山嶺區(qū)公路路線方案比選研究

員建斌

（山西省交通運(yùn)輸廳發(fā)展規(guī)劃研究中心，山西 太原030006）

1 項(xiàng)目概況

山西省集中連片特困地區(qū)國道239線（原省道大靈線）東坊城至大磁窯段改建工程，是重點(diǎn)扶貧項(xiàng)目。該項(xiàng)目對完善區(qū)域路網(wǎng)，服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，繞避和保護(hù)懸空寺景區(qū)、恒山風(fēng)景區(qū)和恒山水庫具有重要意義。

該項(xiàng)目按二級公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，其中，K0+000—K2+900設(shè)計(jì)速度為80 km/h，路基寬度12 m，K2+900—終點(diǎn)設(shè)計(jì)速度為60 km/h，路基寬度10 m。全線橋梁設(shè)計(jì)汽車荷載等級采用公路-Ⅰ級，寬度與路基同寬；隧道凈寬9.75 m×2（雙洞），凈高5 m。推薦方案路線全長11.774 km。主要工程有大橋636 m/4座、中橋154 m/2座、小橋6 m/1座；涵洞19道；長隧道2 860 m/1座（雙洞）；隧道管理站（兼路橋養(yǎng)護(hù)）1處；避險(xiǎn)車道1處。推薦路線方案橋隧比例30.9%。

項(xiàng)目區(qū)路線起點(diǎn)位于大同盆地邊緣，地形開闊，地勢平坦，路線主要穿越基巖山脈——翠屏山，翠屏山屬于北岳恒山構(gòu)造剝蝕中山區(qū)，微地貌為基巖中陡坡、基巖沖溝，地表受強(qiáng)烈侵蝕切割作用，地形破碎，沖溝發(fā)育，沖溝多呈“V”字型，走向以南北向?yàn)橹鳌Ｗ罡唿c(diǎn)位于翠屏山頂，海拔1 525 m，最低點(diǎn)位于楊峪溝溝口附近，海拔1 162 m，相對高差約360 m，植被以荒草灌木為主。根據(jù)現(xiàn)場實(shí)地調(diào)查和室內(nèi)綜合分析，按地貌特征和成因類型將工程區(qū)劃分為沖洪積平原區(qū)、黃土丘陵區(qū)、山間河谷區(qū)和構(gòu)造剝蝕中低山區(qū)4個(gè)地貌單元。

2 原有公路技術(shù)狀況及存在問題

a）舊路標(biāo)準(zhǔn)低、路況差、利用困難。據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，舊路地裂帶9段、路基沉陷4段、邊坡坍塌及崩塌8段、路拱翹起4段，而且5處滑坡正在進(jìn)行。原東大線共設(shè)平曲線交點(diǎn)85處，其中平曲線交點(diǎn)共62處無法滿足60 km/h設(shè)計(jì)速度要求，占總里程的72%。設(shè)計(jì)速度為60 km/h時(shí)，大于極限坡縱6%，段落總長4.96 km，占總里程的31%。舊路直接利用較困難，不滿足二級公路技術(shù)指標(biāo)的要求[1]。

b）項(xiàng)目沿線不良地質(zhì)病害多，如滑坡、不穩(wěn)定邊坡、崩塌、局部存在零星采空區(qū)、斷裂帶及8級高邊坡；特殊性巖土主要為濕陷性黃土和膨脹性巖土，對項(xiàng)目主體安全影響比較大。

c）路線不可避免地穿越文物東灣遺址和李峪長城敵臺(tái)遺址，已上報(bào)國家文物局批準(zhǔn)。

d）首次在二級干線公路上，隧道方案創(chuàng)造性地采用雙洞方案。該方案經(jīng)多次評審論證，最終確定隧道采用雙洞方案。

3 路線設(shè)計(jì)原則

路線設(shè)計(jì)貫徹“六個(gè)堅(jiān)持、六個(gè)樹立”的設(shè)計(jì)新理念，以“安全、環(huán)保、舒適、和諧”為目標(biāo)，合理布線，合理運(yùn)用技術(shù)指標(biāo)，合理控制工程規(guī)模[2]。

a）路線走線符合新國道239在渾源縣內(nèi)的路網(wǎng)規(guī)劃的總體要求。

b）認(rèn)真做好路線方案比選，加強(qiáng)工程地質(zhì)、水文地質(zhì)調(diào)查，重視地形、地質(zhì)等選線。

c）盡量利用舊路，少占耕地，貫徹可持續(xù)發(fā)展的設(shè)計(jì)理念。

d）盡可能繞避文物，無法避讓的，做好文物保護(hù)方案。

4 路線方案比選論證

4.1 路線起終點(diǎn)設(shè)計(jì)

項(xiàng)目起點(diǎn)與批復(fù)推薦方案起點(diǎn)一致，位于東坊城鄉(xiāng)西側(cè)，與改線的省道203順接，并與現(xiàn)有省道303相交叉，該位置較明確且唯一。

項(xiàng)目終點(diǎn)與批復(fù)終點(diǎn)一致，終點(diǎn)位于大磁窯鎮(zhèn)南側(cè)，同現(xiàn)有省道203相順接。該位置有效避讓了懸空寺景區(qū)、恒山水庫、恒山景區(qū)、大磁窯鎮(zhèn)，陜京天然氣管線等，得到當(dāng)?shù)卣恼J(rèn)可，該終點(diǎn)位置確定且唯一。

