高速公路定测阶段路线方案优化方法

尚彦宇

(中铁二院工程集团有限责任公司，四川成都610031)

高速公路勘察设计阶段一般分为初测初勘外业验收、初步设计、定测详勘外业验收、施工图设计4个阶段，每一个阶段都有不同的侧重点，设计方法、内容、深度也有所区别。定测详勘外业验收阶段在整个勘察设计周期中扮演了承上启下的角色，既是对初步设计工作的消化与深化，又为施工图设计开展做了必要的准备，对确定总体工程方案，推进项目建设起到举足轻重的作用，是高速公路设计中一个重要的阶段。

路线方案设计是公路工程设计的核心，多方案比选则是路线方案设计的精髓，在定测详勘阶段也不例外，仍要将坚持多方案比选原则，尤其是在山区高速公路的设计中。与初步设计阶段大范围、大思路的方案比选不同，定测详勘外业验收阶段的方案优化体现出较强的针对性、局部性、细节性、专业协作性等特点，其优化方法也呈现了较强的规律性。

1 定测方案优化的方法

(1)第一步:各专业认真研读初步设计评审会专家组意见及咨询意见，领会意见精神，总结初步设计存在的问题，确定定测优化方案的原则，提出优化的方向。

初步设计评审会后，由项目总体负责人组织总体组各专业认真研读初步设计评审会专家组意见及咨询意见，逐条消化，逐条回复，领会精神，举一反三;同时结合初步设计遗留的问题、处理不好的问题，确定定测方案优化的原则，提出优化的方向，为下一步开展工作明确思路。

(2)第二步:现场踏勘，初步确定优化方案。

根据定测方案优化的原则与方向，结合初步设计方案，在1∶2000地形图上初步提出拟优化线位，整理出现场踏勘的重点内容。总体组踏勘现场，核实疑点，初步确定优化方案。

(3)第三步:各专业根据初步优化方案开展内业工作(必要时实测控制性断面)，提出存在的问题。

各专业根据初步优化方案平纵面开展内业工作，桥梁初拟桥跨，路基带草帽子，初估土石方量，提出路线进一步优化的意见，局部困难路段采用实测控制性横断面的方式确定路线平纵的最佳位置。

(4)第四步:结合各专业意见，路线调整方案，局部困难路段，进行方案会审，确定方案。

(5)第五步:优化方案提交咨询审查。

方案优化完成后，绘制路线平纵面图，提交咨询中间审查。

(6)第六步:根据咨询意见修改，开放定测。

根据咨询中间审查意见，修改路线平纵面，与咨询审查单位达成一致意见后，开始开展定测工作。

(7)第七步:各专业负责人沿定测中线踏勘，初步确定挡墙、桥、涵等位置，提出道路改移方案。

各专业根据定测方案初步确定挡墙、桥梁、涵洞、通道等位置，待测量组中桩放线完成后，各专业负责人沿着中线踏勘，核实构造物的布设，并及时发现内业遗漏的问题。

(8)第八步:根据外业资料、沿线探勘情况、施工标段划分调整路线纵断面，必要时调整平面。

根据外业实测资料，各专业结合土石方平衡、涵洞通道、分离式立交设置进一步调整纵断面，最终稳定路线方案。

2 实例分析

本文结合成自泸赤高速公路内江段项目的定测路线优化实例，对高速公路定测阶段路线方案优化的方法进行详细分析。

2.1 成自泸赤高速公路内江段项目概况

成都～自贡～泸州(川黔界)高速公路地处川南腹地城市群区域，位于四川省的成都市、眉山市、内江市、自贡市和泸州市境内。采用双向四车道高速公路标准，设计速度80 km/h，路基宽度24.5m。

内江段全境位于威远县，项目沿线遭遇煤矿采空区、危岩落石、岩堆、错落、滑坡、溶洞等多种不良地质，地形地质条件复杂，还有各乡镇规划、天然气管线、基本农田保护区、河道水库等控制点。初步设计推荐线全长51.516 km，桥梁48座，共计10 963.5m，占21.28%，隧道1座，长1 493.5m，互通式立交4座、服务区停车区各1处。

