沈海高速公路莆田段總體設計及路線方案探討

■林達和(福建交通規劃設計院，福州　350004)

沈海高速公路莆田段總體設計及路線方案探討

■林達和
(福建交通規劃設計院，福州350004)

摘要本文以沈海復線高速公路莆田段公路工程初設和定測階段的總體設計及路線方案比選為例，針對我省山區高速公路項目特點及難點，重點介紹特殊路段路線方案的綜合比選，從順應地形、互通立交節點合理性及符合環保、工程可實施性等角度出發，靈活運用技術指標，優化路線方案，減少橋隧構造物以降低造價及營運成本等多方面探討了路線設計的關鍵問題，最后推薦合理的路線方案，旨在為今后類似工程的設計提供一些有益的參考。

關鍵詞沈海復線莆田段高速公路山區特殊路段線形路線方案

1　項目概況

沈海復線莆田段高速公路工程(以下簡稱本項目)是海西高速公路網布局規劃“三縱八橫三環三十三聯”中“二縱”沈海復線的重要組成部分。本項目的建設進一步完善我省高速公路網和莆田市干線公路網布局，極大改善沿海山區的公路交通條件，合理分流既有的沈海高速公路交通量，確保沿海公路主通道能力充分、運行快捷。

項目起于莆田市仙游縣游洋鎮五星村，與沈海復線福州段順接，沿線設五星樞紐互通(與湄渝高速公路的銜接條件)、菜溪、仙游北、蒲峰樞紐及仙游南等五個互通立交，路線止于仙游縣龍華鎮金溪村，與沈海復線泉州段相連。路線全長50.241km。

2　項目特點、重點及難點

(1)項目經過在建的金鐘水利樞紐工程庫區邊，且沿線中小型水庫、水電站較多，路線既要予以避讓并做好水資源保護，又要考慮水利水電工程泄洪對高速公路的影響。

(2)既要做好本項目與莆永高速公路的銜接，又要為方便仙游縣連接創造條件，以發揮路網整體效益，同時應考慮項目起終點順接的“沈海復線福州段、泉州段”，并預留與項目起點路段交叉的“湄渝高速”銜接條件，通盤考慮路網節點布局，保證方案銜接合理。

(3)沿線地形復雜，地物較多，橋隧比例高，應合理選擇路線方案，減少橋隧數量，降低造價及運營費用。尤其是項目隧道工程量大，長隧道多，加之為雙向六車道標準，建設難度大，應特別重視各隧道地質、洞口地形條件及施工可能出現的滲水對村莊、耕地與植被影響的方案比選論證。

(4)沿線土地資源較緊缺，特別是蒲峰樞紐互通至終點路段村鎮密集、人口密度大。因此，少拆遷、少占耕地，集約利用土地資源，合理設置通道等構造物，方便群眾生產、生活，并為村、鎮發展留足空間是項目總體設計的重點之一。

