山區高速公路路線選線探索與實踐

蔣錦昌，趙艷納，李 健

(1.廣西八桂工程監理咨詢有限公司，廣西 南寧 530031；2.廣西交通投資集團有限公司，廣西 南寧 530022)

0 引言

路線設計是山區高速公路勘察設計的基礎和靈魂，對于山區高速公路復雜的地形、地質條件而言，路線設計對工程造價、運營成本更是有著決定作用。山區高速公路的路線設計有其自身的特點，主要表現是山高谷深，路線平、縱、橫三個方面均受到約束；地形、地質復雜，對線位布設影響大，路線控制點多，可比選方案多。如何在眾多比選方案中合理確定最優方案顯得至關重要。本文以荔浦至玉林高速公路起點K3+500～K9+100段路線設計為例，從線路技術指標、經濟指標、運營效益、施工條件的難易程度、使用效率、在交通網中的作用等多方面進行了對比分析，從而形成最合適的線路設計方案。

1 項目概況

荔浦至玉林公路是國家高速公路網G59廣西境段的重要組成部分。項目起點位于荔浦縣城東北蒙村附近，接在建的汕頭至昆明國家高速公路陽朔至鹿寨段，止于玉林市新橋鎮，接已建呼和浩特至北海國家高速公路玉林至鐵山港段，全長261.736 km。全線采用雙向四車道高速公路標準建設，其中荔浦至平南段115.558 km設計速度100 km/h，路基寬度26 m；平南至玉林段146.178 km，設計速度120 km/h，路基寬度27 m。

2 地質地形條件

K0+000～K72+500路段路線區屬于南嶺山系萌渚嶺山脈西南側，大瑤山山脈南麓，總體地勢南部高、北部低，各山嶺大致近南北向延伸。沿線斷裂構造較發育，路線多次與斷層相交，受構造運動影響，局部巖體較破碎，且褶曲較發育，產狀不穩定，對邊坡穩定性有較大影響。但路線范圍內均為非活動性斷層，第四系以來沒有活動性跡象。

3 水文條件

沿線地表水豐富，河流發育，溝渠縱橫，水塘星羅棋布，屬珠江流域西江水系。沿線河流主要有荔浦河、湄江(蒙江上游)、潯江、大同河、大水江、大洋河、南流江及其支流。沿線區域氣候溫暖濕潤，降水充沛，大氣降水多以地表徑流方式匯入河溪，或者滲入基巖裂隙。

4 K3+500～K9+100段路線方案比選

本路段主要是針對荔浦東互通不同選址而進行的A0線與K線同等深度比選(見圖1)。

4.1 方案的選擇和布置

K線主要控制點有荔浦河、川巖、新坪鎮。K線路線起于荔浦縣荔城鎮南雄村料村屯附近，路線沿低山山腳布設。淺挖山體后選擇竹高埠與沙地廠之間有利地形設24×30 m鳳崗荔浦河大橋跨越荔浦河，向南至K6+100處上跨G323國道后，經川巖明挖山體后，路線向東南方向沿展，在下蘇設荔浦東互通，通過G323國道與地方道路連接，路線全長5.6 km。為使路線平縱面與地形條件匹配，減少工程規模，路線采用了兩組S形曲線通過該路段，其中一組設直線長1 090.505 m，而另一組為徑向連接，平面圓曲線分別為1 000 m、1 000 m、1 150 m。

A0線控制點有荔浦河、鳳崗隧道、玻璃山。A0線在沙地場村背明挖山體后至荔浦河，路線折向東南方向，設28×30 m鳳崗荔浦河大橋跨越荔浦河及G323國道后，在A0K6+215處設鳳崗隧道穿越大樂山后過下蘇，并向北前行，在潘家與玻璃山之間通過，開闊處設荔浦東互通，通過G323國道與地方道路連接，走新坪鎮東后逐漸與K線相接，路線全長5.420 965 km。該方案路線采用了兩組S形曲線通過，起初一組徑向連接，而后一組設直線長790.288 8 m，平面圓曲線分別為1 500 m、1 100 m、1 200 m，平面指標優于K方案。

4.2 K線與A0線方案綜合比選

4.2.1 地質條件比選

K線與A0線方案工程地質條件對比如表1所示。

4.2.2 平、縱指標及連續、均衡性比選

K線方案：路線為順應地形、避繞村莊，平面以曲線為主，平面共設置交點3個，平均每公里交點個數為0.536個，平曲線占路線長度的65.37%，圓曲線半徑R<1 500 m共計3處，其中，有一處最小半徑R=1 000 m，同向曲線間直線最小長度為0 m，反向曲線間最短直線長度為1 090.505 m。

表1 K線與A0線方案工程地質條件對比表

K線縱斷面設計共設變坡點7個，平均每公里縱坡變更次數1.25次。豎曲線占路線總長的70.625%，最大縱坡3.000%/1處(820 m)，最小坡長550 m。最小豎曲線半徑：凸型11 000 m/1處，凹型25 000 m/1處。

K線平面最小圓曲線相鄰半徑之比最大值為1.15∶1，技術指標均衡連續，行車安全性較好。

A0線方案：路線布設相對于K線稍順直，平面共設置交點3個，平均每公里交點個數為0.553個，平曲線占路線長度的45.87%，圓曲線半徑R<1 500 m共計2處，其中最小半徑R=1 100 m共1處，同向曲線間直線最小長度為0 m，反向曲線間最短直線長度為790.289 m。

