山區(qū)二級公路工可路線方案設計比選研究

史亞鵬

（甘肅中昊工程設計咨詢有限公司，甘肅蘭州 730000）

0 前言

二級公路是打造市縣與鄉(xiāng)鎮(zhèn)之間重要溝通的關(guān)鍵工程，二級公路建設完善，能夠帶動鄉(xiāng)鎮(zhèn)沿線的政治、經(jīng)濟與社會的全面發(fā)展。且跟隨我國扶貧政策的不斷落實和深入，一些貧困山區(qū)逐漸建設以二級公路為主的國道與省道網(wǎng)絡架構(gòu)。而對于公路工程項目建設而言，對其進行可行性研究就是從工程多個方面來進行的綜合研究與論證，如技術(shù)標準、路線方案、社會性評價和經(jīng)濟效益等，進而以最佳的路線來作為整個道路建設項目的重要依據(jù)。另外還需要綜合對該地區(qū)的地質(zhì)條件、路網(wǎng)規(guī)劃和環(huán)境資源等內(nèi)容進行考慮，在盡量減少投資和工程規(guī)模的情況下，達到較高的社會效益和經(jīng)濟效益，也為當?shù)爻青l(xiāng)發(fā)展創(chuàng)造重要的溝通通道。

1 山區(qū)二級公路路線方案設計原則

1.1 符合土體利用和路網(wǎng)規(guī)劃要求

為了與當?shù)貐^(qū)域的經(jīng)濟發(fā)展情況相互適應，且對當?shù)匚磥戆l(fā)展方向進行計劃與規(guī)劃，地方政府需要結(jié)合自身的實際情況和當?shù)厝嗣裆a(chǎn)與生活需求，制定與其相互適應的路網(wǎng)設計方案和土體利用的規(guī)劃方案，保障所設計的公路方案在可行性研究的范圍內(nèi)。

1.2 符合公路設計規(guī)范要求

一般山區(qū)的公路建設的區(qū)域所處海拔相對較高，高差變化大，地形情況十分復雜，并且也經(jīng)常伴隨著滑坡或者塌陷等地質(zhì)災害問題。在實際施工期間，需要施工人員克服大量的連續(xù)爬坡或者是迂回盤旋所帶來的困難因素。且為了保障所建設的公路能夠滿足行車安全與舒適性，必須要對公路的技術(shù)標準進行合理確認，嚴格遵循設計規(guī)范的相關(guān)要求，這也是山區(qū)公路設計內(nèi)容的重點。

1.3 符合生態(tài)環(huán)保建設要求

建設山區(qū)公路，不可避免的要產(chǎn)生大量的土石方開挖、填筑與廢棄工程內(nèi)容，而這些工程在實施期間，對于環(huán)境造成的破壞是不可逆的。所以需要在路線設計期間，必須要滿足生態(tài)環(huán)保的理念和需求，避開生態(tài)環(huán)境的保護區(qū)域，結(jié)合當?shù)氐貏莺偷匦吻闆r對平面與縱面路線進行科學設計，減少大填大挖的工程實施，防止發(fā)生水土流失等嚴重問題，在施工中營造出人與自然和諧發(fā)展的關(guān)系氛圍。

1.4 盡量減少對房屋和資源以及農(nóng)田的占用

山區(qū)內(nèi)部一般都包含人類賴以生存的重要寶藏，內(nèi)部蘊含大量的礦產(chǎn)、農(nóng)田和森林等自然資源，無數(shù)的山村也正是依靠這些資源才逐漸發(fā)展到今天。而由于其地形十分復雜，山區(qū)內(nèi)部最為稀缺的資源還是農(nóng)用的耕地。因此在工可路線設計之前需要對當?shù)厍闆r進行詳細勘察，重點勘察當?shù)鼗巨r(nóng)田保護區(qū)域、重要的礦產(chǎn)區(qū)域和房屋聚集區(qū)域的分布狀況，在施工設計期間盡量避免占有這些資源，為當?shù)厝嗣裆畹膭?chuàng)造更好的條件。

2 項目概況及分析

某山區(qū)二級公路建設項目，整個項目全長為23km，根據(jù)等級設計分析，其屬于省道路網(wǎng)的規(guī)劃內(nèi)容，目的在于實現(xiàn)鄉(xiāng)鎮(zhèn)之間的交通和互聯(lián)。

2.1 項目技術(shù)指標

本項目位于高原向著盆地過渡的斜坡上，區(qū)域內(nèi)以高山和丘陵為主，低山為次要地形，洼地分布較為密集，石山較多，連綿成片。項目起點海拔為170m的高度，終點高程為200m，中間需要翻山越嶺，其中最高的高程為495m，相對高差為295-325m，地面的自然坡度＞20°，屬于Ⅲ類的山嶺重丘地區(qū)。

