山岭重丘区公路选线要点与案例最优解分析

摘要：为深入研究山岭重丘区公路选线的设计要点，文章从山岭重丘区公路特点出发，分析了其选线原则、总体思路、方案比选及最优解分析等核心设计要点，并以实际工程为案例，对其选线过程进行了详细分析，运用所分析的设计要点选出该工程最优路线，为山岭重丘区公路选线提供借鉴。

关键词：公路选线;山岭重丘区;总体思路;方案比选;最优解

中图分类号：U412.32

0 引言

随着国家对基础设施建设的大力投入，作为带动山岭重丘地区经济发展，实现全面脱贫与乡村振兴的重要基础设施，山岭重丘区公路也得到了蓬勃发展[1-2]。而选线作为山岭重丘区公路建设最核心也是最关键的环节，需从地形、地质条件差、区域控制点多等实际出发，考虑路线基本走向和技术指标，结合环评水保、土地指标、施工因素及经济因素，由浅至深，逐步深入，分步骤进行方案的全方位、多层次比选，选出的路线方案才能达到最优[3-7]。相对平原地区，诸多复杂因素使得山岭重丘区公路选线难度变得很大。然而，一旦路线设计出现问题，不仅会造成工程投资的增加，而且可能埋下严重的安全隐患，从而影响山岭重丘区公路的建设水平。

因此，对山岭重丘区公路的选线要点进行研究，可以提高山岭重丘区公路设计的总体水平，保证整个项目的安全与质量，降低工程造价。

本文在以往研究的基础上，结合路线设计规范与实践设计经验，从山岭重丘区公路特点入手，分析其选线原则、总体思路、方案比选、最优解分析等核心设计要点，再以某山岭重丘区公路工程选线案例为例进行详细的分析，运用所分析的设计要点选出其最优路线，为山岭重丘区公路选线提供借鉴。

1 山岭重丘区公路特点分析

相比平原地区，山岭重丘区地形多变、地质复杂，公路路线设计需全方位、多层次考虑，才能确保方案经济可行、对自然环境影响最小。其特点主要有：

（1）技术难度大：需克服大高差及平纵指标均衡的难题，重点解决垭口位置、过岭高程和垭口两侧展线三个核心问题。

（2）用地空间少：地形陡峭，可直接利用的土地及道路较少，直接决定了路线走向。

（3）不良地质多：滑坡、泥石流、崩塌等不良地质频繁多发，地质选线难度大。

（4）环境要求高：路基高边坡多，大填大挖多，对环境影响大，需严格控制相关指标。

（5）工程造价高：相比于平原公路，山岭重丘公路总体造价高，包括构造物建设费用、不良地质处理费用、环境保护费用等。

2 山岭重丘区公路选线要点分析

2.1 总体原则

在对山岭重丘区公路进行设计时，应深入调查沿线各类敏感点及矿产资源;综合考虑与相关公路、铁路、输电线路、油气管道等平面或交叉关系;充分利用地形条件，合理确定垭口位置，尽可能避免高填深挖等现象;尽可能少占基本农田，重视环境保护。

此外，还应结合其他运输系统的布局，考虑公路网规划、公路功能与等级等情况;考虑社会、经济因素和复杂的自然条件等影响。

2.2 总体思路

根据《公路路线设计规范》，并结合道路设计经验，山岭重丘区公路选线总体思路如图1所示。现对选线过程中资料收集、方案初定、实地踏勘、控制点选择4大关键要点进行详细分析。

2.2.1 资料收集

（1）地形图（一般收集1∶50 000、1∶10 000、1∶2 000）、无人机航拍照片、已有的调查资料。

（2）交通量及交通组成等交通调查资料。

（3）与本工程相交的道路资料。

（4）路线所经范围的自然条件（包括沿线地质、水文、气候等）。

（5）路线所经范围的城镇、基本农田图斑、相关规划等资料。

（6）与路线方案有关的其他资料。

2.2.2 方案初定

实地勘察之前在地形图上（1∶50 000或1∶10 000）初步选出可行的各种方案。重点应在地形复杂、外界干扰多和牵扯面大的受控路段进行方案比选，如较大沟渠、垭口、矿区、水源保护区、生态保护区、风俗敏感区、重要城镇等。

2.2.3 实地勘察

（1）初步落实各控制点的具体位置。

（2）对路线、大桥、隧道等提出推荐方案。

（3）分段提出采用的技術标准和主要指标。

（4）在对调查资料进行深入研究后，分析对比，锁定影响路线方案的各大控制点，如垭口位置、过岭高程、垭口两侧展线条件、特大桥桥位、与其他公路或铁路相交位置及高程，不良地质地段等。

