華州至金堆快速通道工程可行性研究分析

夏克佳

（中煤科工重慶設(shè)計研究院（集團）有限公司，重慶 400016）

1 項目概況

金堆鎮(zhèn)是陜西渭南市華州區(qū)唯一的純山區(qū)鎮(zhèn)，境內(nèi)溝壑縱橫、山巒疊嶂，是全國也是亞洲最大的鉬業(yè)基地，鉬儲量位居世界前列，被國務(wù)院授予“中國鉬業(yè)之都”稱號?？衫媒鸲焰?zhèn)鉬礦產(chǎn)業(yè)建設(shè)中國最大的鉬都礦山公園，在金堆鎮(zhèn)修建滑雪場、滑草場、休閑別墅群、洞穴賓館、高爾夫球場等一批休閑度假項目，開發(fā)金堆鎮(zhèn)豐富的旅游資源，打造以地質(zhì)展示、運動體驗、文化演藝為主題的文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)集群。

目前通往華州市區(qū)的道路，只有金堆專用線繞行華陰境內(nèi)，經(jīng)242 國道向北，行至羅敷再利用310 國道向西到達，全程約60km，耗時近2h，繞行里程約30km。因道路等級低、技術(shù)狀況差、重車碾壓嚴重，該路線交通不暢，人們出行不便，致使“四難問題”[1]（群眾日常生活出行難、工礦企業(yè)拉運建材難、礦產(chǎn)資源縱深開發(fā)難、旅游資源深度挖掘難）十分突出，經(jīng)濟和社會發(fā)展嚴重受限。因此，亟需建設(shè)一條快速通道，破解華州至金堆一線的發(fā)展難題。

經(jīng)相關(guān)分析研究，道路擬起于華州區(qū)城東，鄰近少華山景區(qū)，向南跨越小夫峪河，折向西傍山展線升坡，后折向南進入太平峪，穿越五龍山，進入石堤峪，再穿越秦嶺，沿橋峪河向南布線，在東坪村北部線路折向東，最后止于金堆鎮(zhèn)。形成一條華州至金堆的快速通道（圖1）。

圖1 項目區(qū)位圖

2 項目建設(shè)意義

（1）項目的建設(shè)拉近了華州至金堆的距離，縮短了出行時間，降低了交通運輸成本，社會經(jīng)濟效益明顯。

（2）改善沿線居民的出行條件，完善區(qū)域路網(wǎng)，打造過境出行綠色通道。

（3）整合華州區(qū)山水資源，實現(xiàn)區(qū)域旅游產(chǎn)業(yè)升級，滿足建設(shè)國家生態(tài)文明示范區(qū)以及國際化旅游城市的迫切需要。

因此，該項目的建設(shè)實施具有重要的社會、經(jīng)濟、民生及現(xiàn)實意義。

3 道路功能分析與技術(shù)標準論證

3.1 道路功能分析

（1）符合華州區(qū)城市總體規(guī)劃要求，是連接華州區(qū)與金堆鎮(zhèn)的重要干道，有利于城鎮(zhèn)的發(fā)展布局，使得城市道路特性更明顯。

（2）項目建設(shè)將現(xiàn)狀少華山景區(qū)與規(guī)劃鉬都礦山公園有效地銜接，有利于兩大景區(qū)旅游資源的整合。項目建成后，將成為一條重要的旅游景觀大道。

（3）項目建設(shè)直接服務(wù)于沿線地塊，有利于帶動沿線地方經(jīng)濟發(fā)展。

（4）經(jīng)綜合分析，該項目應(yīng)屬一條集交通、旅游、景觀，影響城鎮(zhèn)發(fā)展與空間布局等為一體的城市快速干道。

3.2 技術(shù)標準論證

（1）通過“四階段法”構(gòu)建交通需求預測模型，對交通量進行預測分析。擬建項目預測年限為建成通車后20 年，預測特征年為2019 年、2024 年、2029 年、2034 年和2038 年。交通量預測結(jié)果為：2019 年全線平均交通量為9987 輛/日（小客車，下同），2024年 為13432 輛/日，2029 年 為17435 輛/日，2034 年 為22361 輛/日，2038 年為27030 輛/日。

