沈海高速公路莆田段总体设计及路线方案探讨

■林达和(福建交通规划设计院，福州　350004)

沈海高速公路莆田段总体设计及路线方案探讨

■林达和
(福建交通规划设计院，福州350004)

摘要本文以沈海复线高速公路莆田段公路工程初设和定测阶段的总体设计及路线方案比选为例，针对我省山区高速公路项目特点及难点，重点介绍特殊路段路线方案的综合比选，从顺应地形、互通立交节点合理性及符合环保、工程可实施性等角度出发，灵活运用技术指标，优化路线方案，减少桥隧构造物以降低造价及营运成本等多方面探讨了路线设计的关键问题，最后推荐合理的路线方案，旨在为今后类似工程的设计提供一些有益的参考。

关键词沈海复线莆田段高速公路山区特殊路段线形路线方案

1　项目概况

沈海复线莆田段高速公路工程(以下简称本项目)是海西高速公路网布局规划“三纵八横三环三十三联”中“二纵”沈海复线的重要组成部分。本项目的建设进一步完善我省高速公路网和莆田市干线公路网布局，极大改善沿海山区的公路交通条件，合理分流既有的沈海高速公路交通量，确保沿海公路主通道能力充分、运行快捷。

项目起于莆田市仙游县游洋镇五星村，与沈海复线福州段顺接，沿线设五星枢纽互通(与湄渝高速公路的衔接条件)、菜溪、仙游北、蒲峰枢纽及仙游南等五个互通立交，路线止于仙游县龙华镇金溪村，与沈海复线泉州段相连。路线全长50.241km。

2　项目特点、重点及难点

(1)项目经过在建的金钟水利枢纽工程库区边，且沿线中小型水库、水电站较多，路线既要予以避让并做好水资源保护，又要考虑水利水电工程泄洪对高速公路的影响。

(2)既要做好本项目与莆永高速公路的衔接，又要为方便仙游县连接创造条件，以发挥路网整体效益，同时应考虑项目起终点顺接的“沈海复线福州段、泉州段”，并预留与项目起点路段交叉的“湄渝高速”衔接条件，通盘考虑路网节点布局，保证方案衔接合理。

(3)沿线地形复杂，地物较多，桥隧比例高，应合理选择路线方案，减少桥隧数量，降低造价及运营费用。尤其是项目隧道工程量大，长隧道多，加之为双向六车道标准，建设难度大，应特别重视各隧道地质、洞口地形条件及施工可能出现的渗水对村庄、耕地与植被影响的方案比选论证。

(4)沿线土地资源较紧缺，特别是蒲峰枢纽互通至终点路段村镇密集、人口密度大。因此，少拆迁、少占耕地，集约利用土地资源，合理设置通道等构造物，方便群众生产、生活，并为村、镇发展留足空间是项目总体设计的重点之一。

