羅城經懷寶至融水洞頭公路越嶺段路線方案研究

梁日裕

(廣西路橋集團勘察設計有限公司，廣西 南寧 530011)

0 引言

近年來，公路建設速度不斷加快，并逐漸向山區延伸[1]。由于山區地形地貌復雜多樣，山區越嶺段的路線設計往往受到地形地貌、工程地質、風俗人情、環境保護、工程經濟等眾多因素的影響[2-4]；越嶺段路線布設的不合理會引發地質災害和環境破壞等諸多問題。因此，如何在眾多復雜因素的影響下，通過路線方案的比選論證，確定出一條經濟合理、安全可靠的路線方案，是對山區越嶺段路線方案設計人員的艱巨挑戰和重大考驗[5-7]。本文通過燈美山至終點(風吹坳)段經平洞嶺(K線方案)和經白巖坳(B線方案)兩條路線方案比選研究，分析山區越嶺段路線設計的工作過程和思路，給類似山區越嶺的路線選線設計工作提供參考。

1 項目概況

羅城經懷寶至融水洞頭(羅城至風吹坳段)公路項目是廣西普通公路網規劃方案布局中“縱9”三江(梅林)至欽州港公路的重要組成部分，采用二級公路標準，項目地理位置如圖1所示。本項目推薦方案路線全長59.840 km，預算總金額為45 056萬元，平均每公里造價為752.941萬元。其中燈美山至終點(風吹坳)段，設計速度采用40 km/h，地形地質條件復雜，植被茂密，坡面較陡，以路基為主，局部設置橋隧，路基土石方工程量大，對項目總造價影響較大。該路段的K線和B線方案比選是本項目勘察設計的重點和難點，也是本文闡述的重點。

圖1 項目地理位置圖

2 路線方案布設情況

圖2 燈美山至終點段路線方案比較示意圖

2.1 經平洞嶺路線方案(K線)(K53+200～K57+213.183)

K線方案起點位于項目K53+200燈美山山口處，往平洞嶺方向跨越燈美山沖溝，沿有利地形展線至平洞嶺鉛鋅礦區，跨平石溝后沿礦區邊緣布線至風吹坳，設置隧道下穿風吹坳進入融水境，終點接入下一標段起點。

K線方案長4.013 km，共設橋梁319 m/2座，隧道625 m/1座，涵洞12道，路基土石方工程數量64.23萬m3。最小圓曲線半徑61 m，平均每km交點個數3.24，最小凹曲線半徑1 200 m，最小凸曲線半徑1 200 m，最大縱坡6.8%。

2.2 經白巖坳路線方案(B線)(BK53+200～BK58+819.312)

B線方案起點與K線一致，在燈美山山口往東沿燈美沖溝一側展線，經燈美至白巖坳，設置隧道下穿白巖坳進入融水境，后沿有利地形繼續展線至風吹坳北側本項目終點，接入下一標段起點。

K線方案長5.765 km，隧道580 m/1座，涵洞17道，路基土石方工程數量127.48萬m3。最小圓曲線半徑60 m，平均每km交點個數5.20，最小凹曲線半徑1 500 m，最小凸曲線半徑1 500 m，最大縱坡6.5%。

3 路線方案的比選論證

3.1 工程地質條件比較

K線方案位于印支第二亞構造層上。路線外圍褶皺和斷層比較發育，路線則位于條帶型構造線的左側。K線方案在風吹坳隧道受龍岸-拱垌斷層的影響，斷層在羅城縣與融水縣交界的平洞嶺處風吹坳隧道段近于平行、重合。全段受不良地質條件影響的邊坡有3處。

B線方案位于印支第二亞構造層上。路線偏離龍岸-拱垌斷層，在白崖坳隧道段不受此斷層影響。全段受不良地質條件影響的邊坡有10處。

從地質條件上看，在不良地質邊坡方面比較，K線方案較B線方案地質條件好，但K線方案受龍岸-拱垌斷層影響，風吹坳隧道圍巖穩定性可能較差，B線方案上的白巖隧道距離斷層較遠，不受斷層影響。

3.2 技術指標比較情況

表1 K線、B線方案平縱技術指標對比表

從表1可見，K線方案的平、縱面技術指標總體優于B線方案。

3.3 主要工程規模和造價的比較

K線方案和B線方案主要工程規模及造價比較見表2。

表2 K線、B線方案主要工程規模及造價比較表

從表2比較情況可見，K線方案橋隧道工程量較B線方案大，平均每公里造價也較高。但K線方案總里程長度較B線方案短1.752 km；K線方案路基土石方、排水及防護、路面等工程量均小于B線方案；占地規模方面K線方案較B線方案小；K線方案工程總造價也較B線方案小。因此，從運營經濟和總投資方面看，K線方案優于B線方案。

