淺析大田廣平至安溪官橋高速公路三明段選線思路

■蘇應壽

（福建省陸海工程科技有限公司，福州 350007）

選線應包括選擇路線基本走向、選擇路線走廊帶、選定線位。 路線方案是由路線控制點決定的；路線控制點可以是路線起、終點，必須連接的城鎮(zhèn)、重要園區(qū)、工礦企業(yè)、綜合交通樞紐，以及橋梁、隧道互通式立體交叉、公路鐵路交叉等的位置；由這些控制點所決定的路線方案即稱為路線基本走向。 公路選線應考慮的因素很多，且變化很大，同一條件下，往往隨設計人員的經(jīng)驗、水平與方法不同， 其設計可能各異， 故只能根據(jù)實踐經(jīng)驗的總結(jié)，擬定選線中應遵循的一般規(guī)律，作為原則性條文供設計人員使用，并通過實踐，不斷取得經(jīng)驗、總結(jié)提高[1]。

本文基于選線的一般規(guī)律，根據(jù)路線起、終點，必須連接的城鎮(zhèn)等控制點確定路線方案；選線考慮同城鎮(zhèn)規(guī)劃以及礦產(chǎn)資源開發(fā)的有機配合；注重工程地質(zhì)調(diào)查、勘察，查清對本項目的影響程度。

1 工程概況

1.1 項目背景

大田廣平至安溪官橋高速公路是《福建省高速公路規(guī)劃（2016-2030 年）》中的“五橫”之一——莆田至建寧高速公路的支線，連接國高網(wǎng)莆炎高速公路和泉南高速公路，是銜接三明、泉州兩市的干線通道，也是閩西南協(xié)同發(fā)展區(qū)重要的基礎設施互聯(lián)互通項目。 擬建的三明段（以下簡稱“本項目”）是大田廣平至安溪官橋高速公路在三明市境內(nèi)的全部待建路段，全段位于大田縣境內(nèi)，如圖1 所示，本項目建成后， 大田往三明將由現(xiàn)有高速公路129.3 km 縮短至99.1 km 以內(nèi)， 大田縣及沿線鄉(xiāng)鎮(zhèn)將進入三明“一小時經(jīng)濟圈”。 該項目的建設，對完善福建省高速公路網(wǎng)，改善區(qū)域交通條件，促進沿線地方經(jīng)濟社會發(fā)展和資源開發(fā)，助力鞏固脫貧攻堅成果和全面實施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略，增強區(qū)域國防交通保障能力具有重要意義。

圖1 建設項目地理位置圖

1.2 建設規(guī)模和技術標準

本項目路線起于大田縣廣平鎮(zhèn)棟仁村，設置廣平復合式樞紐互通連接既有莆炎高速公路， 向南展線經(jīng)建設鎮(zhèn)、太華鎮(zhèn)、均溪鎮(zhèn)，于石牌鎮(zhèn)設置長溪樞紐互通連接既有泉南高速公路，利用泉南高速至吳山鎮(zhèn)， 設置吳山樞紐互通繼續(xù)向南展線至泉州界， 順接待建的大田廣平至安溪官橋高速公路泉州段。 路線全長約72.511 km（其中利用泉南高速約20.888 km，新建約51.623 km），采用設計速度100 km/h、雙向四車道高速公路標準建設，路基寬度26 m。

全線設置橋梁12039.7 m/27 座（其中：特大橋2935.5 m/2 座、 大 橋9104.2 m/25 座）， 隧 道11773.3 m/4.5 座（其中：特長隧道8897.3 m/2.5 座、長隧道2876 m/2 座），互通式立交6 處（其中：樞紐互通3 處、一般互通3 處），服務區(qū)1 處，養(yǎng)護工區(qū)1 處，收費站3 處。

2 選線

2.1 選線原則

（1）必須連接的城鎮(zhèn)應為路線基本走向的控制點。 著力推進重要節(jié)點建設鎮(zhèn)、太華鎮(zhèn)、均溪鎮(zhèn)（大田縣城關）等鄉(xiāng)鎮(zhèn)便捷通高速，增強高速公路輻射能力，更好發(fā)揮高速公路對大田縣經(jīng)濟社會發(fā)展的支撐和帶動作用。

