試論高速公路選線技術(shù)

石天罡

摘 ?要：在高速公路項(xiàng)目建設(shè)中，路線的選擇是一項(xiàng)較為重要的工作，為確保所選的線路合理可行，需要進(jìn)行方案比選，并對(duì)選出的路線方案進(jìn)行評(píng)價(jià)。文章以項(xiàng)目實(shí)例為依托，從選線思路、路線方案選擇以及方案評(píng)價(jià)等方面，對(duì)高速公路選線關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行論述。期望通過文章的研究能夠?yàn)橥惞こ烫峁┙梃b參考。

關(guān)鍵詞：高速公路;選線;方案

中圖分類號(hào)：U412.32 ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? ? ? 文章編號(hào)：2095-2945（2020）28-0159-02

Abstract： In the construction of expressway project， the selection of route is an important work. In order to ensure the reasonable and feasible route， it is necessary to compare and select the scheme， and evaluate the selected route scheme. Based on the project examples， this paper discusses the key technologies of expressway route selection from the aspects of route selection ideas， route scheme selection and scheme evaluation. It is expected that the research in this paper can provide reference for similar projects.

Keywords： expressway; line selection; programme

近年來，我國的交通運(yùn)輸業(yè)在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的推動(dòng)下得到迅猛發(fā)展，由此使得交通量隨之大幅度增長，高速公路項(xiàng)目也在原本的基礎(chǔ)上進(jìn)一步增多。在高速公路工程項(xiàng)目建設(shè)前期，需要對(duì)路線進(jìn)行合理選擇，這是確保工程后續(xù)施工能夠順利進(jìn)行的關(guān)鍵之所在。為使線路的選擇更加合理，應(yīng)當(dāng)對(duì)相關(guān)的選線技術(shù)進(jìn)行運(yùn)用。鑒于此，下面以某高速公路項(xiàng)目實(shí)例為依托，對(duì)選線技術(shù)進(jìn)行分析探討。

1 項(xiàng)目概況

1.1 工程簡介

為滿足交通量快速增長的需要，擬新建高速公路工程項(xiàng)目，該項(xiàng)目采用的是典型的雙向四車道，按照100km/h的車速進(jìn)行設(shè)計(jì);工程的路基包括兩種形式，一種是整體式路基，寬度為25.5cm，另一種是分離式路基，寬度為12.75cm×2，該項(xiàng)目的荷載等級(jí)為公路Ⅰ級(jí)。該高速公路沿線除了經(jīng)過多個(gè)城鎮(zhèn)及河流之外，還經(jīng)過一家煤礦企業(yè)。

1.2 項(xiàng)目沿線地理?xiàng)l件

該項(xiàng)目所處的地理位置比較特殊，地形地貌相對(duì)比較復(fù)雜，溝壑縱橫交錯(cuò)分布。路線設(shè)計(jì)方案內(nèi)最高點(diǎn)的標(biāo)高為1376.8m，最低點(diǎn)的標(biāo)高為503.5m，高差為873.3m;項(xiàng)目區(qū)的整體構(gòu)造呈現(xiàn)出復(fù)雜性的特點(diǎn)，地下水的分布范圍比較廣，共分為以下幾類：孔隙水、巖溶裂隙水等，節(jié)理裂隙異常發(fā)育，由于斷層附近的節(jié)理比較密集，從而對(duì)路塹邊坡的施工建設(shè)產(chǎn)生不利影響;項(xiàng)目區(qū)內(nèi)存在的不良地質(zhì)包括巖溶、滑坡以及采空區(qū)等。

1.3 沿線經(jīng)過的敏感點(diǎn)

該高速公路項(xiàng)目的沿線經(jīng)過一個(gè)自然保護(hù)區(qū)，該保護(hù)區(qū)現(xiàn)已被評(píng)定為國家級(jí)。同時(shí)，還經(jīng)過多個(gè)飲用水水源保護(hù)地。此外，項(xiàng)目沿線上的植被基本均為人工栽培，原生的植被非常少，無國家和省級(jí)保護(hù)動(dòng)物。

2 高速公路選線中的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 選線思路

按照該高速公路項(xiàng)目的沿線特點(diǎn)，在對(duì)具體的線路進(jìn)行選擇時(shí)，應(yīng)當(dāng)遵循如下思路：

2.1.1 合理布局

高速公路的建設(shè)主要是為區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展服務(wù)，基于這一前提，在進(jìn)行選線時(shí)，應(yīng)當(dāng)以當(dāng)?shù)氐纳鐣?huì)經(jīng)濟(jì)環(huán)境作為立足點(diǎn)，確保所選的路線方案與地方的總體規(guī)劃和產(chǎn)業(yè)未來一段時(shí)期的發(fā)展規(guī)劃相符合，同時(shí)應(yīng)當(dāng)盡可能避開自然保護(hù)區(qū)和村鎮(zhèn)，以此來減少拆遷量。