(5)路線跨越木蘭溪及支流，應做好橋墩防沖刷、抗撞擊設計。

(6)單向坡長大隧道雙向施工存在逆坡排水，應正確應對這一困難問題。

(7)長隧道、特長隧道的通風照明等營運費用高，應做好節能環保設計。

3　總體設計思路

本項目勘察設計以“安全、耐久、節約、和諧”為總原則，貫徹交通運輸部及我省的高速公路勘察設計新理念，結合項目特點，擬定本項目總體設計思路如下：

(1)靈活設計，創作設計，實現“技術可行、實施可能、經濟合理、可持續發展”的目標。

(2)按照系統工程要求，協調項目外部與內部各專業間的關系，合理確定主要技術指標和設計方案。

(3)運用全壽命周期成本分析方法，對設計、施工、運營、管理各階段進行論證，選擇綜合效益最佳、服務質量最好的方案。

(4)以運行速度理論為指導，綜合地質、地形、經濟、環保選線原則，精心做好路線設計，從設計源頭保證安全及工程可實施性。

(5)融入自然，妥善處理工程建設與水源地保護、環境敏感點等的矛盾。

(6)做好與本項目交叉、平行公路的合理銜接，多角度研究路網節點與互通立交布局。

(7)合理匹配地形，減少橋隧比例，降低工程造價和運營養護成本。

(8)尊重區域規劃，妥善處理工程與規劃關系，服務地方發展。

(9)貫徹最嚴格的耕地、土地保護制度，減少拆遷，最大限度保護環境的基本國策。

(10)針對社會人文特征，遴選景觀設計主題，賦予公路環境個性。

4　初設階段特殊路段路線方案比選

針對本項目高陽至白鳧路段路線(見圖1)經過在建金鐘水利樞紐工程庫區旁，經與水利、環保等部門充分溝通協調后，針對金鐘水利樞紐工程水源保護范圍尚未劃定的現狀，類比省內同類水庫的保護范圍做法，結合地形條件、橋隧布局等，分別提出了距水庫正常蓄水位水邊線約160m且距取水口約2.2km以上，及距水庫正常蓄水位水邊線約1km且距取水口約3km的兩個路線方案進行比選，即K線與A線方案的比選，以適應將來確定的水源保護范圍要求。

圖1　高陽至白鳧路段路線方案平面示意圖

(1)路線走向

K線方案比選起于高陽村，穿金鐘1號隧道(2135m)、2號隧道(2743.5m)后，建金鐘1、2號大橋，而后穿金鐘3號隧道，段落里程8.373km。

A線方案方案起于高陽村，穿金鐘特長隧道(5004m)，建金鐘1、2號大橋，終于白鳧，A線方案終點AK79+181.290=K線方案K79+024.184，段落里程8.530km，路線長度比K線長0.157km。

(2)方案優缺點分析及推薦意見

①方案比較表(表1)

表1　高陽至白鳧路段路線方案比較表

②方案優缺點

●K線方案

優點：較A線路線里程短157m，橋隧構造物總量少142m；避免修建特長隧道，不需特殊通風設備，工程造價省17471萬元，運營成本低。

缺點：路線距離庫區水邊線較近(約160m)，與地方路存在一定干擾。

●A線方案

優點：距離水庫庫區水邊線較遠(約1km)，更有利于庫區水源保護；采用特長隧道方案干擾較小。

缺點：較K線路線里程長157m，構造物多142m；特長隧道總體地質較差，工程造價高17471萬元；修建特長隧道(5004m)需設通風豎井，運營費用高。

③推薦意見

綜上所述，雖然K線距離庫區水邊線較近，但類比我省同類水庫的保護做法，方案可行，且K線方案橋隧構造物總量短151m，采用隧道群方案，不需特殊通風設備，工程造價低，運營費用省。因此，在庫區水源保護范圍尚未劃定的現狀下，初設階段推薦K線方案。

5　定測階段路線方案優化(見表2)

表2　定測階段平、縱面線形局部優化路段

(1) K65+300～K68+200 (五星路段)

優化情況：結合興尤高速的最新路線方案，路線向右相應調整，降低與興尤高速交叉處的設計高約10m，取消五星2號大橋(323m)，縮短原五星3號大橋(定測五星2號大橋) 160m。詳見圖2。

圖2　五星路段

(2) K80+000～K81+600 (菜溪互通路段)

優化情況：路線左移，同時根據實測縱橫情況優化縱面，減少挖方數量約12萬m3，使合同段內土石方更趨平衡。詳見圖3。

圖3　菜溪互通路段

(3) K82+000～K85+000 (玢山隧道路段)

優化情況：路線左移，取消洞內彎道，采用長短洞方案，使玢山隧道右洞進口避開沖溝，同時可有效地利用隧道進口填方路基消化棄方。詳見圖4。

圖4　玢山隧道進口段

(4) K98+500～K101+500錦峰隧道路段

優化情況：根據錦峰隧道詳勘鉆孔揭露，F13a斷裂經過的洞身段，斷裂及附近節理裂隙密集，導水性好，涌水量大。定測階段結合地質情況，路線向右調整約240m，遠離錦峰村，以減小隧道洞室涌水量，降低隧道頂上居民生活用水的影響。同時取消蒲峰大橋283m，以消化隧道洞渣及挖余土石方。詳見圖5.

圖5　錦峰隧道路段

6　結語

近年來，我省山區高速公路建設發展迅速，如何加強地形、地質、環保選線及路線平縱線型優化設計以節省工程造價是今后公路總體設計及路線方案設計的主要研究方向。本文通過沈海復線莆田段高速公路的總體設計及路線平縱線形優化設計介紹，為今后山區高速公路的路線方案比選提供一些有益的參考。

參考文獻

[1]中交第一公路勘察設計研究院.JTGD20-2006,公路路線設計規范[S].北京：人民交通出版社,2006.

[2]奚勇.山區高速公路路線設計有關問題的探討[J].華東公路,2003,3 (142):51-54.