4.2 路線方案布置及比選論證

本項(xiàng)目所有路線方案先利用1∶5萬、1∶1萬地形圖進(jìn)行比選論證，再根據(jù)外業(yè)踏勘、調(diào)查結(jié)果和各方案的主要優(yōu)缺點(diǎn)確定比選深度，對有價(jià)值的比較方案繼續(xù)利用1∶2 000地形圖進(jìn)行同深度比選論證，對缺點(diǎn)較為明顯的比較方案則進(jìn)行定性比選論證，通過定性論證，排除了具有明顯缺點(diǎn)的8組方案，本文以推薦方案A線與備選方案B線進(jìn)行比選。路線方案布置詳見圖1。

圖1 路線方案平面布置圖

B線方案為A線方案的局部比較方案。B線方案起點(diǎn) BK6+535—AK6+595、終點(diǎn) BK11+383，全長4 847 m。B線方案為避讓隧道起點(diǎn)滑坡群，從7 km向東北方向設(shè)1.991 km隧道穿越翠屏山，出隧道后路線以路基方式上跨榮烏高速，沿山腰展線上跨陜京天然氣管道后，路線與陜京天然氣管道并行向東上跨唐峪河后接省道203。

4.2.1 建設(shè)條件對各路線方案布置的影響分析

B線方案與對應(yīng)的A線方案，均處于山間河谷區(qū)和構(gòu)造剝蝕中低山區(qū)地貌區(qū)，地形較為復(fù)雜。沿線河谷，沖溝較發(fā)育，地貌受河流側(cè)向侵蝕力及地質(zhì)構(gòu)造控制，溝谷深切，谷壁陡峻，谷底平坦，局部地形開闊；谷底出露地層為第四系Q4al+pl砂礫石層、砂土層，兩側(cè)岸坡出露地層巖性主要為奧陶系灰?guī)r、石炭系泥巖、頁巖、灰?guī)r、煤層等，侏羅系凝灰?guī)r、白堊系礫巖等。路線跨越的山脈為翠屏山，屬于北岳恒山構(gòu)造剝蝕中山區(qū)，為構(gòu)造運(yùn)動(dòng)上升區(qū)，地形復(fù)雜，起伏大，出露地層巖性主要為奧陶系灰?guī)r，石炭系泥巖、頁巖、灰?guī)r、煤層等，侏羅系凝灰?guī)r、白堊系礫巖等，局部山頂披蓋新生界Q3eol黃土。

4.2.2 各方案的選擇和布置情況

根據(jù)實(shí)地調(diào)查，B線方案與陜京天然氣主管線為相同走廊帶，局部路線與陜京天然氣并行，為滿足天然氣保護(hù)200 m范圍內(nèi)禁止動(dòng)態(tài)爆破，隧道約620 m范圍內(nèi)需采用靜態(tài)爆破施工法；B線方案走廊帶滑坡群、不穩(wěn)定邊坡及斷裂帶較多，地質(zhì)情況較差；B線隧道洞體及路基的開挖將會(huì)影響榮烏高速公路恒山隧道洞體的穩(wěn)定性及運(yùn)營安全性。

AK6+535.59—AK11+774段，A線方案設(shè)大中橋341 m/3座，隧道2 860 m/1座（雙洞）。

BK6+535.59—BK11+383段，B線方案設(shè)橋梁953 m/3座（分離式橋梁折算成單線長度），隧道1 991.5 m/1座（雙洞）。

A線方案橋梁長度比B線方案短391.217 m，概算A線方案比B線方案少3 764萬元。

4.2.3 平、縱指標(biāo)及連續(xù)均衡情況

A線方案最小圓曲線半徑為320 m，最大縱坡為5.9%，B線方案最小圓曲線半徑為135 m，最大縱坡為5.9%。

4.2.4 行車安全、通行能力、服務(wù)水平的分析比較

A線方案明顯好于B線方案。

4.2.5 公路用地情況

A線方案用地104.79畝，B線方案用地138.16畝，A線用地比B線少33.34畝。

4.2.6 與原有公路、農(nóng)田水利、電力、通信、重要管道等的干擾情況

A線方案和B線方案與原有公路、農(nóng)田水利、電力、通信等干擾情況相當(dāng)。

4.2.7 環(huán)境影響情況

兩方案對環(huán)境影響相當(dāng)。

4.2.8 主要工程數(shù)量

A線方案與B線方案的工程數(shù)量見表1。

4.2.9 社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益

B線方案比對應(yīng)的A線方案造價(jià)高3 764萬元，綜上所述，A線方案的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益比B線好。

4.2.10 其他

當(dāng)?shù)卣鈱陕肪€方案的布設(shè)，同意對各方案進(jìn)行工程與經(jīng)濟(jì)技術(shù)綜合比較，確定合理的路線推薦方案。

表1 主要工程數(shù)量比較表

通過對路線方案的比選，從運(yùn)營安全、路網(wǎng)布局、工程地質(zhì)、技術(shù)條件、實(shí)施難易程度、環(huán)境保護(hù)、批復(fù)路線方案并結(jié)合相關(guān)部門的意見進(jìn)行綜合分析，認(rèn)為A線方案總體優(yōu)勢比較大，擬以A線方案作為本項(xiàng)目的推薦方案。

5 結(jié)語

公路建設(shè)項(xiàng)目，路線方案的比選至關(guān)重要。本文從路網(wǎng)布局、技術(shù)指標(biāo)、工程地質(zhì)、技術(shù)條件、實(shí)施難易程度、運(yùn)營安全、環(huán)境及文物保護(hù)以及工程造價(jià)等方面對比選方案進(jìn)行了論證，最終確定了路線的推薦方案。本文提出的路線方案比選論證方法及路線設(shè)計(jì)原則是基于多條公路項(xiàng)目成功經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，對于類似項(xiàng)目的山嶺區(qū)路線方案比選有一定的參考和借鑒意義。