高速公路跨越蓄滯洪區(qū)段路線方案比選優(yōu)化

王建平

（河北興冀人才資源開發(fā)有限公司，石家莊 050000）

1 引言

平原區(qū)高速公路設(shè)計(jì)受到城鎮(zhèn)分布、居民生活、農(nóng)耕用地、工業(yè)布局等生產(chǎn)生活要素，河流、水網(wǎng)等自然要素，以及公路、鐵路、高壓電線及運(yùn)輸管道等基礎(chǔ)設(shè)施要素的綜合影響，需統(tǒng)籌考慮擬建項(xiàng)目的功能定位和路線性質(zhì)，合理設(shè)計(jì)方案[1-3]。為有效降低高速公路對(duì)途經(jīng)地區(qū)經(jīng)濟(jì)、生活、環(huán)境的干擾， 應(yīng)做好路線方案比選與優(yōu)化以實(shí)現(xiàn)方案的科學(xué)合理、經(jīng)濟(jì)可行[4，5]。本文依托實(shí)際案例，以“技術(shù)先進(jìn)、安全可靠、適用耐久、經(jīng)濟(jì)合理”為原則，總體分析影響因素，加強(qiáng)資源節(jié)約和環(huán)境保護(hù)，合理選用技術(shù)指標(biāo)，對(duì)高速公路跨越蓄滯洪區(qū)段的路線方案進(jìn)行比選優(yōu)化， 為實(shí)現(xiàn)綠色公路設(shè)計(jì)進(jìn)行探索。

2 項(xiàng)目概況

榮烏高速新線京臺(tái)高速至京港澳高速段作為聯(lián)系津冀的新增高速通道，是雄安新區(qū)“四縱三橫”高速網(wǎng)規(guī)劃中“橫一線”的主要組成部分，將替代原榮烏高速穿越雄安新區(qū)段的作用。 該路線有助于促進(jìn)新區(qū)發(fā)展，分擔(dān)榮烏高速“津保段”交通流量，提高津保通道的運(yùn)輸能力。

項(xiàng)目位于河北省北部，路線呈東西走向，途經(jīng)廊坊市永清縣、霸州市、固安縣，保定市高碑店市、白溝新城、定興縣，全長(zhǎng)72.814 km，2019 年開工，2021 年建成。

路線為雙向八車道，設(shè)計(jì)速度120 km/h，整體式路基寬42 m，特大橋、大橋、中橋分別設(shè)9 座、11 座、11 座；小橋涵洞、互通式立交（含樞紐5 座）、分離式立交分別有16 道、11 座、10座；設(shè)有42 道通道、7 座天橋、3 處服務(wù)區(qū)；停車區(qū)、養(yǎng)護(hù)中心、監(jiān)控通信分中心各有1 處。 路線需跨越蓄滯洪區(qū)及清北分洪區(qū)，面臨工程質(zhì)量、防洪要求、項(xiàng)目投資等多方面考量，應(yīng)基于實(shí)際情況設(shè)計(jì)多套方案進(jìn)行比選優(yōu)化。

3 路線設(shè)計(jì)原則

1）該項(xiàng)目為榮烏高速落實(shí)雄安新區(qū)高速網(wǎng)規(guī)劃的必要改線，需考慮擬建路線與區(qū)域公路網(wǎng)絡(luò)的關(guān)聯(lián)，發(fā)揮骨干線路的溝通連接作用，體現(xiàn)區(qū)域帶動(dòng)效益和投資價(jià)值。

2）以途經(jīng)區(qū)域的地形變化、周邊環(huán)境、地質(zhì)條件為關(guān)鍵要素，選取合適控制點(diǎn)進(jìn)行特征分析，以點(diǎn)成線，以線帶面，對(duì)不同控制點(diǎn)導(dǎo)致的方案差異進(jìn)行對(duì)比論證。

3）盡量減少對(duì)交通設(shè)施、防汛區(qū)域、基礎(chǔ)設(shè)施、農(nóng)業(yè)用地、建筑用地等方面的不利影響，對(duì)于無法避免的情況，應(yīng)做好溝通協(xié)調(diào)、方案磋商和綜合論證。

4）基于工可路線初始思路，研究途徑區(qū)域的自然、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)條件，針對(duì)局部特殊情況，探索減少干擾因素或創(chuàng)造更優(yōu)價(jià)值的替代策略，對(duì)比尋求最佳方案。