根據(jù)上述預測結(jié)果分析，擬建道路等級建議為城市快速路，交通功能明顯。

（2）根據(jù)項目的功能定位、地區(qū)特點、預測交通量，結(jié)合沿線的地形、地質(zhì)條件等，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟論證確定設(shè)計速度60km/h，雙向四車道。

經(jīng)上述分析論證，建議該項目的道路等級采用城市快速路[2]，雙向四車道，設(shè)計速度60km/h。

4 項目建設(shè)方案可行性研究分析

4.1 地形地貌分析

項目整體線路大致呈西北至東南走向，華州區(qū)位于北部，金堆鎮(zhèn)位于東南部，地形地勢總體北低南高，屬山嶺重丘地貌，項目需穿越秦嶺山區(qū)，通過現(xiàn)場踏勘，暫無滑坡泥石流等不良地質(zhì)現(xiàn)象，有利于道路建設(shè)。

4.2 項目建設(shè)的多種限制條件

（1）起點順接新建的310 國道。

（2）與少華山景區(qū)的有效銜接。

（3）繞避軍事管理區(qū)，需進行論證。

（4）穿越五龍山需設(shè)置長隧道。

（5）嚴格保護大鯢自然保護區(qū)，需進行論證。

（6）穿越秦嶺需設(shè)置特長隧道。

（7）與規(guī)劃金堆鉬礦公園的有效銜接。

（8）地形條件受限，設(shè)置長大縱坡路段，需進行技術(shù)經(jīng)濟安全論證。

通過上述分析，該項目建設(shè)條件復雜，需進行多方案比選，確保技術(shù)方案經(jīng)濟合理、安全環(huán)保。

4.3 項目方案比選

4.3.1 總體路線比選

項目起于華州城區(qū)，終點位于金堆鎮(zhèn)規(guī)劃鉬都礦山公園景區(qū)，擬定路線走向大致分為東線、中線、西線三個比選方案（圖2）。

圖2 總體路線比選圖

東線方案（比選）：線路擬起于少華山景區(qū)大門現(xiàn)狀道路，然后向南沿小夫峪現(xiàn)狀道路（少華山景區(qū)道路）布線，穿越秦嶺，終點順接金堆鎮(zhèn)北部寺坪村現(xiàn)狀道路（金堆專用線道路）。該方案穿越少華山景區(qū)，路線全長約22km，全線挖方巨大，幾乎全部為隧道，為保證隧道最大縱坡不超過3%，可在線路起點設(shè)置大型高架橋，克服高差，雖然該方案線路長度最短，項目建設(shè)總投資約55 億元，但項目建設(shè)對景區(qū)環(huán)境影響大，不能很好地實現(xiàn)本項目功能。因此，東線方案技術(shù)經(jīng)濟不合理。

中線方案（推薦）：線路擬起于在建的環(huán)山大道，向南跨越小夫峪河后，路線折向西傍山展線升坡，先后跨越小泉溝、白石溝、喬泉溝、缸子溝、龍?zhí)端畮?，再向西跨越三道自然溝谷后，折向南進入太平峪，避開軍事管理區(qū)，穿越五龍山設(shè)置的長隧道后，進入石堤峪的車灣村，線路沿石堤峪向南，在康坪村處穿越秦嶺設(shè)置特長隧道，隧道出口位于蜈蚣臺，后沿橋峪河向南布線，在東坪村北部線路折向東，終點接規(guī)劃金堆鉬礦公園道路。全線新建道路長約30km，總投資約37 億元。中線方案基本實現(xiàn)了項目的各項功能，線路平縱技術(shù)標準能基本滿足設(shè)計速度60km/h 的城市快速路要求，技術(shù)可行，經(jīng)濟相對合理。因此，建議中線方案為推薦方案。

