华州至金堆快速通道工程可行性研究分析

夏克佳

（中煤科工重庆设计研究院（集团）有限公司，重庆 400016）

1 项目概况

金堆镇是陕西渭南市华州区唯一的纯山区镇，境内沟壑纵横、山峦叠嶂，是全国也是亚洲最大的钼业基地，钼储量位居世界前列，被国务院授予“中国钼业之都”称号。可利用金堆镇钼矿产业建设中国最大的钼都矿山公园，在金堆镇修建滑雪场、滑草场、休闲别墅群、洞穴宾馆、高尔夫球场等一批休闲度假项目，开发金堆镇丰富的旅游资源，打造以地质展示、运动体验、文化演艺为主题的文化创意产业集群。

目前通往华州市区的道路，只有金堆专用线绕行华阴境内，经242 国道向北，行至罗敷再利用310 国道向西到达，全程约60km，耗时近2h，绕行里程约30km。因道路等级低、技术状况差、重车碾压严重，该路线交通不畅，人们出行不便，致使“四难问题”[1]（群众日常生活出行难、工矿企业拉运建材难、矿产资源纵深开发难、旅游资源深度挖掘难）十分突出，经济和社会发展严重受限。因此，亟需建设一条快速通道，破解华州至金堆一线的发展难题。

经相关分析研究，道路拟起于华州区城东，邻近少华山景区，向南跨越小夫峪河，折向西傍山展线升坡，后折向南进入太平峪，穿越五龙山，进入石堤峪，再穿越秦岭，沿桥峪河向南布线，在东坪村北部线路折向东，最后止于金堆镇。形成一条华州至金堆的快速通道（图1）。

图1 项目区位图

2 项目建设意义

（1）项目的建设拉近了华州至金堆的距离，缩短了出行时间，降低了交通运输成本，社会经济效益明显。

（2）改善沿线居民的出行条件，完善区域路网，打造过境出行绿色通道。

（3）整合华州区山水资源，实现区域旅游产业升级，满足建设国家生态文明示范区以及国际化旅游城市的迫切需要。

因此，该项目的建设实施具有重要的社会、经济、民生及现实意义。

3 道路功能分析与技术标准论证

3.1 道路功能分析

（1）符合华州区城市总体规划要求，是连接华州区与金堆镇的重要干道，有利于城镇的发展布局，使得城市道路特性更明显。

（2）项目建设将现状少华山景区与规划钼都矿山公园有效地衔接，有利于两大景区旅游资源的整合。项目建成后，将成为一条重要的旅游景观大道。

（3）项目建设直接服务于沿线地块，有利于带动沿线地方经济发展。

（4）经综合分析，该项目应属一条集交通、旅游、景观，影响城镇发展与空间布局等为一体的城市快速干道。

3.2 技术标准论证

（1）通过“四阶段法”构建交通需求预测模型，对交通量进行预测分析。拟建项目预测年限为建成通车后20 年，预测特征年为2019 年、2024 年、2029 年、2034 年和2038 年。交通量预测结果为：2019 年全线平均交通量为9987 辆/日（小客车，下同），2024年 为13432 辆/日，2029 年 为17435 辆/日，2034 年 为22361 辆/日，2038 年为27030 辆/日。

根据上述预测结果分析，拟建道路等级建议为城市快速路，交通功能明显。

（2）根据项目的功能定位、地区特点、预测交通量，结合沿线的地形、地质条件等，经技术经济论证确定设计速度60km/h，双向四车道。

经上述分析论证，建议该项目的道路等级采用城市快速路[2]，双向四车道，设计速度60km/h。

4 项目建设方案可行性研究分析

4.1 地形地貌分析

项目整体线路大致呈西北至东南走向，华州区位于北部，金堆镇位于东南部，地形地势总体北低南高，属山岭重丘地貌，项目需穿越秦岭山区，通过现场踏勘，暂无滑坡泥石流等不良地质现象，有利于道路建设。

