平原微丘區(qū)高速公路總體和路線設計

中交第一公路勘察設計研究院有限公司，陜西 西安 710075

1 工程概況

青蘭高速萊蕪至泰安段改擴建工程位于濟南市萊蕪區(qū)和泰安市，全線共設置大橋1792.00m/7座，中橋166.04m/2座，小橋95.00m/5座，分離式立交15511.24m/16座；通道2343.36m/36座，天橋872.00m/8座，互通區(qū)主線橋8074.20m/20座，涵洞15道。設互通立交8座，其中樞紐互通3座；服務區(qū)2處（擴建泰山服務區(qū)，新增萊蕪西服務區(qū)）、養(yǎng)護工區(qū)1處、應急中心1處、監(jiān)控通信分中心1處（與鋼城西互通合并設置）、收費站5處（新建3處，改建2處）。

2 項目特點

（1）區(qū)域路網密集，注重道路銜接方案設計。青蘭高速泰安至聊城段項目通過區(qū)域內路網密集，分布有眾多的國道、省道、縣鄉(xiāng)道路。

（2）沿線土地資源珍貴，應注重節(jié)約土地資源。該項目區(qū)為平原微丘區(qū)，區(qū)內土地資源多為耕地。

（3）路線跨多處河道，環(huán)境保護要求較高。該項目先后跨越牟汶河、贏汶河等河流，對環(huán)境保護設計要求高。

（4）項目沿線控制因素多、協調工作量大。該項目沿線區(qū)域分布有高壓線、電廠鐵路、瓦日鐵路、軍用光纜、電纜，還有糧食功能區(qū)、飲用水庫等區(qū)域，且路線先后跨越大汶河水系多條河流，并與多處國省道及縣、鄉(xiāng)道路，規(guī)劃道路相交叉。

3 項目重難點

（1）泰安至新泰高速公路原為京滬高速通道的一部分，施工期間保持雙向四車道通行，交通組織復雜、難度大。

（2）泰新高速建成時間較早，經過20多年的發(fā)展，目前這些交叉道路部分已建至青蘭高速邊緣，部分成為斷頭路，部分凈空凈寬不滿足規(guī)劃要求。該項目改擴建設計需要解決既能合理控制工程造價，又能有效解決地方需求的問題。

（3）原泰新高速設計為了保證通道的通行凈空，許多通道采用了降低通道底高程的方法，忽視了雨季雨水的影響。該項目沿線下挖型通道積水現象普遍。

（4）跨河構造物原設計洪水位計算參數取值與現有規(guī)范、標準相差較大，防洪等級已不滿足要求，需結合最新防洪評價報告對既有構造物進行升級改造。因此，要依據現行規(guī)范提出合理的拼接方案，節(jié)約工程投資[1]。

（5）既有橋梁基本為簡支結構橋面連續(xù)，行車舒適性較差，現若采用連續(xù)結構與舊橋拼接，上部結構變形差異大，結構次內力增加，橋梁拼接方案需進行專題研究。

（6）項目沿線所經城鎮(zhèn)經濟發(fā)達，交通量增加迅速，在大交通量的高速公路上采用常規(guī)人工測量或車載雷達測量均很難操作[2]。

4 瓦日鐵路～角峪鎮(zhèn)段設計方案比選

（1）路線總體走向：從路線總體走向上分析，B1線方案路線最短，B、B2線方案路線次之，K線均長于各比較線。

（2）路線指標：平、縱面指標各線位基本相當，B、B1線指標相對較好。

（3）對地方的影響及土地占用情況：①K、B線位于川泰Ⅰ、Ⅱ線南側，對遠期角峪鎮(zhèn)向南發(fā)展不產生制約作用；B1、B2線位于川泰Ⅰ、Ⅱ線北側，對遠期角峪鎮(zhèn)向南發(fā)展具有一定的制約作用。②B線離角峪水庫較近，已進入水庫涵養(yǎng)區(qū)（水源二級保護區(qū)），對水庫產生一定影響；K、B1、B2線離水庫較遠，對水庫不產生影響。③各方案土地占用情況基本相同。

（4）對周邊礦區(qū)的影響：K線、B線和B1線穿越柴莊探礦區(qū)，未侵占角峪鐵礦；B2線穿越柴莊探礦區(qū)，未侵占角峪鐵礦。

（5）角峪互通布設條件：K、B線位于川泰Ⅰ、Ⅱ線南側，離高壓線距離約420m；B1、B2線位于川泰Ⅰ、Ⅱ線北側，離高壓線距離約180m。K、B線互通布設條件優(yōu)于B1、B2線。

（6）工程規(guī)模：B、B1線橋梁規(guī)模較大；K、B2線沿線主要為平原區(qū)，橋梁規(guī)模較小。

經綜合分析，K、B2線方案路線長度均較B、B1線方案長，但跨瓦日鐵路橋梁規(guī)模較小，且沿途均為平原地區(qū)，填挖方量較少，整體工程規(guī)模較小；B1、B2線位于川泰Ⅰ、Ⅱ線北側，離角峪鎮(zhèn)較近，拆遷民房、畜舍量較大，同時影響角峪鎮(zhèn)今后往南發(fā)展。綜合各方面因素，該段落推薦K線方案。