西線方案（比選）：線路擬起于華州區(qū)西部的現(xiàn)狀310 國道，然后向南沿現(xiàn)狀龍山路布線，繞避軍事管理區(qū)，再向南沿現(xiàn)狀道路進入馬峪，設(shè)置特長隧道穿越秦嶺，然后線路再折向東，經(jīng)西坪村與東坪村的南部，終點接規(guī)劃金堆鉬礦公園道路。該方案新建路線全長約35km，項目總投資約70 億元，全線挖方巨大，隧道長度過長（長約25.5km），項目建設(shè)對自然環(huán)境影響大。因此，西線方案技術(shù)經(jīng)濟不合理，且路線繞行距離較遠。

經(jīng)綜合技術(shù)經(jīng)濟比選，中線方案總體路線順適地形，長度較合理，穿越五龍山與秦嶺，隧道布置合理，既較好地實現(xiàn)了快速交通功能，又有利于沿線服務(wù)功能。因此，推薦中線方案。

推薦的中線方案全長約30km，工程總投資約37 億元，道路等級為城市快速路，設(shè)計速度60km/h，全線主要控制點為五龍山隧道（隧道長度2730m，屬于長隧道）、秦嶺隧道（隧道長度4450m，屬于特長隧道）。

4.3.2 重點路段方案研究比選

經(jīng)分析，該項目重點路段主要有：道路起點段方案比選、五龍山隧道、長大縱坡路段、秦嶺隧道、穿越華州大鯢水生野生動物省級自然保護區(qū)路段、道路終點段1.5km 高填方與高架橋方案比選。

（1）道路起點段方案比選

關(guān)于項目起點位于華州城區(qū)何處，結(jié)合城市規(guī)劃、土地開發(fā)、交通規(guī)劃及城市現(xiàn)狀等要求，進行了相應(yīng)的論證工作（圖3）。

圖3 道路起點段方案比選圖

原規(guī)劃方案：線路起點考慮在華州城區(qū)中部，鄰近太平峪入口，順接新建的310 國道，為克服高差，進行平面螺旋展線。起點段全長約6.1km，共設(shè)3 處平曲線，圓曲線半徑分別為310m、384m、485m，緩和曲線長度50m，平面線形較差，對城市規(guī)劃用地建設(shè)與城市環(huán)境影響巨大。共設(shè)有3 處橋梁，橋梁規(guī)模巨大，橋梁工程投資約13 億元，橋墩高度多集中在100～160m，橋梁總長約4.8km。該方案技術(shù)經(jīng)濟不合理。

優(yōu)化方案（推薦）：線路起點考慮在華州城區(qū)東部，鄰近少華山景區(qū)，順接新建的310 國道，為克服高差，線路傍山展線升坡，先后跨越小泉溝、白石溝、喬泉溝、缸子溝、龍?zhí)端畮臁Ｆ瘘c段全長約5.8km，共設(shè)5 處平曲線，圓曲線半徑分別為320m、600m、600m、600m、800m，緩和曲線長度50m，平面線形較好。共設(shè)有8處橋梁，每處橋梁規(guī)模不大，橋梁工程投資約2 億元，橋墩高度多集中在20～50m，橋梁總長約1.6km。優(yōu)化后的方案既很好地服務(wù)于城市交通，又有利于城市地塊開發(fā)，對城市規(guī)劃的影響較小，且臨近少華山景區(qū)，有利于帶動景區(qū)旅游與資源開發(fā)，技術(shù)經(jīng)濟比較合理。

（2）五龍山隧道（長隧道）

五龍山隧道為該項目重要控制性工程，路線進入太平峪，必須穿越五龍山，才能進入石堤峪。既要保證整體路線的順適，合理控制隧道長度，又要避讓軍事管理區(qū)，需征求軍事管理部門的意見，進行合理避讓，盡可能減少項目實施對軍事管理區(qū)的影響。受設(shè)計標高、地形地貌、避讓軍事管理區(qū)等多種條件限制，五龍山隧道僅進出口平面線形，設(shè)置圓曲線半徑600m，緩和曲線50m，其余段為直線。受設(shè)計標高控制，隧道縱斷面為單向坡，縱坡度坡長為2.95%/2730m（規(guī)范規(guī)定長隧道及特長隧道縱坡度不大于3%[3]），基本已接近規(guī)范規(guī)定極限，可通過合理的隧道通風排煙設(shè)計解決。五龍山隧道采用分離式獨立雙洞，單洞兩車道，隧道內(nèi)單向通行，隧道內(nèi)標準路幅寬度為8m。綜上所述，采用合理的隧道斷面，盡可能減少隧道長度，在保證技術(shù)可行、行車安全的前提下，合理控制隧道投資。