（5）调查筑路材料地材如砂、石等价格，外购材料如钢铁、水泥、木材等价格，运距、供应量情况等。

（6）其他如沿线民族习俗、居住生活供应、气候特征、地形险阻等情况也应进行调查。

2.2.4 控制点选择

（1）确定路线起、终点，连接的主要城镇。

（2）走廊控制因素分析：地形、不良地质、水文、环境、文物、军事设施、风俗敏感点、基本农田等。

（3）路线方案拟定：在项目可行前提下，权衡节点需求与线形，保留方案应具有代表性，该避让的避让，该穿过的穿过，不过分强调工点组合。

（4）针对不同的控制节点，采用如下措施：

①经过沿线城镇的路线布置

公路应结合城镇规划，采用“近镇不进镇”的原则。

②经过重大工程地质灾害的路线布置

调查沿线重大工程地质灾害的范围、分布和严重程度，论证并确定绕避或整治方案。

③经过桥梁节点的路线布置

特大桥、技术复杂性大桥的桥位作为路线方案的控制点进行分析，中、小桥涵服从路线总体方案进行设置。

④经过水库、军事设施等节点的路线布置

水库、军事设施的位置，应为路线走向控制节点，路线应尽量避绕。

⑤经过平交（等级路）节点的路线布置

平面交叉交角宜为直角;斜交角度<70°时，平面交叉应通过调整匝道线形或通过分隔岛和倒流岛的布置使交角接近于直角。

2.3 山岭重丘区公路路线方案的拟订与比选要点

路线方案比选是路线设计的重要环节，是通过对可行方案的技术指标、经济指标、社会环境影响等进行全方位、深层次、同深度的分析论证，选出最合理的路线方案。具体比选指标如下：

（1）技术指标：包括路线长度、圆曲线最小半径及个数、路线增长系数、最大纵坡及其最大最小坡长、最小竖曲线半径等。

（2）经济指标：主要包括土石方、排水及防护的各大路基工程数量、路面工程数量、桥隧比、征拆地数量等影响造价的主要指标。

（3）经济效益及社会效益分析综合对比。

2.4 平、纵线形及其组合要点

（1）平面：平面上不强拉直线，尽量采用与地形协调的长缓曲线，同向曲线宜用≥6 v的直线段，反向曲线间应有≥2 v的直线段，直线过短则采用S型曲线。

（2）纵面：纵面起伏不应过于频繁，坡长宜长，纵坡宜缓，避免锯齿型坡和短距离的“驼峰”和“凹陷”。相距不远的同向竖曲线尽量连接，反向竖曲线最好有一段直线。

（3）平纵组合：长陡下坡尽头避免设小半径曲线。最不利的情况是凸曲线与小半径曲线相隔太近，因凸曲线阻碍视线，失去引导视线的作用，应使平、竖曲线重合，注重行车安全性及舒适性。

3 山岭重丘区公路选线案例分析

3.1 案例工程背景简介

本案例工程位于广西东部，路线大致走向为自东向西，起终点明确，地处山岭重丘区。下文对其选线过程进行详细分析，重点分析其方案比选过程。

3.2 案例工程选线详细分析

根据不同的垭口位置，如图2所示，拟定了两个方案，分别是图中的方案一、方案二及其局部比较线方案。

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（1）控制點选定，垭口位置选定

固定控制点为总体布局中确定的点。

方案一A、F为固定控制点，选定B控制点为垭口位置。

方案二①、⑩为固定控制点，选定②控制点为垭口位置。

（2）加密控制点

在体现路线轮廓的基础上，根据期间细部地形加设中间控制点，路线方案才能具体确定。

方案一路线于B控制点处挖开垭口，根据试坡布线的方法大致可以确定E点控制点位置在图2所示位置，路线继续沿山脊线布线，经过控制点C、D、E，终于F点。

方案二①与⑩之间跨越四个山梁，三个山谷，包括三组半起伏。根据试坡布线的方法大致可判断控制点⑥的大致位置在图2所示位置。经过控制点③、⑤、⑦、⑨，填方大，经过控制点②、④、⑥、⑧，挖方较大，做到填挖平衡，终于⑩。

②与⑩之间包括两组起伏，路线如直连线布线，填方过大，走匀坡线，工程虽小，但路线曲折，走中间合理。

试线完成以后，再从技术指标、工程规模、地质条件、安全性、生态环保及基本农田占用情况等角度定性分析方案一及方案二，寻求方案最优解，如表1所示。

经综合比较可知，方案一基本沿旧路布线，纵面指标稍差，但旧路利用率高，基本不占农田，施工方便且行车、运营安全性更优;方案二虽然纵面指标稍高，充分利用地形展线，但因路线稍长、工程量大、新征土地较多、造价较高、其他优势不明显而被放弃。

4 结语

综上分析，山岭重丘区公路选线是一个通过寻找控制点并处理好中间相互关系的过程。其基本流程为总体布局定好大方向，再到主要控制点的选定，结合地形、地质及地物条件决定细部。在这一过程中对可能的轮廓方案进行比选，保留2～3个方案，进行下一步细部地形加密控制点的工作，再结合技术指标、工程规模、地质条件、行车安全性、生态环保及基本农田占用情况等角度来分析，才能最后确定路线方案。

参考文献

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[8]JTG D20-2017，公路路线设计规范[S].

作者简介：

陈仕奇（1985—），工程师，主要从事道路设计工作。