5）綜合分析周邊高速網(wǎng)交通流轉(zhuǎn)換規(guī)律、國省道交通需求以及地方規(guī)劃、旅游規(guī)劃發(fā)展需要，協(xié)調(diào)互通式立交布局，為沿線交通轉(zhuǎn)換提供便利。

6）路基高度要確保規(guī)范、防洪、凈空等要求，條件具備時(shí)可適度降低路基高度、采取低路堤方案。 對(duì)于主線上跨或被交路上跨情形，要考慮成本投入、占地面積以及對(duì)地方交通的干擾程度等，若兩種方案總體評(píng)價(jià)相近，被交路上跨為更佳方案。

4 路線比選理念

1）標(biāo)準(zhǔn)選線：平原區(qū)高速設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)上一階段的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)合理選擇線形指標(biāo)，繞避醫(yī)院、學(xué)校、景區(qū)等特殊地點(diǎn)或居民集中、建筑密集區(qū)域，難以繞避的，應(yīng)做好環(huán)境保護(hù)和安全防護(hù)。 繞避障礙優(yōu)先設(shè)計(jì)大半徑平曲線以實(shí)現(xiàn)順暢平直；對(duì)于高壓走廊、村莊密集等復(fù)雜路段，曲線交點(diǎn)應(yīng)正對(duì)主要障礙物，使障礙物位于曲線內(nèi)側(cè)并采用較小偏角；對(duì)于曲線半徑不大、視距受限的情況，應(yīng)錯(cuò)開曲線交點(diǎn)和障礙物以滿足視距要求。實(shí)際中要根據(jù)規(guī)范研究平、縱面指標(biāo)，靈活運(yùn)用設(shè)計(jì)技巧，在確保安全、滿足功能的基礎(chǔ)上，盡量減少工程規(guī)模和工程造價(jià)。

2）地形選線：加強(qiáng)對(duì)橋涵、交叉、通道等構(gòu)造物的分析，對(duì)于有利地形要合理利用，降低路基高度，減少取土數(shù)量，取土坑盡可能選在非基本農(nóng)田上，如必須在公路兩側(cè)取土，應(yīng)做好復(fù)墾改造設(shè)計(jì)。 路線布設(shè)盡量少占耕地，避免切割大塊良田。

3）地質(zhì)選線：平原區(qū)地形條件比較簡(jiǎn)單，不良地質(zhì)及特殊巖土分別以地震液化、軟土及軟弱土為主，對(duì)路線影響較小。

4）安全選線：項(xiàng)目區(qū)屬于暖溫帶季風(fēng)型大陸性半濕潤(rùn)半干旱氣候，春旱少雨，夏濕多雨，秋涼干燥，冬寒少雪。 夏季多發(fā)暴雨，對(duì)高速建設(shè)運(yùn)營構(gòu)成隱患，設(shè)計(jì)中應(yīng)充分考慮安全因素。

5）造價(jià)選線：根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)分析主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，計(jì)算得到路基、橋梁等造價(jià)指標(biāo)臨界值作為參考。 對(duì)于橋梁、路基等方案比選，應(yīng)在確保安全、符合標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，優(yōu)先選擇工程造價(jià)更低的方案。

5 方案比選實(shí)例

以張六莊至終點(diǎn)段路線方案比選為實(shí)例， 路段主要制約因素為雄安新區(qū)、白溝新城、蘭溝洼蓄滯洪區(qū)、分洪口門、白溝河、南拒馬河、京石高鐵、500 kV 高壓線等。 按照“減少對(duì)新區(qū)影響和盡量降低工程規(guī)模、投資”的原則，提出A、E、E1 三個(gè)局部方案進(jìn)行比選，如圖1 所示。

圖1 方案A、E、E1 路線方案示意圖

結(jié)合地形、防洪等要求分析制約因素：蘭溝洼蓄滯洪區(qū)位于白溝河至南拒馬河段之間， 榮烏高速新線在蓄滯洪區(qū)下穿京石高鐵，通過對(duì)水流流向、流速、沖刷分析、百年水位計(jì)算以及防汛搶險(xiǎn)、安全建設(shè)、水上救生等研究論證，需采用橋梁跨越蓄滯洪區(qū)， 但在下穿京石高鐵處路基設(shè)計(jì)高程高于百年水位線，因此，下穿京石高鐵處采用U 形槽通過。 該段位于雄安新區(qū)北側(cè)，按照“近而不進(jìn)”的原則，考慮新區(qū)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，減少土地分割，提高土地利用率。

