山區(qū)公路路線方案優(yōu)化設(shè)計(jì)要點(diǎn)

焦占武， 柏正云， 代茂華

（1.天津?yàn)I海新區(qū)高速公路投資發(fā)展有限公司，天津 300457；2.天津市市政工程設(shè)計(jì)研究院，天津 300392）

山區(qū)公路地形起伏較大，地質(zhì)條件復(fù)雜，地質(zhì)災(zāi)害較多，選線技術(shù)難度大，需要考慮的影響因素眾多。公路設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)公路功能、使用任務(wù)及其在公路網(wǎng)中的作用，綜合考慮鐵路、水路、航空、管道等多種運(yùn)輸方式以及公路同城鎮(zhèn)、農(nóng)田規(guī)劃的關(guān)系，貫徹綜合交通發(fā)展要求，合理論證并確定路線走向[1]。路線方案應(yīng)在選定走廊帶與主要控制點(diǎn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行總體布局與設(shè)計(jì)，對可行的路線方案進(jìn)行比選，對運(yùn)營安全、工程造價(jià)、自然環(huán)境、社會經(jīng)濟(jì)效益等有明顯影響時(shí)，應(yīng)進(jìn)行同等深度的技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證。路線設(shè)計(jì)必須執(zhí)行環(huán)境保護(hù)和合理利用土地資源的基本國策，減少對沿線生態(tài)環(huán)境的影響并通過采取相應(yīng)措施提高公路環(huán)境質(zhì)量[2]。本文以G350線倉山—中江段公路改建工程為背景，在規(guī)范要求的基礎(chǔ)上對路線方案進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)并分析、總結(jié)、歸納出山區(qū)公路路線方案優(yōu)化設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

1 工程概況

G350線倉山—中江段公路改建工程路線大體為南北走向，全長66.032 km。主線公路等級為一級，K0+000～K47+000段設(shè)計(jì)速度60 km/h，路基寬度23 m。K47+000～K66+032.188段設(shè)計(jì)速度80 km/h，路基寬度30 m。

2 山區(qū)公路選線需考慮的關(guān)鍵要素

1）地質(zhì)情況。主要工程地質(zhì)問題為深路塹邊坡開挖后的穩(wěn)定性及風(fēng)化巖層的剝落等，存在填土、軟弱土、風(fēng)化巖等對路基不良的特殊性巖土。

2）平縱指標(biāo)及均衡性。

3）通行能力、服務(wù)水平及行車安全性。

4）用地情況及對周邊環(huán)境和地下管線的影響。

5）造價(jià)。

3 路線方案優(yōu)化分析

3.1 總體線路優(yōu)化

1）騎龍鄉(xiāng)—倉山鎮(zhèn)段（K0+000～K9+400）。穿越倉山鎮(zhèn)規(guī)劃區(qū)、騎龍鄉(xiāng)鄉(xiāng)鎮(zhèn)區(qū)并跨成南高速公路，初步設(shè)計(jì)階段布設(shè)了從規(guī)劃區(qū)穿越的推薦線和沿既有G350布置的比較線。見圖1。

圖1 K0+000～K9+400段路線方案比較

比較線的軟基較推薦線多，就地形、地質(zhì)條件而言推薦線方案更優(yōu)；推薦線平縱指標(biāo)總體較比較線高，指標(biāo)均衡性較好；比較線靠近城區(qū)，過境交通與城區(qū)交通組織的干擾相對較大，而推薦線位于規(guī)劃區(qū)北側(cè)，與倉山鎮(zhèn)規(guī)劃一級公路走向吻合，與規(guī)劃區(qū)未來發(fā)展的支撐作用一致；推薦線征地面積43.478 hm2，比較線征地面積45.175 hm2；推薦線跨越成南高速公路處，成南高速公路為路基，兩側(cè)為山體且為直線段，比較線跨越成南高速公路處，成南高速公路為跨既有G350線橋梁，兩側(cè)為山體且為“S形”曲線段；推薦線和管道不發(fā)生交叉，路線與管道不存在干擾問題。比較線同管道發(fā)生6處交叉，共計(jì)2 150 m拆遷長度，存在較大干擾；推薦線避開倉山老城區(qū)，比較線有3.1 km沿既有G350布置，與城區(qū)交通干擾較大；從功能性考慮，緩解過境交通對城區(qū)的壓力，促進(jìn)區(qū)域交通的快速流通，推薦線方案優(yōu)于比較線方案；推薦線造價(jià)53 863萬元，比較線造價(jià)67 104萬元。

