太行山断崖式地形公路路线方案研究

党国兴

（山西省交通规划勘察设计院有限公司，山西 太原 030032）

引言

G341（胶南—海晏）是《国家公路网规划2013—2030 年》规划的60 条东西横线中第39 横线，平顺县境内王庄至晋豫省界段是G341 的重要组成部分，起点位于平顺县青羊镇王庄村南侧，与G341长治至平顺段顺接，经路家口、秦家崖、南赛、石匣、向阳圪道、佛堂岭、蒲水、黄崖、牛石窑，跨越玉峡关沟后，以隧道群穿越山体后到达项目终点杏城镇水泉凹北侧晋豫省界处，与G341 河南段相接，路线全长36.627 km。该项目终点晋豫省界段为典型的太行山断崖式地形，地形条件特殊，公路自然展线条件困难，且控制因素多。

1 选线控制因素

1.1 环境敏感区

对该段路线方案起决定性因素的两个风景区，平顺县境内的神龙湾和河南省林州市境内的林虑山风景区。公路的建设一方面将为两景区提供一条黄金通道，改善交通条件；另一方面则会对景区环境造成破坏。旅游业作为当时的支柱产业，当地政府非常重视，明确公路建设不能对景区造成破坏，尤其是国家主干道。因此，公路选线针对旅游景区，应遵循“近而不进”的原则。

1.2 地形条件

本段路线地处晋东南太行山区，地形陡峭，悬崖垂直落差达二三百米，自然坡为90°或者倒悬，属于断崖式地形，这种地形使得常规的路线展线方式不能实现。目前该段唯一一条公路是挂壁公路，在峭壁上开凿而出的公路，为了施工方便以及运营期的采光、通风需求，挂壁公路多贴壁而凿，相隔十余米旁开一侧窗体现了该区域地形条件的困难程度。

1.3 省界接线

项目连接晋豫两省，经两省相关部门积极协调，山西省境内控制点设计高程为1 340 m，河南省境内控制点为桃园村，且省界处接线高程为1 150 m，因此项目终点晋豫省界段路线方案必需克服190 m 的接线高差。

1.4 工程规模

由于地形受限，该段路线方案桥隧比例高，工程规模相当大，因此在保证技术方案可行性的基础上，如何降低工程规模是路线方案选取重点考虑的因素。

2 路线方案比选

2.1 定性比选

在路线方案研究初期，主要对北线方案D、F 进行了研究，因为该区域整体山势北低南高，越向北晋豫省界接线高程越低，工程规模也越小，但当地政府不同意路线通过林虑山风景区，而北线方案D、F 线均穿过了林虑山风景区，故方案不可行。

针对北线方案走不通的情况，对南线方案开展研究，提出了A、C、G、M 线四个方案,见图1。

图1 路线方案

A 线方案完全避开了景区，为了克服高差，该方案采用了螺旋隧道方案。C 方案利用原有路古石线，穿过了神龙湾风景区核心区，省界处与A 线汇合，C 线方案部分路段可利用地形自然展线，工程规模较小，但穿过了神龙湾风景区核心区，对景区造成影响。G 线方案在石窑滩南部与C 线分离，设长 1 840 m、高3 00 m 的特大桥跨沟，之后设省界隧道，河南境内接线方案通过林虑山风景区边缘地带，特大桥实施难度很大，且没有完全避开林虑山风景区。M 线是针对A 线提出的以隧道群替代螺旋隧道的一个方案，以隧道群形式通过神龙湾风景区边缘地带，完全避开了林虑山景区。

从景区规划与省界接线角度分析表1、表2 可以看出，A 线方案完全避开了两省景区，M 线方案完全避开了河南境内林虑山风景区，从神龙湾风景区东侧山体以隧道群形式通过，对景区影响很小，同时两方案离景区较近，可设支线与景区道路相接，充分体现了服务于景区而不破坏景区的的选线原则。两方案省界接线高程均在1 150 m 以内，A、M 线方案隧道均采用双洞方案，见图2。

表1 各方案与规划的景区关系

表2 各方案省界接线高程/m

图2 A、M 线方案

2.2 定量比选

通过路线方案定性分析，将A、M 线方案定为该段路线的备选方案。由于受断崖式地形限制，两方案均没有采用常规的路线选线方式，A 线方案完全避让景区，为了克服190 m 的省界接线高差，通过螺旋隧道进行展线，螺旋隧道长7 760 m，后期运营费用较高，因此提出了M 线方案，采用隧道群替代螺旋隧道，降低隧道后期运营费用。见表3、表4。

表3 A 线与M 线主要技术指标对比

表4 A 线与M 线主要工程量对比

2.2.1 A 线方案

（1）优点。路线完全避开神龙湾风景区，且设置螺旋隧道，减小对太行山环境的破坏，更好地体现了绿色公路的理念。（2）缺点。由于采用了螺旋隧道，省界隧道长度达到7 660 m，工程规模大，施工难度大，后期养护费用高。

2.2.2 M 线方案

（1）优点。①M 线方案以隧道群替代螺旋隧道，工程规模小、施工难度小、后期养护管理费用低；②隧道不需要设置辅助坑道通风；③施工便道保留，可作为逃生、救援通道。（2）缺点：①从神龙湾风景区边缘山体以隧道群形式通过，对环境存在一定的破坏；②连续隧道洞口存在眩光效应，不利于行车安全。

A 线方案终点段采用了螺旋隧道展线，主要是受晋豫省界接线高程的限制，若接线高程过高，就会造成河南林州境内的路线落空，没有合适的地形展线，因此，A 线方案通过设置螺旋隧道，使路线增长约4.5 km，省界接线高程由1 253 m 降至1 143 m，从而使得河南林州境内的路线方案可行。

由于采用了螺旋隧道，省界隧道长度达到 7 660 m，工程规模大，施工难度大，后期养护费用高。为此提出了M 线方案，M 线方案以隧道群替代螺旋隧道，工程规模、施工难易程度、后期养护管理费用以及行车安全性都较A 线得到改善，并且M线方案避开了河南境内林虑山风景区，从神龙湾风景区山体以隧道群形式通过，对景区影响很小，因此，该段路线方案推荐M 线方案。

3 结语

太行山断崖式地形条件下的路线选线可能受多种控制因素影响[1]，如环境敏感区、省界接线、工程规模、地形条件等，但最重要的是地形条件。断崖式地形的特点决定了路线不能通过常规方式自然展线，借鉴挂壁公路的经验，以螺旋隧道和隧道群方式选线，无疑是两种最可行的方法。两种选线方式进行比选分析，各有优缺点，就G341 晋豫省界段路线方案而言，采用隧道群方案更具优势，但不同的工程特点不同，螺旋隧道方案可能在其他项目上更具优势。