黎霍高速公路太岳山段路線方案研究

吳 瓊

（山西省交通規劃勘察設計院，山西 太原 030012）

黎城至霍州高速公路是國家高速公路網G2211長治至延安聯絡線的重要組成部分，同時也是山西省“三縱十二橫十二環”規劃中第九橫中的重要組成部分。對形成國家高速公路運輸網絡、促進地方經濟發展、幫助沿線革命老區脫貧致富、提高國防應急等方面有重要意義。黎霍高速必須穿越太岳山，由于該段地形地質情況復雜，加之煤炭資源豐富，采空區分布較多，且受水環境影響，路線方案選取十分困難，是整個項目路線方案研究的重點。

1 制約因素

黎霍高速公路路線總體呈東西走向，以隧道形式穿越太岳山脈，路線途經藏煤區和霍泉水域，終點與大運高速公路辛莊樞紐相接。本項目路線走向的主要控制因素為壓覆現有煤炭資源、周邊路線水環境影響、太岳山的特長隧道、互通立交等問題。針對復雜的路線局部工程設計方案，應遵循4方面的設計原則，綜合考慮項目適應地形、環保設計、安全設計、合理降低造價的設計理念并結合本段的制約因素進行方案研究[1]。

2 工可方案回顧

工可階段在該段布設了A線、A1線方案，工可推薦方案為A線方案，A1線為穿越太岳山的比較方案。工可推薦方案路線走向：在好村東設靈空山互通立交，向西跨越龍頭河，設隧道至古縣下寶豐，后采用連續橋隧至古縣千佛溝，設千佛溝互通立交，之后西行以隧道群依次途經橫嶺北、頭頭川、至廟灣，設太岳山特長隧道至霍州楊家莊。

圖1 工可路線方案布置圖

A線好村—千佛溝段以隧道群通過沁源、古縣藏煤區，工程規模大，壓煤段落長。而A1線方案為穿越太岳山的比較方案，工可報告認為A1方案具有里程短、線形好；隧道總長較A線短5.66 km，壓煤少，采空區短，投資省2.14億元等優點。但存在太岳山隧道長達17.43 km、縱坡大（1.7%）、靈空山鎮拆遷較大、隧道搶險、救援等安全風險大、同時后期運營費用較高等明顯缺點。故否決了A1線方案。

3 路線方案比選

通過研究工可方案報告、總結分析A線與A1線方案特點，指出A1線方案雖存在一些缺點，但路線具體走廊帶明確、相對工程規模小、走廊帶壓覆煤炭段落較短、有利于當地原生態環境保護、互通服務功能提升等明顯的優點，由于A1線方案隧道縱坡較大、存在大量拆遷靈空山鎮等問題，對A1線進行了局部優化形成A2線方案，并對A2線方案進行了重點研究分析。

3.1 A2線方案

A2線方案比較建立在A1線方案基礎上，將路線布設走向改為沿柏子溝溝底方向，其中太岳山特長隧道東側進口段標高降低57 m，隧道內縱坡由1.7%降至1.4%；減少了對靈空山鎮的拆遷，同時避開了原有通過采空區的路段；A2線取消了5座中短隧道的同時降低了橋高，路線繞避楊家莊水庫后，將隧道西側出口向北平移了約400 m。

圖2 A2線方案圖

A2線與A1路線方案對比結果：太岳山特長隧道全長 18.1 km，增長 507 m，橋梁總長增長0.415 km，全線整體路段隧道總長反而減少2.358 km；靈空山互通位置由好村段轉移至靈空山鎮，并與S323相接，路線整體設置條件和服務功能提升，改善效果明顯，但A2線離古縣水源地不足1 km，經水環境影響評價，對水源地影響較大。

具體線位征求意見情況：沁源縣政府同意靈空山互通的布設位置及路線走向沿龍頭河布設；但古縣政府針對A2線方案，提出路線需遠離北平水源地，并在千佛溝設互通。沿線煤企包含太岳、沁新、康偉、東瑞、西山煤電等，煤炭企業發函提出反對橫穿藏煤區的A線方案，同意A2線方案沿龍頭河布設。

3.2 A6線方案

針對水源地土壤條件差，地下水位高等問題，路線區域易形成濕地、泥沼、洼地；所以在路線方案選線時原則上盡可能繞避會影響地下水環境的區域[2]。A6在A2路線段基礎上將隧道向南方向設置成曲線段，使得A6線方案盡量遠離古縣水源地。經水環境影響評價分析，布設的特長隧道到古縣水源地取水點距離為2.0 km依然對水源地產生相關性影響，需進一步研究論證。