經(jīng)綜合分析，從地質(zhì)情況、平縱指標(biāo)、服務(wù)水平、公路用地等角度推薦線方案更優(yōu)。

2）會龍鎮(zhèn)段（K14+900～K19+500）。穿越會龍鎮(zhèn)規(guī)劃區(qū)、會龍水庫、達(dá)成鐵路影響區(qū)，初步設(shè)計(jì)階段布設(shè)了從規(guī)劃區(qū)北側(cè)穿越的推薦線和南側(cè)靠近達(dá)成鐵路布置的比較線。見圖2。

圖2 K14+900～K19+500段路線方案比較

比較線跨越會龍鎮(zhèn)東側(cè)溝谷水田區(qū)，地質(zhì)條件較推薦線差，排水、防護(hù)工程數(shù)量較推薦線大；推薦線平縱指標(biāo)總體較初設(shè)比較線高，指標(biāo)均衡性較好；比較線靠近會龍水庫、會龍小學(xué)和達(dá)成鐵路，過境交通與城區(qū)交通組織的干擾相對較大，推薦線位于規(guī)劃區(qū)北側(cè)，對會龍鎮(zhèn)來發(fā)展的支撐作用一致；比較線新增占地面積較推薦線多0.753 hm2；比較線拆遷電力設(shè)施較推薦線多，推薦線與管道均不發(fā)生交叉，不存在干擾問題，比較線同管道發(fā)生4處交叉，拆遷長度2 800 m，存在較大干擾；推薦線避開會龍水庫影響區(qū)，比較線有500 m沿會龍水庫邊緣布設(shè)，對會龍水庫水體環(huán)境影響較大，比較線緊鄰會龍小學(xué)，對小學(xué)影響較大；推薦線為遠(yuǎn)期發(fā)展預(yù)留空間，比較線緊靠達(dá)成鐵路，對規(guī)劃園區(qū)的銜接優(yōu)于比較線；比較線造價(jià)比推薦線高6 139萬元。

經(jīng)綜合分析，從地質(zhì)情況、服務(wù)水平、公路用地、造價(jià)等角度推薦線方案更優(yōu)。

3）會龍鎮(zhèn)—廣福鎮(zhèn)段（K21+600～K23+400）。S106路段沿線有大量民宅及相交村路，為解決村民出行，施工圖設(shè)計(jì)階段提出了路線優(yōu)化方案。見圖3。

圖3 K21+600～K23+400段路線方案優(yōu)化

兩方案視距均滿足要求，在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)上，路線盡可能地做到了行車安全要求的各項(xiàng)指標(biāo)，但初設(shè)線占用現(xiàn)狀S106，中央分隔帶封閉，兩側(cè)居民容易直接穿行公路，影響行車安全，需借助較多簡易立交，繞行較大距離前往對向車道且沿線交叉口較多，匯入車輛對主線干擾大，存在較大安全隱患；施設(shè)方案位于S106西側(cè)，保留S106現(xiàn)狀路，通過較少的簡易立交，集中解決周邊居民出行需求，共設(shè)交叉口2處，保證了通行能力，提高了服務(wù)水平。施設(shè)方案征地面積8.793 hm2，拆遷面積4 156.4 m2；初設(shè)線征地面積 9.087 hm2，拆遷面積17 766.6 m2。

經(jīng)綜合分析，從行車安全性、通行能力、服務(wù)水平、公路用地、造價(jià)角度施設(shè)方案更優(yōu)。

3.2 局部路線優(yōu)化

1）蔣家灣大橋段（K25+200～K25+900）。初設(shè)路線共15跨，橋長450 m，施設(shè)將線位向北移100 m，橋跨縮短為8跨，橋長240 m，工程規(guī)模大大減少，節(jié)約造價(jià)約295萬元。見圖4。

圖4 K25+200～K25+900段路線方案優(yōu)化

2）繼光鎮(zhèn)芳草村西段（K39+200～K40+600）。初設(shè)路線占用大量基本農(nóng)田且是高填深挖路基，施設(shè)將線位向西移50 m，少占基本農(nóng)田1.827 hm2，減少填方129 898 m3、挖方21 914 m3。見圖5。

圖5 K39+200～K40+600段路線方案優(yōu)化

3）三口堰大橋段（K59+300～K59+800）。初設(shè)路線占用現(xiàn)狀道路120 m，施設(shè)對該處線位東移20 m，調(diào)整線位避讓了現(xiàn)狀道路，減少改路長度230 m，節(jié)約造價(jià)約14萬元。見圖6。