（3）長大縱坡路段[4]

五龍山長隧道與秦嶺特長隧道之間，有一段長約8km 的路段，平面線形較好，但受現(xiàn)狀各種條件限制，該路段道路平均縱坡度約5%，無展線空間，且考慮對自然生態(tài)的保護，故采用階梯型縱坡6%/400m+3%/150m，克服高差。長大縱坡路段，特別是下坡路段，車速過快容易引發(fā)安全事故。為保證行車安全，設(shè)置相關(guān)安全警示標志；在下坡路段設(shè)置減速振蕩帶提醒駕駛?cè)藛T，并強制減速；在合適的位置設(shè)置避險車道，幫助駕駛?cè)藛T在緊急情況下強行制動。

（4）秦嶺隧道（特長隧道[4]）

秦嶺為該項目必須穿越的區(qū)域，秦嶺隧道是該項目最為重要的控制性工程，在保證行車安全，整體路線順適的前提下，盡可能減小隧道長度，合理控制工程投資，便于后期施工，是本段設(shè)計的重難點。經(jīng)過多次紙上作業(yè)與現(xiàn)場實地踏勘，僅隧道進出口平面線形，設(shè)置圓曲線半徑600m，緩和曲線50m，其余段為直線。受設(shè)計標高控制，隧道縱斷面為單向坡，縱坡度坡長為2.95%/4450m（規(guī)范規(guī)定長隧道及特長隧道縱坡度不大于3%），基本已接近規(guī)范規(guī)定極限，亦可通過合理的隧道通風排煙設(shè)計解決。采用分離式獨立雙洞，單洞兩車道，隧道內(nèi)單向通行，隧道內(nèi)標準路幅寬度為8m。

根據(jù)“小洞門、大綠化”的洞口設(shè)計理念，隧道洞口的邊仰坡均采用植樹種草等生態(tài)防護型式，洞頂截水溝兩側(cè)種天然矮灌木和植草遮掩，以減少人工痕跡的影響。

考慮到隧道線路長，后期地質(zhì)條件變化大，可對隧道襯砌結(jié)構(gòu)做加強設(shè)計，且隧道全段可采用仰拱結(jié)構(gòu)的形式。隧道施工可采用臺階法，從進出口兩端同時掘進施工，縮短建設(shè)工期。隧道施工采用“信息法施工，動態(tài)設(shè)計”。除施工單位自身的監(jiān)測外，要求獨立第三方進行隧道監(jiān)控量測、超前地質(zhì)預報。隧道監(jiān)測除隧道內(nèi)項目外，還要進行隧道邊仰坡穩(wěn)定性監(jiān)測、基坑穩(wěn)定性監(jiān)測，隧道周邊建構(gòu)筑物的裂縫、變形、傾斜、爆破振速監(jiān)測。

（5）穿越華州大鯢水生野生動物省級自然保護區(qū)路段

該項目穿越華州大鯢水生野生動物省級自然保護區(qū)路段，分為核心區(qū)、緩沖區(qū)、實驗區(qū)[5]。需編制對該自然保護區(qū)生態(tài)影響專題論證報告，保證在采取各項生態(tài)保護措施的情況下，對該自然保護區(qū)不產(chǎn)生明顯不利的影響，同時將報告報請政府相關(guān)職能部門審批。

建設(shè)期生態(tài)保護措施：在項目建設(shè)過程中，與地方環(huán)保、保護區(qū)管理部門加強聯(lián)系，共同協(xié)調(diào)開展各項工作。盡可能減少對生態(tài)環(huán)境的干擾，建立相應(yīng)的應(yīng)急預案等管理措施。細化并落實水污染、大氣污染、固廢污染、噪聲污染防治措施等。