(5)路线跨越木兰溪及支流，应做好桥墩防冲刷、抗撞击设计。

(6)单向坡长大隧道双向施工存在逆坡排水，应正确应对这一困难问题。

(7)长隧道、特长隧道的通风照明等营运费用高，应做好节能环保设计。

3　总体设计思路

本项目勘察设计以“安全、耐久、节约、和谐”为总原则，贯彻交通运输部及我省的高速公路勘察设计新理念，结合项目特点，拟定本项目总体设计思路如下：

(1)灵活设计，创作设计，实现“技术可行、实施可能、经济合理、可持续发展”的目标。

(2)按照系统工程要求，协调项目外部与内部各专业间的关系，合理确定主要技术指标和设计方案。

(3)运用全寿命周期成本分析方法，对设计、施工、运营、管理各阶段进行论证，选择综合效益最佳、服务质量最好的方案。

(4)以运行速度理论为指导，综合地质、地形、经济、环保选线原则，精心做好路线设计，从设计源头保证安全及工程可实施性。

(5)融入自然，妥善处理工程建设与水源地保护、环境敏感点等的矛盾。

(6)做好与本项目交叉、平行公路的合理衔接，多角度研究路网节点与互通立交布局。

(7)合理匹配地形，减少桥隧比例，降低工程造价和运营养护成本。

(8)尊重区域规划，妥善处理工程与规划关系，服务地方发展。

(9)贯彻最严格的耕地、土地保护制度，减少拆迁，最大限度保护环境的基本国策。

(10)针对社会人文特征，遴选景观设计主题，赋予公路环境个性。

4　初设阶段特殊路段路线方案比选

针对本项目高阳至白凫路段路线(见图1)经过在建金钟水利枢纽工程库区旁，经与水利、环保等部门充分沟通协调后，针对金钟水利枢纽工程水源保护范围尚未划定的现状，类比省内同类水库的保护范围做法，结合地形条件、桥隧布局等，分别提出了距水库正常蓄水位水边线约160m且距取水口约2.2km以上，及距水库正常蓄水位水边线约1km且距取水口约3km的两个路线方案进行比选，即K线与A线方案的比选，以适应将来确定的水源保护范围要求。

图1　高阳至白凫路段路线方案平面示意图

(1)路线走向

K线方案比选起于高阳村，穿金钟1号隧道(2135m)、2号隧道(2743.5m)后，建金钟1、2号大桥，而后穿金钟3号隧道，段落里程8.373km。

A线方案方案起于高阳村，穿金钟特长隧道(5004m)，建金钟1、2号大桥，终于白凫，A线方案终点AK79+181.290=K线方案K79+024.184，段落里程8.530km，路线长度比K线长0.157km。

(2)方案优缺点分析及推荐意见

①方案比较表(表1)

表1　高阳至白凫路段路线方案比较表

②方案优缺点

●K线方案

优点：较A线路线里程短157m，桥隧构造物总量少142m；避免修建特长隧道，不需特殊通风设备，工程造价省17471万元，运营成本低。

缺点：路线距离库区水边线较近(约160m)，与地方路存在一定干扰。

●A线方案

优点：距离水库库区水边线较远(约1km)，更有利于库区水源保护；采用特长隧道方案干扰较小。

缺点：较K线路线里程长157m，构造物多142m；特长隧道总体地质较差，工程造价高17471万元；修建特长隧道(5004m)需设通风竖井，运营费用高。

③推荐意见

综上所述，虽然K线距离库区水边线较近，但类比我省同类水库的保护做法，方案可行，且K线方案桥隧构造物总量短151m，采用隧道群方案，不需特殊通风设备，工程造价低，运营费用省。因此，在库区水源保护范围尚未划定的现状下，初设阶段推荐K线方案。

5　定测阶段路线方案优化(见表2)

表2　定测阶段平、纵面线形局部优化路段

(1) K65+300～K68+200 (五星路段)

优化情况：结合兴尤高速的最新路线方案，路线向右相应调整，降低与兴尤高速交叉处的设计高约10m，取消五星2号大桥(323m)，缩短原五星3号大桥(定测五星2号大桥) 160m。详见图2。

图2　五星路段

(2) K80+000～K81+600 (菜溪互通路段)

优化情况：路线左移，同时根据实测纵横情况优化纵面，减少挖方数量约12万m3，使合同段内土石方更趋平衡。详见图3。

图3　菜溪互通路段

(3) K82+000～K85+000 (玢山隧道路段)

优化情况：路线左移，取消洞内弯道，采用长短洞方案，使玢山隧道右洞进口避开冲沟，同时可有效地利用隧道进口填方路基消化弃方。详见图4。

图4　玢山隧道进口段

(4) K98+500～K101+500锦峰隧道路段

优化情况：根据锦峰隧道详勘钻孔揭露，F13a断裂经过的洞身段，断裂及附近节理裂隙密集，导水性好，涌水量大。定测阶段结合地质情况，路线向右调整约240m，远离锦峰村，以减小隧道洞室涌水量，降低隧道顶上居民生活用水的影响。同时取消蒲峰大桥283m，以消化隧道洞渣及挖余土石方。详见图5.

图5　锦峰隧道路段

6　结语

近年来，我省山区高速公路建设发展迅速，如何加强地形、地质、环保选线及路线平纵线型优化设计以节省工程造价是今后公路总体设计及路线方案设计的主要研究方向。本文通过沈海复线莆田段高速公路的总体设计及路线平纵线形优化设计介绍，为今后山区高速公路的路线方案比选提供一些有益的参考。

参考文献

[1]中交第一公路勘察设计研究院.JTGD20-2006,公路路线设计规范[S].北京：人民交通出版社,2006.

[2]奚勇.山区高速公路路线设计有关问题的探讨[J].华东公路,2003,3 (142):51-54.