山区高速公路典型路段选线设计

周 震

（广东省公路勘察规划设计院股份有限公司，广东 广州 510507）

济南市至广州市国家高速公路平远至兴宁段（简称“平兴高速公路”）是国家规划的“7918”高速公路网中的第四纵——济南市至广州市高速公路（编号G35）的组成部分，路线起于梅州市平远县（赣粤界），经平远、梅县、兴宁、终止五华县境内，与梅河高速公路相接。本项目主线采用高速公路标准，设计速度100km／h，双向4车道，路基标准宽度26m。研究路段路线长度约4.5km，位于兴宁市黄槐镇，属低山、丘陵地形，沿线区域相对高差约200m，根据地形特点，可布置长隧道方案、短隧道方案、桥梁绕行方案，属山区高速典型路段。

1 路线布设原则

路线布设依据路线走廊和主要控制点，结合沿线地形、地貌、水文、地质等自然条件，充分应用安全选线、地形选线、地质选线、经济选线，进行平纵面设计。重视路线平纵指标的均衡协调，讲究平纵配合以及与自然景观相协调，注重路段运行速度的协调性。

本路段选线主要遵循以下原则：

1）充分考虑与前后路段的衔接及技术指标的协调性。

2）本着“不遗漏任何有价值方案”的原则，多进行路线方案比选。

3）坚持安全选线，安全是公路设计和建设考虑的首要因素。改进线形设计对于提高行车安全有很大作用，好的线形是保证行车安全的根本。

4）坚持地形选线，充分根据山区的地形、地貌，巧妙地进行线形布设，达到平面顺适、纵面均衡、横面合理，尽可能减小工程量和对环境的破坏。

5）坚持地质选线，山区高速公路所在区域地形地质复杂多变，对工程安全和工程造价影响巨大，对于处理难度大的不良地质段落能避则避，必须通过的有效的处理方案，减少穿越范围。

6）坚持经济选线，合理地降低工程成本，永远是勘测设计者追求的重要目标之一。

7）坚持人与自然相和谐，路线设计时采用平纵横三维综合选线，尊重自然、保护环境，坚持“不破坏就是最好的保护”，使高速公路与沿线景观相协调。

8）贯彻执行“最严格的耕地保护制度”，尽量少占耕地和减少拆迁。

9）充分考虑与沿线城镇规划的配合，促进地方经济的发展。

10）路线布设尽量为大型构造物（如隧道、大桥）的设置创造有利条件。

11）在不过多增加工程量的前提下，尽可能采用较高的技术指标，提高服务水平，有利项目功能的发挥和营运效益的提高。

2 主要控制因素及初拟方案

2.1 控制路线布设的主要因素

本路段影响项目路线布设的主要因素：

1）地形、地貌。本路段所经区域属粤东北丘陵、低山与盆地相间地貌。区域最高点为东南侧铁山（高程576.1m），研究路段途经最高点为南山障（高程373.5m），最低点为路段终点附近盆地（高程175.3m），相对高差近200m。南山障坡面陡峭，西侧坡面最大坡度达55°。

2）地质条件。沿线地层以二叠纪龙潭组（P2l）含煤地层为主，属于陆相含煤砂页岩沉积，由石英砂岩、粉砂岩、页岩、炭质页岩所组成，局部零星分布灰岩，夹有数层的煤层，地层产状混乱，多褶曲、揉皱。路线沿线分布有兴南煤矿及多个私采小煤窑，采空区为本路段主要地质灾害。

3）村庄布局。本区域民居分布相对集中，山间盆地及山岭南向山脚多分布有村庄。

4）自然保护区。路线东南侧为铁山省级自然保护区，路线距离其核心区边缘约1km。

2.2 初拟方案

根据路线走向及沿线地形地貌，初步拟定3个路线方案（见图1）：

K线方案，整体沿南山障山脚布线，在较高山脊位置设置短隧道穿越，其余路段顺山势布线，为短隧道方案。

B1线方案，考虑路线尽量顺直，并增大与省道S225斜交角度，路线设置长隧道穿越南山障，即长隧道方案。

B2线方案，沿南山障山脚布线，通过设置小半径圆曲线，使平面线形充分与地形结合，无需设置隧道，由于南山障山脊自然坡面陡峭，且高差大，需设置较长桥梁，本方案为桥梁绕行方案。

图1 路线方案布置

3 方案比选

3.1 主要技术指标及工程数量对比

3个路线方案主要技术指标对比见表1，主要工程数量比较见表2。

表1 主要技术指标比较

表2 主要工程数量比较

3.2 路线方案优缺点

1）K线方案（即短隧道方案）主要优点为①工程规模小，隧道长度较B1线短758m，建安费较B1线少2411.98万元；②平纵线形较流畅，组合较好；③占用水田面积最小，拆迁最少；④地方政府支持K线方案。

主要缺点：①占用土地较大，较B1线多79.6亩；②弃方数量较大，较B1线多17.25万方；③路线跨省道S225斜交角度小，不利于桥孔布置。

2）B1线方案（即长隧道方案）主要优点为①路线顺直，较K线短91m；②土石方数量最少，征地面积最小；③长隧道方案减小了对铁山省级自然保护区的影响，也利于水土保持和环境保护；④路线跨省道S225斜交角度较大，利于桥跨布设；

主要缺点：①建安费最高，长隧道后期运营及养护成本业较高；②隧址区地质条件差，隧道穿越兴南煤矿矿区，可能存在采空区；③路线过隧道后需穿越村庄及大片梯田区，对当地村民生活影响较大。

3）B2线方案（即绕行方案）主要优点：①无需设置隧道：3个半径R＝700m圆曲线连续S型相接，竖曲线半径也较小，平纵面线形均较差，路线长度也最长；②土石方及高边坡工程规模大，桥梁长度较长；③路线沿山边布线，途径3个村庄，拆迁规模最大，占用水田最多；④路线途经南山障西侧山坡，坡面最大坡度55°，施工难度大，存在一定风险。

3.3 比选结论

B1线对铁山省级自然保护区影响最小，也利于水土保持和环境保护，但需穿越煤矿采煤区，地质情况复杂，处理费用高，存在安全隐患，不宜采用。

B2线方案与地形结合最好，无需设置隧道，但拆迁及占用水田过大，且路线途经南山障西侧山坡，坡面陡、高差大，地层局部夹有煤层及炭质页岩，施工及运营期间均存在安全隐患。

K线方案工程规模小，建安费最低，占用农田少，拆迁小，对沿线村村民影响较小，且纵面指标较高，视距较好，综合技术指标较优，符合安全、地形、地质、经济综合选线的原则，因此本路段推荐采用K线方案（即短隧道方案）。

4 结束语

公路是一个线性工程。平纵选线是山区高速公路设计的核心、灵魂，是控制工程质量、造价的决定性因素。

公路设计人员应通过不断提升设计理念，按照“6个坚持、6个树立”的设计理念，贯彻落实“建设资源节约型、环境友好型社会”等“可持续”的科学发展观，坚持“安全选线、地形选线、地质选线、经济选线”的原则，进行多方案论证比选，合理选择平纵指标。

在满足规范和行车安全前提下，应灵活运用线形指标和考虑平纵组合关系，不片面追求高指标，做到与周围环境、景观相协调，营造出“车在路上走、人在画中游”的优美的公路交通环境，达到“安全、环保、舒适、和谐、节约”的目标。

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