運營期生態(tài)保護措施：加強與交通管理部門的溝通協(xié)調(diào)，可利用交通管理措施，在進出自然保護區(qū)、隧道口等處，采取禁鳴、限行、限速等措施，降低交通噪聲。合理設(shè)置環(huán)保宣傳牌標，加強環(huán)保宣傳措施；建立生態(tài)監(jiān)測觀測站，加強環(huán)保措施的落實。加強運營期的安全管理，防止意外事故發(fā)生，建立相應(yīng)的應(yīng)急預案，重視應(yīng)急預案的演練與總結(jié)工作。

嚴格加強工程設(shè)計、施工和運營階段的生態(tài)保護工作，落實各項生態(tài)保護措施；加強該項目建設(shè)運營期的監(jiān)測與管控，將項目建設(shè)對自然保護區(qū)的影響降至最低。

（6）道路終點段1.5km 高填方路基與高架橋方案比選

受鉬礦開采區(qū)、尾礦區(qū)征地標高的限制，結(jié)合金堆鎮(zhèn)現(xiàn)狀地貌與鉬都礦山公園景區(qū)規(guī)劃，對道路終點段1.5km 路基進行2 個方案比選。

高填方路基（推薦）：填方量約530 萬方，一方面可解決鉬礦區(qū)大量廢礦渣的堆放問題，不必再新征其它用地，減少對環(huán)境的破壞影響；另一方面利用廢礦渣作為路堤填料，大大減少土石方外運成本，降低工程投資約3.2 億元，且有利于與規(guī)劃鉬都礦山公園景區(qū)的統(tǒng)一規(guī)劃打造。工業(yè)廢渣用于路堤填筑時，必須符合國家現(xiàn)行環(huán)境保護的有關(guān)規(guī)定，嚴禁采用含有有害物質(zhì)的工業(yè)廢渣作為路堤填料[6]，使用鉬礦區(qū)的廢礦渣填筑路堤時，應(yīng)通過專項研究論證與相關(guān)試驗論證，并經(jīng)相關(guān)主管部門批準，方可使用。高填方路基方案技術(shù)經(jīng)濟較合理。

高架橋（比選）：1.5km 的高架橋路段，橋墩高度15～70m，橋梁工程投資約2 億元，工程投資大，橋梁大型的永久性混凝土結(jié)構(gòu)物與自然生態(tài)環(huán)境不協(xié)調(diào)，不利于與規(guī)劃鉬都礦山公園景區(qū)的有效銜接和統(tǒng)一規(guī)劃打造。高架橋方案技術(shù)經(jīng)濟與環(huán)境均不合理。

5 結(jié)語

該項目線路長，規(guī)模大，途經(jīng)沿線控制限制條件較多，技術(shù)較復雜，項目前期研究工作涉及較多的政府職能部門、軍事管理部門等，各專業(yè)設(shè)計人員較多，大型建設(shè)項目的設(shè)計需要整體協(xié)調(diào)與合理管控。通過該項目的前期研究工作與項目經(jīng)驗總結(jié)，可得出如下結(jié)論：

（1）項目的實施直接拉近了華州與金堆的距離，縮短了出行時間，減少了交通運輸成本，同時整合了相關(guān)資源，社會經(jīng)濟效益明顯，項目的建設(shè)很有必要；

（2）充分發(fā)揮項目團隊的集體智慧，積極吸取來自各方面的合理建議，對外積極溝通建設(shè)單位、地方政府相關(guān)部門、相關(guān)利益方等，針對疑難問題多層次、多方案地深入研究比選，重視重大、復雜技術(shù)問題的專項論證、審查與相關(guān)協(xié)調(diào)工作，保證技術(shù)方案的安全可行、經(jīng)濟合理；

（3）雖然項目沿線建設(shè)條件復雜，受限因素較多，但通過大量的前期研究論證工作，從工程技術(shù)經(jīng)濟的角度分析，該項目的技術(shù)是可行的，且具有合理經(jīng)濟性；

（4）項目建設(shè)應(yīng)實現(xiàn)較高站位，重視分析項目建設(shè)近遠期的影響意義，為遠期的城鎮(zhèn)發(fā)展、重點項目的規(guī)劃布局等預留空間。