方案A 在新區(qū)北側(cè)向西布線，經(jīng)東黃垡南、南大街南，于田宜屯北上跨白溝河進(jìn)入蘭溝洼蓄滯洪區(qū)，后經(jīng)尹黃營北、張伯莊南到達(dá)曹村北下穿京石高鐵，于西曉村南上跨南拒馬河，終于柳卓鄉(xiāng)東側(cè)與京港澳高速交叉，路線全長(zhǎng)34.75 km。 方案E 自保定市高碑店市張六莊村西，經(jīng)東黃垡南、豐盛莊村東向西南布線，與高橋村西上跨白溝河進(jìn)入蘭溝洼蓄滯洪區(qū)，向西于后辛莊村南上跨南拒馬河，后伸入雄安新區(qū)約2 km，繼而轉(zhuǎn)向西北，于南辛莊村北下穿京石高鐵后，在西江村北與京港澳高速交叉，終于柳卓鄉(xiāng)東側(cè)與方案A 閉合，路線全長(zhǎng)35.55 km。方案E1 自保定市高碑店市張六莊村西， 在新區(qū)北側(cè)向西布線，經(jīng)東黃垡南、南大街南，于田宜屯北上跨白溝河進(jìn)入蘭溝洼蓄滯洪區(qū)，然后轉(zhuǎn)向西南，穿過大王莊和劉蘭溝村，經(jīng)南辛莊村北上跨南拒馬河，伸入雄安新區(qū)約2 km，繼而轉(zhuǎn)向西北，于南辛莊村北下穿京石高鐵后， 在西江村北與京港澳高速交叉，終于柳卓鄉(xiāng)東側(cè)與方案A 閉合，路線全長(zhǎng)35.78 km。

路線線形指標(biāo)比較： 方案A、E、E1 的平曲線最小半徑分別為2.7 km、2.2 km 以及2.5 km， 方案A 總體走向相對(duì)順直，路線里程較短，線形指標(biāo)較優(yōu)。

對(duì)自然環(huán)境影響比較： 方案A、E、E1 均穿越蘭溝洼滯洪區(qū)，設(shè)置特大橋通過；方案A 橋梁規(guī)模相對(duì)較高，路基段落相對(duì)較少，填方路段少，對(duì)自然環(huán)境影響小，為較優(yōu)方案。

對(duì)雄安新區(qū)影響比較：方案A 位于新區(qū)北側(cè)，未進(jìn)入新區(qū)范圍；方案E、E1 雖整體位于新區(qū)北側(cè)，但在南拒馬河西側(cè)的局部路段均伸入新區(qū)范圍，深入路線約3 km，據(jù)新區(qū)北側(cè)邊界約2 km。經(jīng)溝通，新區(qū)管委會(huì)要求高速位于新區(qū)以北且線位不進(jìn)入新區(qū)，因此，考慮對(duì)新區(qū)的影響，方案A 較優(yōu)。

工程規(guī)模及投資比較： 方案A、E、E1 建設(shè)里程分別為33.952 km、35.55 km、35.78 km， 總造價(jià)分別為84.41 億元、84.02 億元、85.33 億元，以工程規(guī)模及投資對(duì)比，方案E 較優(yōu)（見表1）。

表1 主要工程數(shù)量比較表

經(jīng)綜合比選論證，推薦采用方案A。

6 結(jié)語

高速路線比選是減少環(huán)境干擾、降低工程造價(jià)、優(yōu)化質(zhì)量效率、提升運(yùn)營效益的有效方法，既要做好線形指標(biāo)的設(shè)計(jì)，也要兼顧路基、橋梁、互通等立體參數(shù)選取。 總體設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)把握項(xiàng)目定位及概況，明晰項(xiàng)目?jī)?nèi)在特點(diǎn)和外部條件，聚焦難點(diǎn)解決問題；局部設(shè)計(jì)時(shí)，可從設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、地形、地質(zhì)、安全、造價(jià)等多角度出發(fā)，結(jié)合制約因素和有利條件，提出多套有價(jià)值可行方案；路線比選時(shí)，要在滿足項(xiàng)目要求的基礎(chǔ)上，綜合比對(duì)不同方案的關(guān)鍵指標(biāo)，選擇工程質(zhì)量、施工難度、經(jīng)濟(jì)效益等總體更佳的路線方案。