2.2 定测方案优化的主要原则

初步设计评审后，结合评审会审查意见、专家、咨询及地方意见，并根据初步设计遗留的问题，确定定测方案优化的主要原则如下。

2.2.1 缩短桥梁、降低造价

本项目桥梁比例较高，缩短桥梁能有效的降低造价，主要通过以下方法:平面线位调整，寻找最窄处跨越河流沟渠;水位或标高不控制的桥梁降低标高，缩短桥梁;非跨路、河沟的桥梁，考虑改路基的可能性。

2.2.2 减少高填深挖路段、减少土石方、保护环境

本项目起点至K134路段山体较陡峻，初步设计该段高填深挖路段较多，合理的优化平纵面减少高填深挖路段，减少土石方数量;K134至终点路段为丘陵地区，应避免出现高填深挖路段，保护环境。

2.2.3 减少软基路段

本项目软土主要分布于河流冲积阶地、丘陵间冲沟(槽)、坳沟等低洼地段，主要以淤泥质粘性土为主，多呈流塑～软塑状，厚度一般在0～12之间，平均深度在6m左右。沿线主要分布于线路起点～K113须家河组宽缓的坳沟沟床，K135之后侏罗系红层坳沟沟床，根据静探成果及室内试验成果，本合同段主线软基路段共长约10.185 km，其中厚度较大的红层段(K132之后)软基长度合计8.51 km，其余段厚度较薄。

根据山区软土厚度分布不均匀的特性，加强软土调查工作，提出软土分布较薄的路段，指导路线设计。

2.2.4 采空区尽量避让，如无法绕避，宜尽量采用路基通过

本项目共计三段穿越采空区，采空区处理代价较高，且处理效果不理想，因此路线设计应尽量避让采空区。如无法绕避，应从最窄路段通过或从老煤矿洞口前穿越;路线标高宜尽量降低，以路基通过，避免产生高墩大跨桥梁;路基宜放坡为主，尽量不采用支挡结构;涵洞通道应尽量缩短长度。

2.2.5 远离危岩落石路段

本项目危岩主要分布于K116+724～K117+738(左187m～右227m)、隧道出口段、K130+067～K130+929(左124m～右241m):岩性为细至中粒砂岩，岩层近水平，节理、裂隙发育，岩体完整性较差。部分危岩节理裂隙已贯通，稳定性较差。局部段崩落落石发育，在坡脚有不同大小的碎块石堆积，粒径0.1～0.8m不等。因此危岩路段路线布设应尽量远离危岩落石，若确实无法远离，或远离代价较高，应采取相应的措施。

2.2.6 岩堆路段

本项目岩堆主要分布于隧道出口段、K128+425～K128+690(左123m～右61m):堆积体物质成分主要为低液限粘土夹块石，石质为砂岩、泥岩和灰岩，一般在0.3～1.5m之间，堆积体厚度一般在3～5m，部分较厚，且稳定性差。因此岩堆路段路线布设应尽量绕避，若无法绕避，路线宜降低标高，以挖方通过，避免出现桥梁或以高填方通过。

2.2.7 隧道路段

本项目马鞍山隧道穿越煤系底层，为低瓦斯隧道，施工危险性大，且存在多处采空区，造价较高，宜尽量绕避采空区，同时缩短隧道长度，降低造价。

2.2.8 与天然气管线平行路段，需要控制爆破，宜尽量减少挖方量

本项目K127至K132路段与天然气输气干管平行，距离50～200m不等，施工需要控制爆破，初步设计中该段挖方量较大，弃方较大，且桥梁工程也较多，因此该段宜进一步进行标高比较，尽量减少挖方，缩短桥梁。