4.2 项目建设的多种限制条件

（1）起点顺接新建的310 国道。

（2）与少华山景区的有效衔接。

（3）绕避军事管理区，需进行论证。

（4）穿越五龙山需设置长隧道。

（5）严格保护大鲵自然保护区，需进行论证。

（6）穿越秦岭需设置特长隧道。

（7）与规划金堆钼矿公园的有效衔接。

（8）地形条件受限，设置长大纵坡路段，需进行技术经济安全论证。

通过上述分析，该项目建设条件复杂，需进行多方案比选，确保技术方案经济合理、安全环保。

4.3 项目方案比选

4.3.1 总体路线比选

项目起于华州城区，终点位于金堆镇规划钼都矿山公园景区，拟定路线走向大致分为东线、中线、西线三个比选方案（图2）。

图2 总体路线比选图

东线方案（比选）：线路拟起于少华山景区大门现状道路，然后向南沿小夫峪现状道路（少华山景区道路）布线，穿越秦岭，终点顺接金堆镇北部寺坪村现状道路（金堆专用线道路）。该方案穿越少华山景区，路线全长约22km，全线挖方巨大，几乎全部为隧道，为保证隧道最大纵坡不超过3%，可在线路起点设置大型高架桥，克服高差，虽然该方案线路长度最短，项目建设总投资约55 亿元，但项目建设对景区环境影响大，不能很好地实现本项目功能。因此，东线方案技术经济不合理。

中线方案（推荐）：线路拟起于在建的环山大道，向南跨越小夫峪河后，路线折向西傍山展线升坡，先后跨越小泉沟、白石沟、乔泉沟、缸子沟、龙潭水库，再向西跨越三道自然沟谷后，折向南进入太平峪，避开军事管理区，穿越五龙山设置的长隧道后，进入石堤峪的车湾村，线路沿石堤峪向南，在康坪村处穿越秦岭设置特长隧道，隧道出口位于蜈蚣台，后沿桥峪河向南布线，在东坪村北部线路折向东，终点接规划金堆钼矿公园道路。全线新建道路长约30km，总投资约37 亿元。中线方案基本实现了项目的各项功能，线路平纵技术标准能基本满足设计速度60km/h 的城市快速路要求，技术可行，经济相对合理。因此，建议中线方案为推荐方案。

西线方案（比选）：线路拟起于华州区西部的现状310 国道，然后向南沿现状龙山路布线，绕避军事管理区，再向南沿现状道路进入马峪，设置特长隧道穿越秦岭，然后线路再折向东，经西坪村与东坪村的南部，终点接规划金堆钼矿公园道路。该方案新建路线全长约35km，项目总投资约70 亿元，全线挖方巨大，隧道长度过长（长约25.5km），项目建设对自然环境影响大。因此，西线方案技术经济不合理，且路线绕行距离较远。

经综合技术经济比选，中线方案总体路线顺适地形，长度较合理，穿越五龙山与秦岭，隧道布置合理，既较好地实现了快速交通功能，又有利于沿线服务功能。因此，推荐中线方案。

推荐的中线方案全长约30km，工程总投资约37 亿元，道路等级为城市快速路，设计速度60km/h，全线主要控制点为五龙山隧道（隧道长度2730m，属于长隧道）、秦岭隧道（隧道长度4450m，属于特长隧道）。

4.3.2 重点路段方案研究比选

经分析，该项目重点路段主要有：道路起点段方案比选、五龙山隧道、长大纵坡路段、秦岭隧道、穿越华州大鲵水生野生动物省级自然保护区路段、道路终点段1.5km 高填方与高架桥方案比选。

（1）道路起点段方案比选

关于项目起点位于华州城区何处，结合城市规划、土地开发、交通规划及城市现状等要求，进行了相应的论证工作（图3）。

图3 道路起点段方案比选图

原规划方案：线路起点考虑在华州城区中部，邻近太平峪入口，顺接新建的310 国道，为克服高差，进行平面螺旋展线。起点段全长约6.1km，共设3 处平曲线，圆曲线半径分别为310m、384m、485m，缓和曲线长度50m，平面线形较差，对城市规划用地建设与城市环境影响巨大。共设有3 处桥梁，桥梁规模巨大，桥梁工程投资约13 亿元，桥墩高度多集中在100～160m，桥梁总长约4.8km。该方案技术经济不合理。

