山区公路路线方案优化设计要点

焦占武， 柏正云， 代茂华

（1.天津滨海新区高速公路投资发展有限公司，天津 300457；2.天津市市政工程设计研究院，天津 300392）

山区公路地形起伏较大，地质条件复杂，地质灾害较多，选线技术难度大，需要考虑的影响因素众多。公路设计应根据公路功能、使用任务及其在公路网中的作用，综合考虑铁路、水路、航空、管道等多种运输方式以及公路同城镇、农田规划的关系，贯彻综合交通发展要求，合理论证并确定路线走向[1]。路线方案应在选定走廊带与主要控制点的基础上，进行总体布局与设计，对可行的路线方案进行比选，对运营安全、工程造价、自然环境、社会经济效益等有明显影响时，应进行同等深度的技术经济论证。路线设计必须执行环境保护和合理利用土地资源的基本国策，减少对沿线生态环境的影响并通过采取相应措施提高公路环境质量[2]。本文以G350线仓山—中江段公路改建工程为背景，在规范要求的基础上对路线方案进行进一步优化设计并分析、总结、归纳出山区公路路线方案优化设计要点。

1 工程概况

G350线仓山—中江段公路改建工程路线大体为南北走向，全长66.032 km。主线公路等级为一级，K0+000～K47+000段设计速度60 km/h，路基宽度23 m。K47+000～K66+032.188段设计速度80 km/h，路基宽度30 m。

2 山区公路选线需考虑的关键要素

1）地质情况。主要工程地质问题为深路堑边坡开挖后的稳定性及风化岩层的剥落等，存在填土、软弱土、风化岩等对路基不良的特殊性岩土。

2）平纵指标及均衡性。

3）通行能力、服务水平及行车安全性。

4）用地情况及对周边环境和地下管线的影响。

5）造价。

3 路线方案优化分析

3.1 总体线路优化

1）骑龙乡—仓山镇段（K0+000～K9+400）。穿越仓山镇规划区、骑龙乡乡镇区并跨成南高速公路，初步设计阶段布设了从规划区穿越的推荐线和沿既有G350布置的比较线。见图1。

图1 K0+000～K9+400段路线方案比较

比较线的软基较推荐线多，就地形、地质条件而言推荐线方案更优；推荐线平纵指标总体较比较线高，指标均衡性较好；比较线靠近城区，过境交通与城区交通组织的干扰相对较大，而推荐线位于规划区北侧，与仓山镇规划一级公路走向吻合，与规划区未来发展的支撑作用一致；推荐线征地面积43.478 hm2，比较线征地面积45.175 hm2；推荐线跨越成南高速公路处，成南高速公路为路基，两侧为山体且为直线段，比较线跨越成南高速公路处，成南高速公路为跨既有G350线桥梁，两侧为山体且为“S形”曲线段；推荐线和管道不发生交叉，路线与管道不存在干扰问题。比较线同管道发生6处交叉，共计2 150 m拆迁长度，存在较大干扰；推荐线避开仓山老城区，比较线有3.1 km沿既有G350布置，与城区交通干扰较大；从功能性考虑，缓解过境交通对城区的压力，促进区域交通的快速流通，推荐线方案优于比较线方案；推荐线造价53 863万元，比较线造价67 104万元。

经综合分析，从地质情况、平纵指标、服务水平、公路用地等角度推荐线方案更优。

2）会龙镇段（K14+900～K19+500）。穿越会龙镇规划区、会龙水库、达成铁路影响区，初步设计阶段布设了从规划区北侧穿越的推荐线和南侧靠近达成铁路布置的比较线。见图2。

图2 K14+900～K19+500段路线方案比较

比较线跨越会龙镇东侧沟谷水田区，地质条件较推荐线差，排水、防护工程数量较推荐线大；推荐线平纵指标总体较初设比较线高，指标均衡性较好；比较线靠近会龙水库、会龙小学和达成铁路，过境交通与城区交通组织的干扰相对较大，推荐线位于规划区北侧，对会龙镇来发展的支撑作用一致；比较线新增占地面积较推荐线多0.753 hm2；比较线拆迁电力设施较推荐线多，推荐线与管道均不发生交叉，不存在干扰问题，比较线同管道发生4处交叉，拆迁长度2 800 m，存在较大干扰；推荐线避开会龙水库影响区，比较线有500 m沿会龙水库边缘布设，对会龙水库水体环境影响较大，比较线紧邻会龙小学，对小学影响较大；推荐线为远期发展预留空间，比较线紧靠达成铁路，对规划园区的衔接优于比较线；比较线造价比推荐线高6 139万元。