5 高莊光伏段設計方案比選

（1）路線總體走向：J線從高莊光伏中間穿過，N2、K線分別從高莊光伏南、北側繞行。J線方案順直、路線最短，K線方案路線次之，N2線最長。L線從白云石加工廠北側繞行，需增加一段平曲線，較K線稍長，順捷性較K線差。

（2）路線指標：K線方案平曲線最小半徑為2600m，最大縱坡為3.0%；J線方案平曲線最小半徑為2500m，最大縱坡為2.908%；N2線方案平曲線最小半徑為2200m，最大縱坡為3.0%；L線方案平曲線最小半徑為2200m（3處），最大縱坡為2.5%。K、J線指標相對較好。

（3）對高莊光伏的影響及土地占用情況、政策處理：K、N2線分別從高莊光伏北側、南側繞行，對高莊光伏不產生影響；J線從高莊光伏中間穿過，拆遷長度約為1.5km。L線從白云石加工廠北側繞行，該段路線靠北側村莊較近，對羊莊村需進行少量拆遷，對東五斗村拆遷較多。K、N2、J線分別從高莊光伏所在山體北側、南側、中間通過，沿線基本為山地地形，占用耕地較少；L線位于平原段，離沿線北側村莊較近，占用村莊耕地較多。

（4）對沿線高壓線的影響：K線K10～K11段與220kV萊方線局部重疊，對沿線高壓線影響有限，與蓮牛線線位基本不產生沖突；L、J線對沿線高壓線無影響；N2線與110kV蓮牛線（規(guī)劃）存在交叉交角過小的情況。

（5）工程規(guī)模：K、N2線分別從高莊光伏北側、南側繞行，K線沿線地形平坦，橋涵規(guī)模較少；N2線在N2K9～N2K10經過山區(qū)，最大挖深為45m，之后線形沿南側山腳敷設，路線整體起伏較大，填挖方量、橋涵規(guī)模較大。

經綜合分析，高莊光伏廠不同意J線方案；N2方案沿南側山體布線，路線起伏較大，深路塹、高填方路段較多，邊坡防護等工程規(guī)模將大幅增加；L方案雖然避開南側山地，降低了原地面高，能夠減少填挖方工程量、降低工程規(guī)模，但路線靠北側村莊較近，政策處理及占用耕地較多；由于此段K線所處山地較平緩，因此下一步可以通過抬高縱斷面進行優(yōu)化設計，減少土方工程量。經與220kV蓮牛線建設單位對接，K線方案與蓮牛線線位不產生沖突，對220kV萊方線（已建）影響有限。綜合各方面因素，此段落推薦K線方案。

6 西紅埠嶺村～石棚村段設計方案比選

（1）路線總體走向：K線從已開挖孟山子山中間穿過；M線從孟山子山北側繞行，路線長度基本一致；C線為避繞尾礦庫壩及高挖方地形，線形扭曲，順捷性差。

（2）路線指標：K線方案平曲線最小半徑為2200m，最大縱坡為2.6%；M線方案平曲線最小半徑為2200m，最大縱坡為2.4%。平、縱面指標兩線位相差不多，M線從孟山子山北側繞行，縱斷面較平緩。C線方案平曲線最小半徑為1000m，最大縱坡為2.3%，平面線形指標低。

（3）對萊蕪電廠尾礦庫的影響：K線從孟山子山穿過，位于萊蕪電廠尾礦庫北側，路線已滿足萊蕪電廠要求（開挖距離為主壩壩腳120m、副壩壩腳50m）；M線從孟山子山北側繞行，已經避開了萊蕪電廠尾礦庫，對尾礦庫不產生影響。

（4）對地方的影響及土地占用情況：K線與萊蕪南外環(huán)路的最小距離約525m，對其南側地塊開發(fā)影響較小，遠期對萊蕪往南發(fā)展影響較小，路線沿途基本避開各主要村莊，僅在吊鼓山村南側有局部拆遷；M線距離萊蕪市南外環(huán)路較近，對南外環(huán)路南側地塊開發(fā)影響較大，遠期對萊蕪市往南發(fā)展影響較大，路線橫穿吊鼓山居民樓，需拆遷商品房約5幢，同時橫穿南十里河村，需拆遷的民房較多，政策處理工作量較大；C線位于山區(qū)段，對附近村莊不產生影響。

（5）工程規(guī)模：K線需從孟山子山穿過，路線起伏較大，填挖方量、橋梁規(guī)模較大；M線從孟山子山北側繞行，路線較平坦，填挖方量、橋梁規(guī)模較小。

經綜合分析，M線離萊蕪市南外環(huán)路較近，對萊蕪市往南發(fā)展影響較大，同時需拆遷商品房約5幢、南十里河村大量民房，政策處理難度大；C線采用平面繞行方案，進一步遠離了尾礦庫，降低了最大填挖高度，減少了土方工程量，但受限于地形條件，平面上設置了R=1000m、R=1500m平曲線兩處，不能滿足中分帶停車視距210m的要求，且線形扭曲，對行車安全非常不利。綜合各方面因素，該段落推薦K線方案。

7 結束語

總體設計和路線設計是高速公路勘察設計的基礎。在路線定線時，要立足實際，以科學的設計思想與設計原則為指導，協調高速公路勘察設計。科學完善的高速公路總體設計和路線設計方案能夠有效保證后續(xù)施工的順利開展，提高高速公路建設質量，降低施工成本。