优化方案（推荐）：线路起点考虑在华州城区东部，邻近少华山景区，顺接新建的310 国道，为克服高差，线路傍山展线升坡，先后跨越小泉沟、白石沟、乔泉沟、缸子沟、龙潭水库。起点段全长约5.8km，共设5 处平曲线，圆曲线半径分别为320m、600m、600m、600m、800m，缓和曲线长度50m，平面线形较好。共设有8处桥梁，每处桥梁规模不大，桥梁工程投资约2 亿元，桥墩高度多集中在20～50m，桥梁总长约1.6km。优化后的方案既很好地服务于城市交通，又有利于城市地块开发，对城市规划的影响较小，且临近少华山景区，有利于带动景区旅游与资源开发，技术经济比较合理。

（2）五龙山隧道（长隧道）

五龙山隧道为该项目重要控制性工程，路线进入太平峪，必须穿越五龙山，才能进入石堤峪。既要保证整体路线的顺适，合理控制隧道长度，又要避让军事管理区，需征求军事管理部门的意见，进行合理避让，尽可能减少项目实施对军事管理区的影响。受设计标高、地形地貌、避让军事管理区等多种条件限制，五龙山隧道仅进出口平面线形，设置圆曲线半径600m，缓和曲线50m，其余段为直线。受设计标高控制，隧道纵断面为单向坡，纵坡度坡长为2.95%/2730m（规范规定长隧道及特长隧道纵坡度不大于3%[3]），基本已接近规范规定极限，可通过合理的隧道通风排烟设计解决。五龙山隧道采用分离式独立双洞，单洞两车道，隧道内单向通行，隧道内标准路幅宽度为8m。综上所述，采用合理的隧道断面，尽可能减少隧道长度，在保证技术可行、行车安全的前提下，合理控制隧道投资。

（3）长大纵坡路段[4]

五龙山长隧道与秦岭特长隧道之间，有一段长约8km 的路段，平面线形较好，但受现状各种条件限制，该路段道路平均纵坡度约5%，无展线空间，且考虑对自然生态的保护，故采用阶梯型纵坡6%/400m+3%/150m，克服高差。长大纵坡路段，特别是下坡路段，车速过快容易引发安全事故。为保证行车安全，设置相关安全警示标志；在下坡路段设置减速振荡带提醒驾驶人员，并强制减速；在合适的位置设置避险车道，帮助驾驶人员在紧急情况下强行制动。

（4）秦岭隧道（特长隧道[4]）

秦岭为该项目必须穿越的区域，秦岭隧道是该项目最为重要的控制性工程，在保证行车安全，整体路线顺适的前提下，尽可能减小隧道长度，合理控制工程投资，便于后期施工，是本段设计的重难点。经过多次纸上作业与现场实地踏勘，仅隧道进出口平面线形，设置圆曲线半径600m，缓和曲线50m，其余段为直线。受设计标高控制，隧道纵断面为单向坡，纵坡度坡长为2.95%/4450m（规范规定长隧道及特长隧道纵坡度不大于3%），基本已接近规范规定极限，亦可通过合理的隧道通风排烟设计解决。采用分离式独立双洞，单洞两车道，隧道内单向通行，隧道内标准路幅宽度为8m。

根据“小洞门、大绿化”的洞口设计理念，隧道洞口的边仰坡均采用植树种草等生态防护型式，洞顶截水沟两侧种天然矮灌木和植草遮掩，以减少人工痕迹的影响。

考虑到隧道线路长，后期地质条件变化大，可对隧道衬砌结构做加强设计，且隧道全段可采用仰拱结构的形式。隧道施工可采用台阶法，从进出口两端同时掘进施工，缩短建设工期。隧道施工采用“信息法施工，动态设计”。除施工单位自身的监测外，要求独立第三方进行隧道监控量测、超前地质预报。隧道监测除隧道内项目外，还要进行隧道边仰坡稳定性监测、基坑稳定性监测，隧道周边建构筑物的裂缝、变形、倾斜、爆破振速监测。