经综合分析，从地质情况、服务水平、公路用地、造价等角度推荐线方案更优。

3）会龙镇—广福镇段（K21+600～K23+400）。S106路段沿线有大量民宅及相交村路，为解决村民出行，施工图设计阶段提出了路线优化方案。见图3。

图3 K21+600～K23+400段路线方案优化

两方案视距均满足要求，在技术标准上，路线尽可能地做到了行车安全要求的各项指标，但初设线占用现状S106，中央分隔带封闭，两侧居民容易直接穿行公路，影响行车安全，需借助较多简易立交，绕行较大距离前往对向车道且沿线交叉口较多，汇入车辆对主线干扰大，存在较大安全隐患；施设方案位于S106西侧，保留S106现状路，通过较少的简易立交，集中解决周边居民出行需求，共设交叉口2处，保证了通行能力，提高了服务水平。施设方案征地面积8.793 hm2，拆迁面积4 156.4 m2；初设线征地面积 9.087 hm2，拆迁面积17 766.6 m2。

经综合分析，从行车安全性、通行能力、服务水平、公路用地、造价角度施设方案更优。

3.2 局部路线优化

1）蒋家湾大桥段（K25+200～K25+900）。初设路线共15跨，桥长450 m，施设将线位向北移100 m，桥跨缩短为8跨，桥长240 m，工程规模大大减少，节约造价约295万元。见图4。

图4 K25+200～K25+900段路线方案优化

2）继光镇芳草村西段（K39+200～K40+600）。初设路线占用大量基本农田且是高填深挖路基，施设将线位向西移50 m，少占基本农田1.827 hm2，减少填方129 898 m3、挖方21 914 m3。见图5。

图5 K39+200～K40+600段路线方案优化

3）三口堰大桥段（K59+300～K59+800）。初设路线占用现状道路120 m，施设对该处线位东移20 m，调整线位避让了现状道路，减少改路长度230 m，节约造价约14万元。见图6。

图6 K59+300～K59+800段路线方案优化

4）广福镇郪江段（K28+200～K29+000）。初设线位靠近郪江，需设置浸水挡土墙收坡，路基风险较大，桥梁段线位跨越一级水源保护范围，该保护范围为厂镇用取水井；施设线位向北侧偏移30 m，采用普通挡墙，保留了现状路作为区间通行路，节约工程造价，保证路基的稳定性，避开一级水源保护区。见图7。

图7 K28+200～K29+000段路线方案优化

5）继光水库南侧段（K41+000～K41+400）。初设线位于现状陡坡段，高差近40 m，坡率约1∶2，为高陡路基，易形成滑坡，稳定性较差，如采取支挡或反压护坡措施，工程量较大；施设将线位向北偏移40 m，避开陡坡的影响，提高路基稳定性，工程风险大大降低，工程量大大减小。见图8。

图8 K28+200～K29+000段路线方案优化

4 路线方案优化设计要点

1）由总体到局部逐步优化。总体路线优化重点结合城镇规划、功能需求，综合考虑环境保护、征地拆迁、服务水平、造价等因素，确定总体路线方案，之后再在总体路线方案的基础上逐步对局部路线方案进行细部优化[3]。

2）注重地形选线。充分利用山区地形地貌，进行路线布设，通过局部路线方案的优化，减小填挖方量，尽量达到填挖平衡。合理选择桥梁跨越的位置，尽量减小桥梁规模。

3）注重地质选线。山区地质构造复杂，地质灾害较多，在路线布设时应注重地质因素，尽量避开软基段、陡坡段，滑坡段等地质脆弱环境。对于沿河段，也要经比选后确定最终方案，沿河段若设置挡土墙，投资较高且存在安全隐患，尽量避免[4]。

4）注重环保设计，尽量减小对水系环境的影响，避开水源、文物等保护区。要深入现场加强水源保护区、文物保护区等现场调查，本项目在初设阶段选线遗漏了水源保护区的调查，若保护区范围较大对整段线位的影响将会很大。因此这也是路线优化过程中尤其要注意的。

5）尽量避开永久基本农田。永久基本农田是规划红线，一般情况下应尽量避免侵占。实在不可避免，应尽量少占并需要报国务院相关管理部门履行合法审批手续。

6）注重安全设计。包括路基稳定性、避免高陡边坡，避免设置浸水挡土墙，减少高填路基、深挖路堑，避开滑坡、泥石流、溶洞、软基、崩塌等地质灾害段[5]。

7）注重对社会环境及交通环境的影响。路线方案优化遵循“靠城而不进城，利民不扰民”的原则，以“人”为本，尽量减小对城镇生产、生活的影响，满足沿线民众的出行、生活、生产的需求，同时为城镇远期发展提供空间。

8）注重服务水平。路线方案优化要考虑保证甚至提高服务水平，尽可能保证较大的通行能力，减小沿线交通对主线的干扰，通过增设立体交叉、合理布置平交口，利用现状路或辅道等解决区间交通，提高服务水平。

5 结语

山区公路路线方案优化是一项综合性的技术工作，过程复杂，涉及影响因素较多，不同的项目有不同的特点，本文总结的设计要点不尽完全，以期对后续同类工程的设计提供指导和借鉴。