（2）路線方案比選及走廊設計應遵循以地質(zhì)選線為手段的原則。 沿線地質(zhì)構造較為復雜，隆拗相間， 斷裂交錯， 沿線主要不良地質(zhì)現(xiàn)象有滑坡、崩塌、巖溶、危巖、礦區(qū)老硐等，沿線特殊巖體有軟弱土、高液限土、殘積土等，在路線走廊選擇前完成區(qū)域工程地質(zhì)災害評價和壓礦評估報告，繞避礦區(qū)及地下采空區(qū)、滑坡等重大地質(zhì)災害區(qū)域。

（3）路線方案設計是公路工程設計的核心，多方案比選是路線方案設計的精髓。 由于橋隧工程復雜艱巨，針對文江溪、礦區(qū)、羅豐工業(yè)區(qū)、萬湖工業(yè)區(qū)等路段，進行大范圍調(diào)查、研究，紙上定線與實地踏勘結(jié)合，貫徹樹立全壽命周期成本理念，通過綜合經(jīng)濟技術比選選定路線方案。

2.2 路線方案比選

2.2.1 莆炎高速至太華鎮(zhèn)魁城村段路線方案比選

（1）起點位置論證

項目起點充分考慮與莆炎高速的合理銜接，結(jié)合沿線鎮(zhèn)區(qū)的規(guī)劃、出行習慣，分析莆炎高速可設置樞紐互通的條件，起點提出2 個位置（奇韜互通、廣平互通）進行比較，如圖2 所示：

圖2 起點位置互通選址平面圖

①奇韜互通：

如圖3 所示，莆炎高速奇韜互通位于文江鎮(zhèn)大安村北側(cè)，莆炎高速南山頂隧道出口（K200+661）與巖峰隧道進口（K203+529）之間，明線段落長2869 m。奇韜互通為T 形互通， 采用互通連接線與國道534銜接。 本項目可通過改造奇韜互通為復合式樞紐互通與莆炎高速相接，擬交叉樁號K201+600，高程約356.245 m。該段平面最小半徑為1600 m，互通范圍內(nèi)縱坡均小于2%。目前奇韜互通位于文江溪上，橋梁構造物比例高、墩高較高，互通改造難度大。 本項目主要交通流是大田往三明方向，交叉位置奇韜較廣平遠約8.2 km，行車存在繞行。

圖3 奇韜樞紐互通平面圖

②廣平互通：

如圖4 所示，莆炎高速廣平互通位于廣平鎮(zhèn)棟仁村北側(cè)，為A 型單喇叭落地互通，連接莆炎高速與國道534，主要服務于廣平鎮(zhèn)及周邊村莊?；ネㄎ挥隍隍忌剿淼莱隹?（K208+895） 與際山隧道入口（K212+050）之間，明線段落長3155 m，擬交叉樁號為K210+067，高程約432.383 m。 該段平面最小半徑為1200 m，互通范圍內(nèi)縱坡均小于2%。 互通范圍內(nèi)平縱線形條件較好，地形平緩，橋梁構造物少，改造難度較小。

圖4 廣平樞紐互通平面圖

綜合以上因素，從居民出行習慣、對礦區(qū)影響、互通改造難度等角度出發(fā)，選擇廣平互通作為K 線方案的起點；奇韜互通作為B 線方案的起點。

（2）路線方案比選

莆炎高速至太華鎮(zhèn)魁城村段布設的2 個路線方案，如圖5 所示，路線走向如下：

圖5 莆炎高速至太華鎮(zhèn)魁城村段平面圖

①K 線方案：

起點改造廣平互通為復合式樞紐互通， 路線由北向南穿廣平隧道（1144 m）后布設建設特大橋（1491.5 m）跨越文江溪、建設溪，經(jīng)建愛村、建忠村，在建設鎮(zhèn)布設建設互通與省道217 相連，后沿省道217 走廊展線至湯泉，建羅豐大橋后路線向南上坡至太華鎮(zhèn)萬湖村， 設置太華互通與省道217相接，后路線于玉井村附近穿太華隧道（1792 m）、張地隧道（4277 m），終于魁城村附近，路線全長35.5 km。