2.1.2 保護(hù)自然環(huán)境

高速公路項(xiàng)目建設(shè)是一項(xiàng)利國利民的工程，由于高速公路具有沿線長等特點(diǎn)，使得工程施工會(huì)對(duì)自然環(huán)境造成影響和破壞。為實(shí)現(xiàn)人與自然和諧發(fā)展的目標(biāo)，在該項(xiàng)目的路線選擇上，要對(duì)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行靈活運(yùn)用，以此來對(duì)沿線上的自然環(huán)境進(jìn)行保護(hù)。以地形條件為依托，對(duì)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行選用，從多個(gè)方案當(dāng)中選取出最適宜的方案，做到路線與地形相適應(yīng)，控制挖方和填方高度，減少土石方量。

2.1.3 重視線路交叉

在高速公路項(xiàng)目建設(shè)施工時(shí)，需要對(duì)路基進(jìn)行開挖，為避免與其它線路發(fā)生沖突，應(yīng)當(dāng)在路線方案選擇時(shí)，對(duì)線路的交叉問題予以充分考慮?？膳c工程所在地的管線主管部門進(jìn)行溝通協(xié)調(diào)，據(jù)此，對(duì)路線交叉方案進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，從而制定出最為經(jīng)濟(jì)、合理的方案。

2.1.4 體現(xiàn)生態(tài)保護(hù)

在對(duì)該項(xiàng)目的路線方案進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)當(dāng)遵循生態(tài)選線與環(huán)境保護(hù)相結(jié)合的原則，采取行之有效的生態(tài)恢復(fù)措施，減輕項(xiàng)目建設(shè)對(duì)環(huán)境的破壞程度，從而實(shí)現(xiàn)公路與自然生態(tài)環(huán)境的和諧發(fā)展。

2.2 路線方案選擇

2.2.1 路線走向

在該項(xiàng)目路線的初始設(shè)計(jì)階段，結(jié)合項(xiàng)目特點(diǎn)，根據(jù)踏勘結(jié)果，在1：2000比例尺的地形圖上，對(duì)如下方案進(jìn)行布設(shè)，具體包括：路線起始點(diǎn)位與終點(diǎn)的銜接、涵蓋多種可能的路線比較方案、互通立交的形式以及控制路段的線路方案等等。與此同時(shí)，還應(yīng)對(duì)項(xiàng)目沿線的地質(zhì)條件、走向等進(jìn)行分析，對(duì)項(xiàng)目中橋隧的具體位置進(jìn)行合理確定。最后依據(jù)防水、綠化景觀等要求，提出該項(xiàng)目的總體設(shè)計(jì)思路。在該項(xiàng)目初步設(shè)計(jì)階段，共提出4條路線方案，各個(gè)方案分別用英文字母A-D表示，其中A方案是推薦方案，B為設(shè)計(jì)深度相同的比較方案;C、D為不同設(shè)計(jì)深度的比較方案。下文重點(diǎn)對(duì)A與B方案之間進(jìn)行比較。

2.2.2 方案比選

為對(duì)路線方案的合理性及可行性進(jìn)行論證，選取1：50000比例尺的地形圖，以踏勘資料、現(xiàn)場調(diào)查結(jié)果和各個(gè)路線方案的優(yōu)缺點(diǎn)為依據(jù)，對(duì)比選深度進(jìn)行確定，從方案中選取出具有繼續(xù)利用價(jià)值的方案，再用1：2000比例尺的地形圖進(jìn)行比選論證。為最大限度地減輕高速公路項(xiàng)目建設(shè)對(duì)沿線企業(yè)的影響以及對(duì)相關(guān)資源的占?jí)?，如煤炭，在線路經(jīng)過某煤礦時(shí)，在線位的選擇上需要綜合各種因素，如地質(zhì)、地物等等，并按照煤礦的邊界對(duì)線路進(jìn)行布設(shè)。A方案由于需要避讓煤礦，從而導(dǎo)致該路段上的工程規(guī)模及相關(guān)的工程量有所增大，提出工程規(guī)模相對(duì)較小的B方案。A和B兩個(gè)方案的走廊帶、控制點(diǎn)全部相同。但B方案需要從沿線上煤礦企業(yè)的后備井田通過，使得煤炭資源被大量壓占，并且B方案的沿線上村子非常多的村鎮(zhèn)，拆遷量較大，對(duì)當(dāng)?shù)鼐用竦纳钤斐梢欢ǖ挠绊?。而A方案不存在上述問題。同時(shí)，兩個(gè)方案都需要建設(shè)5座橋梁，A方案的橋梁總長度為2138m，B方案的橋梁總長度為3057m，由此可見，A方案的橋梁長度更短，工程造價(jià)相對(duì)較低。從行車安全性、通行能力以及對(duì)環(huán)境影響等方面看，A與B兩個(gè)方案基本上沒有差異。經(jīng)過比較，A方案的效益更高。因此，可將之作為該項(xiàng)目路線的推薦方案。