（5）穿越华州大鲵水生野生动物省级自然保护区路段

该项目穿越华州大鲵水生野生动物省级自然保护区路段，分为核心区、缓冲区、实验区[5]。需编制对该自然保护区生态影响专题论证报告，保证在采取各项生态保护措施的情况下，对该自然保护区不产生明显不利的影响，同时将报告报请政府相关职能部门审批。

建设期生态保护措施：在项目建设过程中，与地方环保、保护区管理部门加强联系，共同协调开展各项工作。尽可能减少对生态环境的干扰，建立相应的应急预案等管理措施。细化并落实水污染、大气污染、固废污染、噪声污染防治措施等。

运营期生态保护措施：加强与交通管理部门的沟通协调，可利用交通管理措施，在进出自然保护区、隧道口等处，采取禁鸣、限行、限速等措施，降低交通噪声。合理设置环保宣传牌标，加强环保宣传措施；建立生态监测观测站，加强环保措施的落实。加强运营期的安全管理，防止意外事故发生，建立相应的应急预案，重视应急预案的演练与总结工作。

严格加强工程设计、施工和运营阶段的生态保护工作，落实各项生态保护措施；加强该项目建设运营期的监测与管控，将项目建设对自然保护区的影响降至最低。

（6）道路终点段1.5km 高填方路基与高架桥方案比选

受钼矿开采区、尾矿区征地标高的限制，结合金堆镇现状地貌与钼都矿山公园景区规划，对道路终点段1.5km 路基进行2 个方案比选。

高填方路基（推荐）：填方量约530 万方，一方面可解决钼矿区大量废矿渣的堆放问题，不必再新征其它用地，减少对环境的破坏影响；另一方面利用废矿渣作为路堤填料，大大减少土石方外运成本，降低工程投资约3.2 亿元，且有利于与规划钼都矿山公园景区的统一规划打造。工业废渣用于路堤填筑时，必须符合国家现行环境保护的有关规定，严禁采用含有有害物质的工业废渣作为路堤填料[6]，使用钼矿区的废矿渣填筑路堤时，应通过专项研究论证与相关试验论证，并经相关主管部门批准，方可使用。高填方路基方案技术经济较合理。

高架桥（比选）：1.5km 的高架桥路段，桥墩高度15～70m，桥梁工程投资约2 亿元，工程投资大，桥梁大型的永久性混凝土结构物与自然生态环境不协调，不利于与规划钼都矿山公园景区的有效衔接和统一规划打造。高架桥方案技术经济与环境均不合理。

5 结语

该项目线路长，规模大，途经沿线控制限制条件较多，技术较复杂，项目前期研究工作涉及较多的政府职能部门、军事管理部门等，各专业设计人员较多，大型建设项目的设计需要整体协调与合理管控。通过该项目的前期研究工作与项目经验总结，可得出如下结论：

（1）项目的实施直接拉近了华州与金堆的距离，缩短了出行时间，减少了交通运输成本，同时整合了相关资源，社会经济效益明显，项目的建设很有必要；

（2）充分发挥项目团队的集体智慧，积极吸取来自各方面的合理建议，对外积极沟通建设单位、地方政府相关部门、相关利益方等，针对疑难问题多层次、多方案地深入研究比选，重视重大、复杂技术问题的专项论证、审查与相关协调工作，保证技术方案的安全可行、经济合理；

（3）虽然项目沿线建设条件复杂，受限因素较多，但通过大量的前期研究论证工作，从工程技术经济的角度分析，该项目的技术是可行的，且具有合理经济性；

（4）项目建设应实现较高站位，重视分析项目建设近远期的影响意义，为远期的城镇发展、重点项目的规划布局等预留空间。