圖6 K59+300～K59+800段路線方案優(yōu)化

4）廣福鎮(zhèn)郪江段（K28+200～K29+000）。初設(shè)線位靠近郪江，需設(shè)置浸水擋土墻收坡，路基風(fēng)險(xiǎn)較大，橋梁段線位跨越一級水源保護(hù)范圍，該保護(hù)范圍為廠鎮(zhèn)用取水井；施設(shè)線位向北側(cè)偏移30 m，采用普通擋墻，保留了現(xiàn)狀路作為區(qū)間通行路，節(jié)約工程造價(jià)，保證路基的穩(wěn)定性，避開一級水源保護(hù)區(qū)。見圖7。

圖7 K28+200～K29+000段路線方案優(yōu)化

5）繼光水庫南側(cè)段（K41+000～K41+400）。初設(shè)線位于現(xiàn)狀陡坡段，高差近40 m，坡率約1∶2，為高陡路基，易形成滑坡，穩(wěn)定性較差，如采取支擋或反壓護(hù)坡措施，工程量較大；施設(shè)將線位向北偏移40 m，避開陡坡的影響，提高路基穩(wěn)定性，工程風(fēng)險(xiǎn)大大降低，工程量大大減小。見圖8。

圖8 K28+200～K29+000段路線方案優(yōu)化

4 路線方案優(yōu)化設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1）由總體到局部逐步優(yōu)化?？傮w路線優(yōu)化重點(diǎn)結(jié)合城鎮(zhèn)規(guī)劃、功能需求，綜合考慮環(huán)境保護(hù)、征地拆遷、服務(wù)水平、造價(jià)等因素，確定總體路線方案，之后再在總體路線方案的基礎(chǔ)上逐步對局部路線方案進(jìn)行細(xì)部優(yōu)化[3]。

2）注重地形選線。充分利用山區(qū)地形地貌，進(jìn)行路線布設(shè)，通過局部路線方案的優(yōu)化，減小填挖方量，盡量達(dá)到填挖平衡。合理選擇橋梁跨越的位置，盡量減小橋梁規(guī)模。

3）注重地質(zhì)選線。山區(qū)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，地質(zhì)災(zāi)害較多，在路線布設(shè)時(shí)應(yīng)注重地質(zhì)因素，盡量避開軟基段、陡坡段，滑坡段等地質(zhì)脆弱環(huán)境。對于沿河段，也要經(jīng)比選后確定最終方案，沿河段若設(shè)置擋土墻，投資較高且存在安全隱患，盡量避免[4]。

4）注重環(huán)保設(shè)計(jì)，盡量減小對水系環(huán)境的影響，避開水源、文物等保護(hù)區(qū)。要深入現(xiàn)場加強(qiáng)水源保護(hù)區(qū)、文物保護(hù)區(qū)等現(xiàn)場調(diào)查，本項(xiàng)目在初設(shè)階段選線遺漏了水源保護(hù)區(qū)的調(diào)查，若保護(hù)區(qū)范圍較大對整段線位的影響將會很大。因此這也是路線優(yōu)化過程中尤其要注意的。

5）盡量避開永久基本農(nóng)田。永久基本農(nóng)田是規(guī)劃紅線，一般情況下應(yīng)盡量避免侵占。實(shí)在不可避免，應(yīng)盡量少占并需要報(bào)國務(wù)院相關(guān)管理部門履行合法審批手續(xù)。

6）注重安全設(shè)計(jì)。包括路基穩(wěn)定性、避免高陡邊坡，避免設(shè)置浸水擋土墻，減少高填路基、深挖路塹，避開滑坡、泥石流、溶洞、軟基、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害段[5]。

7）注重對社會環(huán)境及交通環(huán)境的影響。路線方案優(yōu)化遵循“靠城而不進(jìn)城，利民不擾民”的原則，以“人”為本，盡量減小對城鎮(zhèn)生產(chǎn)、生活的影響，滿足沿線民眾的出行、生活、生產(chǎn)的需求，同時(shí)為城鎮(zhèn)遠(yuǎn)期發(fā)展提供空間。

8）注重服務(wù)水平。路線方案優(yōu)化要考慮保證甚至提高服務(wù)水平，盡可能保證較大的通行能力，減小沿線交通對主線的干擾，通過增設(shè)立體交叉、合理布置平交口，利用現(xiàn)狀路或輔道等解決區(qū)間交通，提高服務(wù)水平。

5 結(jié)語

山區(qū)公路路線方案優(yōu)化是一項(xiàng)綜合性的技術(shù)工作，過程復(fù)雜，涉及影響因素較多，不同的項(xiàng)目有不同的特點(diǎn)，本文總結(jié)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)不盡完全，以期對后續(xù)同類工程的設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)和借鑒。