②B 線方案：

起點改造奇韜互通為復合式樞紐互通， 路線由北向南展線，經(jīng)文江鎮(zhèn)大安村，穿朱坂隧道（1550 m）至下洋村，路線繼續(xù)向南展線，經(jīng)瓊口村、大同村，并于大同村南側(cè)布設建設互通（設置長9.23 km 的連接線與建設鎮(zhèn)相連）后路線往南經(jīng)花橋村，布花橋特大橋跨過河流，穿龍?zhí)端淼溃?43 m）至龍?zhí)洞?，后路線往南經(jīng)黃沙村、錦溪村、東錦村、甲魁村、西埔村，建西埔特大橋至張地鐵礦附近，穿張地隧道（1270 m）至魁城村接回K 線，并在魁城村南側(cè)設置太華互通 （設置長3.25 km 的連接線與太華鎮(zhèn)相連），路線全長30.434 km。

2 個方案從建設里程及運營里程、 居民出行及對沿線經(jīng)濟帶動性、礦區(qū)影響、技術經(jīng)濟合理性等方面（表1）綜合比較如下：

表1 莆炎高速至魁城段路線方案比較

①建設里程及運營里程：建設里程B 線較K 線短5.066 km，B 線方案較優(yōu)。 運營里程方面，由于主交通流方向為三明往大田方向，K 線的運營里程為35.5 km，B 線需考慮莆炎高速廣平互通至奇韜互通段里程8.266 km，K 線較B 線短3.2 km，K 線方案較優(yōu)。

②居民出行及對沿線經(jīng)濟帶動性：K 線的建設互通、太華互通均位于鎮(zhèn)區(qū)附近，方便沿線鄉(xiāng)鎮(zhèn)居民出行，對地方經(jīng)濟帶動明顯。 B 線的建設互通設置于大同村山坡上，互通與建設鎮(zhèn)之間隔著大山，高程差約200 m，互通與省道217 及鎮(zhèn)區(qū)銜接需要通過長9.23 km 的連接線；太華互通位于魁城村南側(cè)，與省道217 及太華鎮(zhèn)區(qū)需通過長3.25 km 的連接線銜接，不方便沿線居民出行，由于互通與鎮(zhèn)區(qū)兩地臺地高差大、地形陡峭，連接線需要克服高差盤山而建，兩側(cè)發(fā)展困難，經(jīng)濟帶動性差。 K 線方案明顯優(yōu)于B 線方案。

③礦區(qū)影響：K 線影響礦區(qū)主要有銘溪石灰?guī)r礦、蘇橋煤礦、東井田煤礦、東邊洋多金屬礦、張地鐵礦共5 處，布線時基本繞著礦區(qū)邊緣展線，對蘇橋煤礦、東井田煤礦的影響較小。 B 線沿線的礦區(qū)主要有大安鐵礦、朱坂鉛鋅銅礦、文江鄉(xiāng)瓊口石墨礦、湯泉甲魁煤礦、太華鐵礦錦溪褐鐵礦、太華非金屬礦甲魁鉀長石、石英石礦、張地鐵礦共7 處，其中大安鐵礦區(qū)為莆炎高速已經(jīng)壓覆的礦山，太華鐵礦錦溪褐鐵礦、太華非金屬礦甲魁鉀長石、石英石礦兩處均為正在開采的礦山，對礦區(qū)影響較大，個案賠償金額高。 從礦區(qū)方面考慮，K 線方案優(yōu)于B 線方案。

④技術經(jīng)濟合理性：B 線起點連接莆炎高速的奇韜互通位于文江溪上， 奇韜互通橋隧構造物多，橋梁跨徑大，墩高較高，奇韜復合式樞紐互通改造難度非常大，改造費用高（約5.9 億元）；K 線銜接廣平互通的位置，地形條件好，橋梁構造物少，改造廣平互通為復合式樞紐互通的難度較小，改造費用較低（約2.1 億元）。B 線雖然路線里程較短，但橋隧比例高、互通連接線長，造價較K 線高。 從經(jīng)濟性考慮，K 線方案較優(yōu)。