本次項目在勘察期間，考慮到具體的地形和地質(zhì)情況十分復雜，路線的布設十分困難，且為了減少對沿線大量的資源和地貌造成破壞，防止占用大面積土地和造成水土流失的問題，本次項目采取技術(shù)標準為二級公路，路基寬度為8.5m，設計速度為40km/h。

2.2 舊路概況分析

該山區(qū)項目區(qū)域內(nèi)的原有道路均為四級公路，路基寬度為6.5m，分別為縣道X909、縣道X910、鄉(xiāng)道Y019，整個路線的線型一般，個別路段為連續(xù)的回頭彎，本身具有較大的縱坡。本項目在設計公路期間必然會與高速公路形成交叉，所以在下穿的分離式橋梁兩個地點的道路設計為本項目的關(guān)鍵內(nèi)容。經(jīng)過內(nèi)部技術(shù)研究，決定將該路線分為北走和南走兩條廊帶。

2.3 山區(qū)的埡口情況分析

結(jié)合當?shù)氐貓D內(nèi)容的探討和研究，本項目區(qū)域內(nèi)，主要有三處埡口，其中在北走廊帶中，埡口1 為406m 的高程；埡口2 為415m 的高程；而南走廊帶的埡口3為255m的高程，具體控制點如表1所示。

表1 主要埡口和控制點高程統(tǒng)計

3 路線方案設計

3.1 以北走廊帶及埡口情況設計C與E線方案

（1）C 線設計方案。該方案全線經(jīng)過為越嶺線，前半段沿著舊路縣道的X909 進行布線，需要克服的高差為236m，爬坡需要10.4km 的路線長度，本路線平均的縱坡為2.27%，符合二級公路設計規(guī)范中＜5.5%的要求。后半段路線為從埡口2 到山腳平地之間設計，克服高差為215m，降坡的路線長度僅為2.3km，平縱縱坡為9.35%，不滿足設計規(guī)范要求。因此埡口1 和2 段的舊路不能將設計標高有效降低，因此需要將后半段路線在埡口1 的位置新建延展線進行下坡作業(yè)的實施，并且沿著山坡和其他的低埡口的位置逐漸將標高降低。在自然的延展線的設計下，C 線的方案到埡口2 附近的區(qū)域時，其標高已經(jīng)降低到320m，隨后再到山腳之間布設線路，僅需要克服120m的高差，平均的縱坡為5.22%，滿足設計要求。

（2）E 線設計方案。該方案全線也為越嶺線，前半段與C 線方案一致，后半段繼續(xù)沿著舊路一直布線到埡口2。但是由于埡口2 到山腳平地的高差相對較大，直線降坡的距離不夠，因此需要沿著另一側(cè)山坡進行迂回展線，逐漸降標高降低，經(jīng)過展線設計后平均縱坡為5.03%，符合設計要求。

3.2 以南走廊帶和埡口情況設計K線方案

該方案前半段為沿河線設計，路線沿著縣道X910進行布線設計，舊路路型相對良好；后半段為越嶺線，大部分可以沿著農(nóng)村的公路進行布線操作，控制埡口3 的高程為255m，克服難度不大，縱坡布設的條件相對良好，可與舊路標高進行擬合，平均縱坡為3.67%，符合設計規(guī)范要求。

3.3 路線方案的比選分析

三種布線方案的技術(shù)經(jīng)濟性對比結(jié)果分析后?？砂l(fā)現(xiàn)，北走廊帶中的C 方案采取高程相對較低的埡口1進行坡度提前降低，路線長度相比于E 方案有所減少，且平面和縱面的指標相比于E 方案更加優(yōu)秀，主要建設的工程數(shù)量和占用土地的面積更少，減少投資較低，因此在C 和E 方案之間選擇C 方案作為北走廊帶的布線方案。

南走廊帶的K 線方案對于舊路利用十分充足，跨越埡口3 的高程最低，所穿越的路線長度也最短，平面與縱面指標均比C 方案優(yōu)秀，且占地面積、工程數(shù)量和資金投入更少，因此總體上確定K 方案進行該段項目的布線方案內(nèi)容。

4 結(jié)語

綜上所述，基于上述案例分析，對于山區(qū)二級公路工可路線選擇上，需要結(jié)合當?shù)氐牡孛?、地形和舊路的實際情況來選擇適合的設計方案，爭取達到占地面積最小、工程數(shù)量最低和投資最低的建設目標，保障行車安全和舒適的基礎(chǔ)上，達到最大化的工程效益目標。