2.2.9 立交交通量较小，灵活运用技术标准，减小立交规模

本项目共设置4个互通式立交，均为单喇叭，立交预测交通量较小，结合地形减小A型单喇叭的环形匝道半径，减小立交规模。

2.3 定测方案优化的成果

结合初步设计批复意见和初步设计审查报告意见，综合考虑地质、地貌、工程量和建筑物拆迁情况，对以下路段进行平纵优化调整(表1)。

表1 优化一览表

2.3.1 起点 ～K109+400段

初设线位与巫汪路相交，采用上跨方案，由于被交路标高位于山腰，导致初设方案走高，跨越沟谷设置了3座大桥;定测线绕避了新农煤矿高炭层采空区，在纵断面上降低设计高程，主线下穿巫汪路，取消了斑竹屋大桥、关家沟大桥、何家湾大桥，减少采空区上的桥梁489.5m，增加一分离式立交桥1～60m。

图1 起点～K109+400段路线示意

2.3.2 K110+100～K112+600段

初步设计连界互通匝道下穿主线，互通主线桥桥梁需要跨越匝道及被交路，桥梁较长，定测方案考虑立交更好的服务于地方，定测线位向西偏移，留出连界互通匝道布置的位置，采用匝道上跨主线，主线桥缩短了180m。

图2 K110+100～K112+600段路线示意

2.3.3 K113+300～K120+700段

该段地形高差较大，标高由640m降至440m，线路需要设置隧道穿越马鞍山，跨越周家沟，展线下坡，隧道宜早进洞早出洞，便于路线下坡;从地质条件上看，马鞍山隧道为低瓦斯隧道，应尽量缩短隧道长度;煤矿采空区较多，应尽量绕避。

初步设计推荐线为晚进洞早出洞的方案，隧道最短，但多穿越1个煤矿采空区，桥梁较长。定测方案为早进洞早出洞的方案，隧道出口标高低8m，降低了岩堆上填方高度的同时，更利于路线下坡，隧道虽较初设线长344m，但围岩级别较好，且隧道完全绕避煤矿采空区，桥梁减少733m。

图3 K113+300～K120+700段路线示意

2.3.4 K125+900～K131+100段

该段不良地质体较多，主要有滑坡、岩堆、危岩落石、采空区等，应绕避;与天然气管线平行，挖方需要采用控制爆破，应减少挖方边坡高度及挖方量。定测线位较初步设计线位走低，尽量避开不良地质体，同时减少挖方，增加了填方路段;减少3座桥梁590.5m。

图4 K125+900～K131+100段路线示意

2.3.5 K138+500～K143+500

定测线在初步设计线位的基础上调整，主要为增大与天燃气管的交角，避开220 kV高压线铁塔，同时缩短桥梁长度124m。

图5 K138+500～K143+500段路线示意

2.3.6 K149+000～K157+195.716

该段主要工程为桥梁，根据缩短桥梁长度的思路，结合桥位的调整，定测线较初步设计线整体往南移，从沟谷最窄处跨越，优化后减少桥梁347.5m，涵洞少了10座。

图6 K149+000～K157+195.716段路线示意

3 总结

定测详勘外业验收阶段路线方案优化方法遵循了较强的规律性，可应用在每个项目之中;优化原则的提出作为优化方法重要核心，需要与项目的实际情况紧密结合，这体现了其较强的针对性;分段优化则是其局部性特点表现;优化过程更注重细节(土石方、桥位、隧道洞口等)、更强调各专业之间的沟通则是设计人员应该注重的。另一方面，优化的成果不以是否丰硕论成败，只要是优化，就有意义。

［1］ 交通部公路司．新概念公路设计指南(2005版)［M］．人民交通出版社，2005

［2］ 交通部公路司．降低造价公路设计指南(2005版)［M］．人民交通出版社，2005

［3］ 孙家驷．道路勘测设计(第3版)［M］．重庆大学出版社，2011

［4］ JTG D20－2006公路路线设计规范［S］