綜合以上因素，推薦采用樞紐互通改造難度較小、對沿線經(jīng)濟帶動性好、運營里程短、工程造價低、對礦區(qū)影響較小的K 線方案。

2.2.2 萬湖至泉南高速段路線方案比選

（1）泉南高速接點位置論證

本項目充分考慮與泉南高速的合理銜接，結(jié)合沿線鎮(zhèn)區(qū)的規(guī)劃、出行習慣，分析泉南高速可設置樞紐互通的條件，選擇2 個位置（長溪村、小湖村）進行比較，如圖6 所示：

圖6 泉南高速接點位置互通選址平面圖

①長溪村附近：

如圖7 所示，泉南高速在石牌鎮(zhèn)長溪村上跨國道235 交叉附近，位于上坂隧道出口（K139+378）至桃山隧道入口（K143+925），有條件接入互通的明線段落長度約2079 m，與泉南高速擬交叉樁號K140+605， 高程約441.4 m。 泉南高速該段平面半徑為685 m 和1595 m，互通范圍內(nèi)縱坡不大于2%。互通于該處接入，基本避開泉南小半徑的影響，接入條件較好。

圖7 長溪樞紐互通平面圖

②小湖村附近：

如圖8 所示， 泉南高速在石牌鎮(zhèn)小湖村附近，位于小湖隧道出口 （K145+574） 至三陽隧道入口（K147+920）之間，段落明線長度約2346 m，擬交叉樁號為K146+700，高程約582.949 m。 該段最小平面半徑為1050 m， 互通范圍內(nèi)縱坡不大于3%，泉南高速設計速度為80 km/h， 該段縱坡滿足規(guī)范要求。 但由于主線接入角度小，互通布設較困難，且與規(guī)劃的終點位置不符。 本項目主要交通流是三明往泉州方向，交叉位置小湖較長溪遠約6.4 km，行車存在繞行。

圖8 小湖樞紐互通平面圖

綜合以上因素，從規(guī)劃的位置、互通的接入條件及運營里程等方面考慮，選擇長溪村附近作為K線方案的終點，小湖村附近作為C 線方案的終點。

（2）路線方案比選

太華萬湖至泉南高速段布設2 個路線方案，如圖9 所示，路線走向如下：

圖9 萬湖至泉南高速段平面圖

①K 線方案：

路線起于太華鎮(zhèn)萬湖村附近，經(jīng)橋亭頭、東墘尾后穿太華隧道（1792 m），建西埔大橋，穿張地隧道（4277 m）至魁城村，穿魁城隧道（3432 m）至上太村，于良元村跨過國道235，在前坑仔附近上跨興泉鐵路桃山隧道， 建均溪互通與均溪鎮(zhèn) （大田縣城關）、興泉鐵路大田火車站和國道235 銜接，于石牌鎮(zhèn)長溪村跨過國道235 后設長溪樞紐互通與泉南高速相接，路線全長24.604 km。

②C 線方案：

路線起于太華鎮(zhèn)萬湖村附近，路線往南經(jīng)面前墘、玉井村后至太華鎮(zhèn)后山，經(jīng)后垅仔后穿太華隧道（762 m）至中華村，路線沿省道217 西側(cè)展線，穿小華隧道（1884 m）至小華村，穿仙峰隧道（824 m）至牛林埔村，經(jīng)吳坑村，穿吳坑隧道（1492 m）至山坑村南側(cè)，穿三分隔隧道（1094 m）后于中房村南側(cè)建牙口大橋跨過興泉鐵路隧道、國道356 后設小湖樞紐與泉南高速相接，路線全長21.217 km。

2 個方案從建設里程、運營里程、居民出行及對沿線經(jīng)濟帶動性、礦區(qū)影響、規(guī)劃的符合性、技術經(jīng)濟合理性等方面（參見表2）綜合比較如下：