2.2.3 方案最終確定

經(jīng)過比較之后，將A方案最終確定為推薦方案，該方案的起點(diǎn)樁位號(hào)為K0+000，終點(diǎn)樁位號(hào)為K40+124.51，路線全長約為40.125km。在該路線上共計(jì)設(shè)有28個(gè)交點(diǎn)，37個(gè)變坡點(diǎn)，路線的平面具有均衡性的特點(diǎn)，縱面具有連續(xù)性的特點(diǎn)，能夠在保證交通通行能力的前提下，確保公路行車的安全性。因A方案沿線上的植被生長的十分茂盛，為最大限度地降低公路建設(shè)對(duì)自然生態(tài)環(huán)境的影響和破壞，使得局部路段的工程造價(jià)有所增大，但與環(huán)保選線的規(guī)定要求相符。最終選定A方案為該高速公路的建設(shè)方案，具體的工程量如表1所示。

2.3 選線方案的評(píng)價(jià)

2.3.1 評(píng)價(jià)方法的選擇

在高速公路線路方案的評(píng)價(jià)中，可以選用的評(píng)價(jià)方法包括AHP（層次分析法）、TOPSIS（逼近理想解的排序法）以及模糊評(píng)價(jià)法等。上述分析方法中，AHP能夠解決多目標(biāo)、多層次的問題，適用于決策結(jié)果無法進(jìn)行直接計(jì)量的場合;TOPSIS法可以進(jìn)行相對(duì)優(yōu)劣的評(píng)價(jià)。為確保高速公路項(xiàng)目選線方案評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性，決定對(duì)AHP和TOPSIS進(jìn)行聯(lián)合運(yùn)用。

2.3.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)

在對(duì)路線方案進(jìn)行評(píng)價(jià)的過程中，需要先建立合理的評(píng)價(jià)指標(biāo)，主要包括經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和技術(shù)指標(biāo)，前者可從工程造價(jià)的角度對(duì)路線方案的合理性進(jìn)行分析，后者則可從路線的增長系數(shù)、最小曲線半徑的角度。當(dāng)指標(biāo)選好之后，應(yīng)當(dāng)對(duì)指標(biāo)權(quán)重進(jìn)行確定，依據(jù)AHP的原理，可以計(jì)算出評(píng)價(jià)指標(biāo)的層次順序，據(jù)此便可確定出指標(biāo)權(quán)重，根據(jù)指標(biāo)權(quán)重，可對(duì)評(píng)價(jià)矩陣進(jìn)行建立。

2.3.3 評(píng)價(jià)結(jié)果

經(jīng)過評(píng)價(jià)之后，得出如下結(jié)論：在各個(gè)選線方案中，A方案的優(yōu)越度明顯大于其它方案。由此說明，以A方案作為該項(xiàng)目的選線方案合理、可行。此外，為有效解決單純依賴設(shè)計(jì)速度進(jìn)行選線造成的缺陷問題，可以采取如下安全設(shè)計(jì)措施：在陡坡地段設(shè)置避險(xiǎn)車道，借此來減輕失控車輛的損失，確保第三方的安全性。

3 結(jié)束語

綜上所述，高速公路項(xiàng)目建設(shè)是一項(xiàng)較為復(fù)雜且系統(tǒng)的工作，尤其是前期設(shè)計(jì)中的路線選擇，該環(huán)節(jié)直接關(guān)系到整個(gè)項(xiàng)目能否順利完成。為此，必須采取合理可行的技術(shù)措施，對(duì)路線進(jìn)行優(yōu)選，并在線路方案確定之后，通過相應(yīng)的方法進(jìn)行評(píng)價(jià)。在未來一段時(shí)期，應(yīng)當(dāng)加大對(duì)高速公路選線技術(shù)的研究力度，除對(duì)現(xiàn)有的方法進(jìn)行改進(jìn)和完善之外，還應(yīng)當(dāng)開發(fā)一些新的技術(shù)，從而更好地為高速公路項(xiàng)目建設(shè)服務(wù)。

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