圖3 A6線方案圖

3.3 A8線方案

根據在千佛溝地區設互通以及古縣政府的意見，以隧道的方式向西直接穿過太岳山，路線中間通過古縣水源地和北平水源地，但對古縣水源地影響較小。A8線以15.2 km特長隧道替代了A線隧道群（5.8 km/5座）和特長隧道（11.4 km/1座）的組合，雖減少了工程規模，但存在壓煤面積過大的問題。

圖4 A8線方案圖

3.4 A9線與A10線方案

A9線是繞避藏煤區走向繼續向西的解決方案，此方案縱斷面升坡，并在古縣大南坪區域南側設立千佛溝互通；路線向西經古縣城市和北平水源地，向西北展線穿越太岳山脈并到達霍州楊家莊段。A9線路線方案兼顧考慮了保護地下水環境、煤炭資源壓覆、互通功能性服務等3個方面，地方政府意向明確的同時工程規模優勢明顯。因A9方案里程較長的因素，特提出了設立曲線連續隧道安全通過太岳山段的A10路線方案。

圖5 A9、A10線方案布置圖

A 10線與A9線方案相比：

a）A10方案路線長度較A9線減短1.3 km，其中太岳山隧道長度15.07 km，縱坡2%；

b）A10線路段以隧道形式下穿熱流河區域，隧道拱頂將出露河底的同時河底標高與設計高僅差12 m，存在安全隱患并對河道產生影響。

3.5 A6+A9線方案

綜合考慮前述方案基礎上，提出了A6+A9方案：與項目沿線政府、沿線煤炭企業再次就A6+A9方案征求意見，并與A線同等進行了壓覆資源評估影響評價。

圖6 A6+A9線方案布置圖

3.5.1 專項評價情況——壓覆資源評價

根據評估報告，對應比選段落。

表1 A線、A6+A9線壓覆資源情況一覽表

根據評估報告：

a）A6+A9線壓煤段比A線少5.5 km，且壓覆資源量較工可A線少1 360萬t；

b）A6+A9線涉及企業少、易協調，采空區短，地下瓦斯影響小；

c）A6+A9線壓煤路段大多位于柏子河道，因分布村莊、河道、公共設施等需設保安煤柱，該段煤炭資源開采的經濟效益低?？傮w評價，A6+A9線對煤炭資源影響相對較小。

3.5.2 工可A線、A6+A9線方案工程規模比較

工可A線、A6+A9線方案工程數量對比見表2。

表2 工可A線、A6+A9線主要工程數量比較表

與A線方案相比，A6+A9線方案

a）優點 （a）對水源地影響小，壓煤少且影響小，符合沿線政府和企業的意向；（b）互通設置條件好，服務功能優，后期運營費用低；（c）隧道較A線短5.9 km，采空區處置較A線短6.0 km，建設條件好，總體工程造價低。

b）缺點 （a）路線長度較 A線長 2.2 km；（b）占地較A線多237畝。

3.5.3 與規劃路網銜接情況（規劃的古縣至翼城高速公路）

根據2013年8月發布的《山西省高速公路網規劃調整方案》，規劃新增古縣至翼城高速公路與本項目相接。若按原工可A線方案規劃接點區域為橋隧密集段，無法設置連接樞紐；A6+A9線在該段可利用地形設置約3 km路基段，接線條件有利。經與古縣至翼城高速的工可編制單位溝通、研究，并初步征求古縣政府意見，擬利用有限地形條件，擬將接線樞紐的各匝道與出入互通組合，在本項目中實施建設；待古縣至翼城高速建設開通后，中斷該處出入功能（僅服務于古縣管理處），由古翼高速南側最近的出入互通負責該區域的出行。

方案比選是一個篩選論證的科學辯證過程，在比選過程中對方案分清主次并歸類排序[3]。經多個方案比選分析，A6+A9線綜合方案兼顧考慮分析了煤炭資源壓覆問題、地下水環境資源保護問題、設立互通服務性功能等3個方面，方案與規劃路網銜接關系條件良好，地方政府意向明確并且路線工程規模優勢明顯。本項目太岳山路段的推薦方案擬定為A6+A9線方案。

4 結語

山區高速公路復雜路線方案受實際地形、地質條件、工程造價、環境保護、壓覆資源、規劃路網銜接等多方面因素制約[3]。本項目路線方案選擇統籌兼顧、協調規劃并綜合各方因素進行比選論證，并以特定專項評估明確方案優劣，逐步優化設計問題，最終取得項目綜合性的最佳方案。