地區(qū)設(shè)互通以及古縣政府的意見(jiàn)，以隧道的方式向西直接穿過(guò)太岳山，路線中間通過(guò)古縣水源地和北平水源地，但對(duì)古縣水源地影響較小。A8線以15.2 km特長(zhǎng)隧道替代了A線隧道群（5.8 km/5座）和特長(zhǎng)隧道（11.4 km/1座）的組合，雖減少了工程規(guī)模，但存在壓煤面積過(guò)大的問(wèn)題。

圖4 A8線方案圖

3.4 A9線與A10線方案

A9線是繞避藏煤區(qū)走向繼續(xù)向西的解決方案，此方案縱斷面升坡，并在古縣大南坪區(qū)域南側(cè)設(shè)立千佛溝互通；路線向西經(jīng)古縣城市和北平水源地，向西北展線穿越太岳山脈并到達(dá)霍州楊家莊段。A9線路線方案兼顧考慮了保護(hù)地下水環(huán)境、煤炭資源壓覆、互通功能性服務(wù)等3個(gè)方面，地方政府意向明確的同時(shí)工程規(guī)模優(yōu)勢(shì)明顯。因A9方案里程較長(zhǎng)的因素，特提出了設(shè)立曲線連續(xù)隧道安全通過(guò)太岳山段的A10路線方案。

圖5 A9、A10線方案布置圖

A 10線與A9線方案相比：

a）A10方案路線長(zhǎng)度較A9線減短1.3 km，其中太岳山隧道長(zhǎng)度15.07 km，縱坡2%；

b）A10線路段以隧道形式下穿熱流河區(qū)域，隧道拱頂將出露河底的同時(shí)河底標(biāo)高與設(shè)計(jì)高僅差12 m，存在安全隱患并對(duì)河道產(chǎn)生影響。

3.5 A6+A9線方案

綜合考慮前述方案基礎(chǔ)上，提出了A6+A9方案：與項(xiàng)目沿線政府、沿線煤炭企業(yè)再次就A6+A9方案征求意見(jiàn)，并與A線同等進(jìn)行了壓覆資源評(píng)估影響評(píng)價(jià)。

圖6 A6+A9線方案布置圖

3.5.1 專項(xiàng)評(píng)價(jià)情況——壓覆資源評(píng)價(jià)

根據(jù)評(píng)估報(bào)告，對(duì)應(yīng)比選段落。

表1 A線、A6+A9線壓覆資源情況一覽表

根據(jù)評(píng)估報(bào)告：

a）A6+A9線壓煤段比A線少5.5 km，且壓覆資源量較工可A線少1 360萬(wàn)t；

b）A6+A9線涉及企業(yè)少、易協(xié)調(diào)，采空區(qū)短，地下瓦斯影響小；

c）A6+A9線壓煤路段大多位于柏子河道，因分布村莊、河道、公共設(shè)施等需設(shè)保安煤柱，該段煤炭資源開(kāi)采的經(jīng)濟(jì)效益低?？傮w評(píng)價(jià)，A6+A9線對(duì)煤炭資源影響相對(duì)較小。

3.5.2 工可A線、A6+A9線方案工程規(guī)模比較

工可A線、A6+A9線方案工程數(shù)量對(duì)比見(jiàn)表2。

表2 工可A線、A6+A9線主要工程數(shù)量比較表

與A線方案相比，A6+A9線方案

a）優(yōu)點(diǎn) （a）對(duì)水源地影響小，壓煤少且影響小，符合沿線政府和企業(yè)的意向；（b）互通設(shè)置條件好，服務(wù)功能優(yōu)，后期運(yùn)營(yíng)費(fèi)用低；（c）隧道較A線短5.9 km，采空區(qū)處置較A線短6.0 km，建設(shè)條件好，總體工程造價(jià)低。

b）缺點(diǎn) （a）路線長(zhǎng)度較 A線長(zhǎng) 2.2 km；（b）占地較A線多237畝。

3.5.3 與規(guī)劃路網(wǎng)銜接情況（規(guī)劃的古縣至翼城高速公路）

根據(jù)2013年8月發(fā)布的《山西省高速公路網(wǎng)規(guī)劃調(diào)整方案》，規(guī)劃新增古縣至翼城高速公路與本項(xiàng)目相接。若按原工可A線方案規(guī)劃接點(diǎn)區(qū)域?yàn)闃蛩砻芗?，無(wú)法設(shè)置連接樞紐；A6+A9線在該段可利用地形設(shè)置約3 km路基段，接線條件有利。經(jīng)與古縣至翼城高速的工可編制單位溝通、研究，并初步征求古縣政府意見(jiàn)，擬利用有限地形條件，擬將接線樞紐的各匝道與出入互通組合，在本項(xiàng)目中實(shí)施建設(shè)；待古縣至翼城高速建設(shè)開(kāi)通后，中斷該處出入功能（僅服務(wù)于古縣管理處），由古翼高速南側(cè)最近的出入互通負(fù)責(zé)該區(qū)域的出行。

方案比選是一個(gè)篩選論證的科學(xué)辯證過(guò)程，在比選過(guò)程中對(duì)方案分清主次并歸類(lèi)排序[3]。經(jīng)多個(gè)方案比選分析，A6+A9線綜合方案兼顧考慮分析了煤炭資源壓覆問(wèn)題、地下水環(huán)境資源保護(hù)問(wèn)題、設(shè)立互通服務(wù)性功能等3個(gè)方面，方案與規(guī)劃路網(wǎng)銜接關(guān)系條件良好，地方政府意向明確并且路線工程規(guī)模優(yōu)勢(shì)明顯。本項(xiàng)目太岳山路段的推薦方案擬定為A6+A9線方案。

4 結(jié)語(yǔ)

山區(qū)高速公路復(fù)雜路線方案受實(shí)際地形、地質(zhì)條件、工程造價(jià)、環(huán)境保護(hù)、壓覆資源、規(guī)劃路網(wǎng)銜接等多方面因素制約[3]。本項(xiàng)目路線方案選擇統(tǒng)籌兼顧、協(xié)調(diào)規(guī)劃并綜合各方因素進(jìn)行比選論證，并以特定專項(xiàng)評(píng)估明確方案優(yōu)劣，逐步優(yōu)化設(shè)計(jì)問(wèn)題，最終取得項(xiàng)目綜合性的最佳方案。