越岭路段公路设计方案比选分析

谢长洲

(广西交科集团有限公司，广西 南宁 530007)

0 引言

山区公路设计中经常需要在山陡沟深的路段布线，难免会出现高填路堤或者深挖路堑的路段，伴随着高填深挖路基在建设期间和运营期间出现的破坏问题，用高架桥方案来替代高填深挖路基方案的现象越来越多。因此，在路线设计期间，加强方案定性定量分析比选，对山区公路设计成果质量保证非常有必要。本文针对某二级公路越岭路段设计方案比选进行分析介绍。

1 比选路段概况介绍

比选路段位于越岭线上，该处地貌类型属构造剥蚀低山地貌，线位位于低山中上部，处于陡坡地带，其所在边坡整体坡度约45°，线位边坡下部为旧路，通过旧路边坡，可见全风化砂岩出露。由于公路线位附近山坡自然坡度较陡，地质条件较差，该路段设计无法避免高填深挖，无论是选择路基方案还是桥梁方案，都避免不了较大的工程规模和工程造价，在项目越岭路段中属于控制性工程，需要认真研究，慎重选择。

2 方案比选的具体步骤

2.1 加强地质勘察，为方案比选提供可靠依据

通过地质调绘、工程地质钻探、现场原位测试以及采集岩、土、水样进行室内试验分析等综合手段，对路段附近地质情况进行了详细勘察。勘察发现，路段位于断层东侧，距断层约100 m，边坡岩体破碎，自然岸坡稳定性较差，主要不良地质为滑坡，附近存在多处土质滑坡。因此该路段若做高填方路基方案，则冲沟位置填方坡脚距路中线约100～120 m，且挖方高度高约70～80 m，增加7级至8级深挖边坡，高填方稳定性难以得到保证。同时，填筑范围较大，占地较多，环境破坏较大，不宜直接采用全路基方式通过。

2.2 结合前期整合资料，提出合理方案

根据外业调查和地质勘察结果，考虑到高填深挖路基的不稳定性，同时为达到尽快通过该地段的目的，提出方案一，即高架桥方案，通过设置高架桥直接跨过沟谷，尽量避免该路段内土石方的开挖；为了减小高架桥规模，将路线向山侧靠近，提出方案二，即高架桥+高边坡方案，该方案利用地形设计成桥梁+路基+桥梁的方案通过，在减小桥梁墩高的同时采用小跨径上构架梁。方案一和方案二都是基于地形和地质条件优化的方案，需要进一步深度比较和充分论证。

2.3 通过定性定量比较，进行科学比选

方案一的优点是桥墩数量少，对桥位路段的破坏少，土石方数量相对较少，有利于路线的后期运营以及环境保护，工程造价相对低；缺点是跨山谷的两个墩的墩高较高。方案二的优点是桥梁墩高较低，施工方便；缺点是桥位处的线性指标较低，同时两座桥梁之间的路基段，边坡挖深大，边坡稳定性差，对桥梁稳定性也有不利影响。具体定量比较分析如表1所示。

表1 比选方案的定量比较表

从工程造价方面来看，方案二设置了多级挖方边坡，不仅挖方数量增加较多，而且为了防止高边坡出现稳定性问题，还需要设置大量预应力锚索、抗滑桩或抗滑挡墙等防护及加固措施，防护数量也增加较多；方案一中桥跨结构属于常规结构，可进行标准化施工，对于桥墩处边坡的开挖，开挖面相对较小，设置的防护相对简单。因此，方案一的造价小于方案二。

从工程可靠性方面来看，方案二存在较大的挖方边坡，根据山区公路设计的经验，当土质或类土质边坡高度>20 m时，边坡的稳定性方面存在的问题比较多[1]，施工前需要充分考虑边坡的稳定问题，施工时要加强边坡防护的设置，同时加强边坡沉降的监测，整个过程对施工可靠性提出很高的要求；方案一采用高架桥方案，桥跨采用标准跨径，基础采用桩基础，上构施工工艺成熟，基础沉降较小，施工可靠性较高。因此，方案一工程可靠性优于方案二。

从占用土地方面来看，目前国家大力推行耕地保护政策，引导各项基础设施建设要节约集约利用土地资源，在方案比选时也应贯彻这一思想。方案二占地较多，开挖面较大；方案一是全桥梁结构方案，同时路线长度短，桥梁跨径大，桥墩数量少，进而引起的边坡开挖量更少，公路占用的土地面积也更少，达到了保护土地的目的，避免山区的耕地流失。因此，方案一占用的土地少于方案二。

从环保友好度方面来看，在工程建设中要做好水土保持和生态保护等环境保护工作，注重公路建设与周围自然景观相协调[2]。方案二存在高边坡，边坡阶数较多，挖方的土石方数量以及挖方的范围都比较大，对于局部环境破坏较大，景观效果也较差，与周边自然景观协调性较差，带给行人和驾驶员视觉感较差。方案一只有桥墩处需要对原地貌进行改变，且施工作业面积相对较少，开挖土石方相对较少，对环境保护更好，路段与周围景观协调性较好，后期景观恢复也较容易，加之桥跨结构简洁美观，施工完做好恢复后，将桥梁与周围景观融为一体，对景观也是一种有效提升。因此，方案一的环保友好度好于方案二。

根据上述定量定性分析得出结论：方案一优于方案二。

3 结语

在国省干线公路不断深入推进建设的时代背景下，对公路设计水平的要求也在不断提升。同时，在山区公路设计中涉及的各种问题也更综合、更复杂，不能简单通过设计指标的优化选择路线方案。在考虑基本农田、环境保护区、重要林区等基本限制因素外，对复杂路段还需要从集约用地、环境友好、工程可靠以及合理造价等方面进行定性定量分析，开展更加科学细致的对比分析，在保证工程科学合理的基础上，选择更加环保、经济、适用、美观的公路设计方案。