表2 萬湖至泉南高速段路線方案比較

①建設里程及運營里程：建設里程C 線較K 線短3.387 km，C 線方案優(yōu)于K 線方案。 運營里程方面， 若以三明西為起點，K 線興泉鐵路火車站車輛通過均溪互通連接線至均溪互通進入本項目，而C線火車站車輛需穿城通過大田互通走泉南高速后通過小湖樞紐轉(zhuǎn)換到本項目，K 線往大田火車站方向的行車里程較C 線短9.8 km，從運營里程方面考慮，K 線方案優(yōu)于C 線方案。

②居民出行及對沿線經(jīng)濟帶動性：K 線于大田西側(cè)設置均溪互通，并通過連接線與大田縣及興泉鐵路的大田火車站銜接，客、貨流可快速、便捷轉(zhuǎn)換，符合居民出行條件，且均溪一般互通的設置，大田北側(cè)交通流可迅速通過本項目進行分流，大大緩解大田縣內(nèi)的交通壓力， 帶動地方經(jīng)濟的發(fā)展，符合地方的意愿。 而C 線終點僅小湖樞紐互通，無一般互通，車流需通過大田互通進行轉(zhuǎn)換，大田火車站及大田北側(cè)車流進入本項目存在繞行，且容易導致大田縣城交通擁堵，對地方經(jīng)濟帶動性差。 從以上方面考慮，K 線方案明顯優(yōu)于C 線方案。

③礦區(qū)影響： 與K 線相交叉的礦區(qū)為張地鐵礦，目前已停采，僅1 處為硐采（其余均為露天開采），線路對礦區(qū)影響較小。 C 線所穿過的礦區(qū)主要為山貴崎煤礦西北角、梅林石灰?guī)r礦東北角，對礦區(qū)的影響也較小。總體上K 線和C 線對礦區(qū)的影響均不大。

④技術經(jīng)濟合理性：由于C 線路線里程較K 線短，且較K 線少一處一般互通，造價較K 線低。 從經(jīng)濟方案考慮，C 線方案優(yōu)于K 線方案。

綜合以上因素，雖然K 線造價較高，但符合居民出行意愿、運營里程短、連接必須服務的均溪鎮(zhèn)（大田縣城），故推薦K 線方案。

2.3 注重地質(zhì)選線

（1）西埔村至魁城村段

如圖10 所示， 西埔至魁城路段 （K29+000～K34+500）地質(zhì)調(diào)查時發(fā)現(xiàn)，比較線西埔至張地段位于兩條區(qū)域大構造之間，構造成網(wǎng)格狀分布，矽卡巖化嚴重，而張地至魁城段主要為童子巖組煤系地層，并存在采空區(qū)，對擬建橋梁影響較大。 結(jié)合地質(zhì)調(diào)繪成果，對路線進行調(diào)整，避開平行、雜亂的地質(zhì)構造帶、矽卡巖化區(qū)、采空區(qū)，從而保證了路線地質(zhì)穩(wěn)定安全。

圖10 西埔村至魁城村段平面圖

（2）張地隧道出口至魁城村段

如圖11 所示，張地隧道出口魁城村路段（K33+000～K34+500）地質(zhì)調(diào)查時發(fā)現(xiàn)，調(diào)查前線位位于構造帶上，地質(zhì)條件差，巖層破碎，而該段落明線有一段約300 m 長深挖路塹，不利邊坡穩(wěn)定。 結(jié)合地質(zhì)調(diào)繪成果，對路線進行調(diào)整，避開地質(zhì)構造帶，從而保證了路線地質(zhì)穩(wěn)定安全。

圖11 張地隧道出口至魁城村段平面圖

3 結(jié)語

本項目在選線過程中綜合考慮路線通過地區(qū)的地理位置、社會情況、地質(zhì)因素、自然條件和工程難易，以及路線的性質(zhì)、使用任務、等級和投資等因素，做了大量的調(diào)查研究和分析比較工作，選定了道路中線位置。 選線應是不斷篩選、重復優(yōu)化的過程，項目開展的全過程都應重視這一工作[1]。