A0線縱斷面設計共設變坡點6個，平均每公里縱坡變更次數1.109次。豎曲線占路線總長的53.71%，最大縱坡3.0%/2(670 m)，最小坡長542.6 m。最小豎曲線半徑：凸型10 000 m/1處，凹型14 500 m/1處。

A0線平、縱面技術指標均大于規范規定的一般最小值，平面最小圓曲線相鄰半徑之比最大值為1.36∶1，技術指標均衡連續性相對K線略好。

4.2.3 車安全、通行能力、服務水平比選

運用運行車速的理念對K線方案及A0線方案進行運行車速檢驗，兩者相鄰│△V85│速度差均<15 km/h，A1相鄰│△V85│速度差均<5 km/h，證明其路線平縱面指標均是連續、均衡的。

K線方案采用的平縱面指標均低于A0線，K線方案無隧道的路基寬度與相鄰路段保持一致，A0線隧道需對路基路側寬度進行收窄，經綜合比較，K線方案的通行能力和服務水平與A0線相當。

4.2.4 路用地、征用基本農田及拆遷比選

K線方案永久性占地共計726.64畝，其中水田210.07畝、旱地236.910畝、林地177.6畝，果園9.73畝、其他用地92.33畝；K線拆遷建筑物7 369.7 m2。

A0線方案永久性占地共計680.78畝，其中水田293.84畝、旱地172.46畝、林地152.92畝，果園3.49畝、其他用地58.07畝；A0線拆遷建筑物5 398.9 m2。

K線方案總占地較A0線方案多45.86畝，主要是由于K線采用明挖埡口方案所增加的用地，K線比A0線拆遷建筑物多了1 970.8 m2。

4.2.5 鐵路、原有公路、農田水利、電力、通信等干擾比選

K線K5+350處，路線與一條村道交角較小，需對該村道進行改移；K線K6+200～K6+600段路線順水利溝布設，需對該水利溝進行改移。

A0線A0K5+200處，路線與一條村道交角較小，需對該村道進行改移；A0線A0K7+380～A0K7+580段路線順水利溝布設，需對該水利溝進行改移；與110 kV輸電線路平行，由于與路線距離過近，路線無法避繞，A0線方案需拆遷110 kV輸電線路600 m。

4.2.6 對沿線環境影響評價比選

K線及A0線路線走向及所經地形、地質條件基本相同，為剝蝕低山丘陵地貌，地形起伏大，對沿線環境的影響較大的因素主要是路基上邊坡的開挖，由于兩方案位于同一個走廊帶，路線對環境的影響基本一致，但是K線在經過川巖時采用了明挖方案，路線開挖邊坡的面積比A0線方案大，所以K線方案對環境影響要大于A0線。

4.2.7 主要工程數量、造價的比選

初步設計階段對K線及A0線進行同等深度比選，其主要工程數量及造價比較對比表詳見表2。

4.2.8 運營效益的比選

K線采用一般路基形式，道路的管理與養護比較容易；A0線方案采用隧道方案，需增加額外照明、標志、標線、安全護欄、警示牌等安全設施和視線誘導標，且隧道的造價、運營管理及養護維修成本均大大高于K線，且隧道對行車安全存在一定風險。

4.2.9 對沿線社會效益和經濟效益分析比選

K線方案及A0線方案在同一路線走廊帶內，K線方案限制了荔浦縣城與新坪鎮的同城規劃，A0線在新坪鎮西側通過，對同城規劃無干擾。

綜上所述，K線路線長度比A0線長179.035 m，A0線采用隧道方式穿越山梁，平、縱面技術指標較好，地質條件優于K線，占地少了45.86畝；雖土石方數量A0線較K線多136.4293萬m3，但工程造價A0線與K線相當，且A0方案得到地方政府的支持，綜合考慮推薦采用A0線方案。

4.3 K3+500～K9+100段路線進一步優化

在初步設計階段擬定A0線方案后，A0線方案設470 m鳳崗連拱隧道穿越鳳崗村西側山體后至下蘇村，于K7+300處明挖下蘇村以東的玻璃山后，在K8+230處與縣道X153線交叉?？紤]到工程的經濟性，在施工圖階段把K線推薦路線的470 m鳳興連拱隧道調整為450 m分離式隧道。另一方面，施工圖定測踏勘階段發現下蘇村以西的玻璃山上有通信基站，玻璃山東面有村落且人口密集。為避免拆遷，減少后期施工對沿線居民的干擾，進一步對K6～K11路段進行優化調整，路線從下蘇村與玻璃山之間的水田通過，如圖2所示。通過優化后，占地面積與A0方案相當，但隧道短，挖方數量少，節省了總體投資。

表2 K線方案與A0線綜合比較表

圖2 K6～K11段路線優化后平面圖

5 結語

山區高速公路路線方案的比選論證不能一蹴而就，而是一個循序漸進、綜合比選的過程，需要設計者在提出有價值的方案基礎上，細致深入地進行多層次、全方位的綜合比選，努力尋求更優的路線設計方案。本文以荔浦至玉林高速公路K3+500～K9+100段路線方案比選過程為例，通過對K線、A0方案進行比選，初步擬定了A0線方案；在施工圖階段，又進一步對A0方案進行優化，縮短了隧道長度，并且對K6～K11段線路調整，確定了最終的推薦方案。通過多方案、多目標、多層次的方案比選，確定最佳方案，為山區高速公路選線提供了一定的參考和借鑒。