3.4 綜合比較論證

3.4.1 工程地質及施工影響方面

K線方案受龍岸-拱垌斷層的影響，風吹坳隧道段地質情況可能較差，隧道施工存在較大風險。經初步勘察，龍岸-拱垌斷層走向約NE5°，傾角58°，長約40 km，影響寬度200～300 m，為非全新活動張性斷層。風吹坳隧道段淺層部巖層破碎，巖層裂隙水發育，在技術方案上應加強技術措施的設計確保結構和施工安全，因此方案比選時風吹坳隧道相比白巖坳隧道估算每延米造價較高。K線方案由于存在兩座大橋建設及隧道長度也較長，施工工期較B線方案長。

3.4.2 公路建設對自然環境和社會環境的影響

K線方案跨燈美山沖溝后依山展線，途徑平洞嶺鉛鋅礦區，對礦場的生產存在一定的影響，但總體路線線形較好，里程較短，填挖工程規模較小，采用橋梁跨越的方案路線美觀，與環境協調，整體對環境破壞的影響較小。 B線方案大填大挖處較多，且沿燈美山沖溝布線，局部路段填方占用沖溝，防護工程和改溝工程量大，土石方棄方量大，高邊坡和沖溝匯水沖刷造成的水土流失對環境破壞影響較大。

3.4.3 路線方案對投資和運營的影響方面

在投資方面，K線方案受橋隧規模較大的影響，平均每km造價較B 線方案大，但總造價仍低于B線方案。K線平、縱面線形較好，走向順捷；B線方案平面彎多，走向迂回，里程長度也比K線方案長。山區越嶺段沿線村莊較少，在為地方沿線村莊服務方面兩個方案均未見優劣。可見K線方案路線更符合路網結構的要求，交通運營較經濟。

從環境協調、投資、運營等方面綜合比較優勢，推薦K線方案。

4 對K線方案的深入研究

在初測階段，通過綜合比較后推薦K線方案，但K 線方案仍存在壓覆平洞嶺鉛鋅礦區和受龍岸-拱垌斷層影響等問題，需展開進一步研究，繼續深入優化。

4.1 地方意見的征集

路線方案測設期間，將擬定的K線方案和B線方案報羅城縣人民政府及有關部門征求意見，羅城縣人民政府復函指出建議采用K線方案，其路線順捷、線形較好、運營安全性高。

4.2 平洞嶺鉛鋅礦區方案研究

根據《羅城經懷寶至融水洞頭公路工程建設用地壓覆重要礦產資源專題評估報告》[9]及羅城縣國土部門對方案的建議，擬定了橋梁和路基兩個方案。在縣政府的協調下礦區業主也就路線方案進行了復函，同意在平洞嶺平石沖口處設置大橋跨越的路線方案，并提供相關資源分布圖及開采控制標高供方案優化，大橋設置在最低開采標高下游，不影響礦區資源和生產(見圖3)。

圖3 平洞嶺礦區段路線方案比較示意圖

4.3 風吹坳隧道段路線方案研究

經查區域地質圖，龍岸-拱垌斷層在風吹坳附近通過，與隧道段路線近乎平行、重合，對路線方案設計和隧道結構設計的影響非常大，因此探明斷層影響范圍和程度及區域地質情況成為風吹坳隧道段路線方案優化的重要依據。經邀請地質專家到現場進場勘察和指導，并通過多種手段勘查，探明斷層影響范圍和路段范圍地質情況，根據項目《工程地質勘查報告》[10]將路線布設調整在斷層右側約40 m處，使路線設置在斷裂帶基本不涉及的范圍外，隧道穿越位置圍巖總體較好。

4.4 其他路段路線方案優化

經對K線方案的深入研究，還優化了燈美山沖口段路線方案。沿燈美山沖溝右側往前展線約200 m后，利用有利地形采用回頭曲線跨越沖溝至燈美山沖口左側。較原設計線，取消燈美山大橋(橋長130 m)，整體降低了工程造價。

經過對K線方案的細部深入研究優化，最終確定出一個最佳的路線實施方案。截至目前，該路段的主體施工已完成70%，平洞嶺大橋已合龍，風吹坳隧道已順利貫通，整體實施效果良好。

5 結語

在地形地貌復雜多樣的山區開展越嶺段路線方案設計工作應由淺入深，內外循環求證。淺即從地形條件、工程地質、礦產資源分布和敏感環境等了解項目實際情況，提出多個可行的路線方案，甄別方案；深即對選定的有價值方案進行深入研究比選，提出推薦方案，最后再對推薦方案進一步深入優化，這也是路線設計內在的主要任務。此外，應注重沿線村民意見的調查和地方政府意見的征求，爭取地方支持。

總之，山區越嶺段路線方案的設計應反復研究比較，需經過由大方向的確定到局部方案的斟酌，并將方案受控具體因素進行分解，將“多方案比選，優化設計”的思想貫穿到整個路線設計過程中，綜合考慮所有因素，最終確定出一個快速、安全、經濟、環保的方案。