山區(qū)高速公路路線設(shè)計(jì)方案分析

陳勇俊

（蘇交科集團(tuán)股份有限公司，江蘇 南京 210019）

1 工程概況

某高速公路起點(diǎn)接包茂高速（G65）、泉南高速（G72）池頭樞紐互通，經(jīng)臨桂區(qū)四塘鎮(zhèn)、兩江鎮(zhèn)進(jìn)入永福縣境內(nèi)，向西經(jīng)龍江南、百壽南、三皇北，路線全長(zhǎng)52.849km。道路設(shè)計(jì)速度100km/h,路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面寬度26m。由于道路沿線地形起伏較大，溝谷發(fā)育，在道路路線平縱面設(shè)計(jì)方面，應(yīng)使路線線形與地形、地物相協(xié)調(diào)，重視生態(tài)環(huán)境保護(hù)，盡可能避免高填深挖、避開工程地質(zhì)不良地帶。為保證路線平面指標(biāo)連續(xù)均衡，部分路段（主要為隧道）采用分離式路基。

從可行性研究成果可知，道路起點(diǎn)與泉南高速銜接段布設(shè)了K、F、G、Q4條線路，K線銜接現(xiàn)狀池頭互通，F(xiàn)線在泉南高速桂林互通和桂林北互通之間增設(shè)樞紐互通，G線利用機(jī)場(chǎng)高速進(jìn)行改造，Q線在現(xiàn)狀池頭互通和蘇橋互通之間增設(shè)樞紐。K線方案對(duì)原有池頭互通加以改造利用，包茂高速車輛進(jìn)入兩江國(guó)際機(jī)場(chǎng)將更便捷，也方便本項(xiàng)目沿線車輛去往陽(yáng)朔旅游勝地，且去往桂林市區(qū)的車輛一方面可經(jīng)桂林西環(huán)從桂林互通進(jìn)市區(qū)，另一方面可經(jīng)南環(huán)在桂林南互通進(jìn)入市區(qū)，即由本項(xiàng)目進(jìn)入桂林市區(qū)的車輛可實(shí)現(xiàn)分流，遠(yuǎn)期可緩解桂林西環(huán)的交通壓力。兩江至百壽鎮(zhèn)段，提出了K線、A線、B線、M線、N線等5條線路進(jìn)行比選，A線、B線、M線橫穿桂林市經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)，且從百壽水資源保護(hù)區(qū)范圍內(nèi)穿過(guò)，桂林經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)及永福縣環(huán)保局強(qiáng)烈反對(duì)該方案，N線主要是從地形條件角度出發(fā)提出的，利用南側(cè)的溝谷布設(shè)，減少隧道長(zhǎng)度，但增加了橋梁長(zhǎng)度，K、N線橋隧比基本相當(dāng)，且N線略偏離桂林經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)規(guī)劃，且互通布設(shè)難度較大。因此，在道路設(shè)計(jì)階段，還應(yīng)結(jié)合各路段的具體情況，合理開展道路設(shè)計(jì)工作。

2 路線選線的影響因素分析

路線方案設(shè)計(jì)從道路規(guī)劃入手，充分考慮各種因素對(duì)路線方案布設(shè)的影響，提出全面且具有比較價(jià)值的路線方案，進(jìn)行宏觀和專業(yè)分析比較，以期得到合理、可行的路線方案[1]。結(jié)合工程具體情況，道路選線必須考慮城鎮(zhèn)規(guī)劃、水資源保護(hù)區(qū)、自然保護(hù)區(qū)、沿線文物、沿線主要交叉道路、沿線主要河流和水庫(kù)等因素的影響[2]。道路設(shè)計(jì)必須按照桂林經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)總體規(guī)劃和百壽鎮(zhèn)總體規(guī)劃的要求進(jìn)行，道路線路還應(yīng)避開永福縣城飲用水源保護(hù)區(qū)、百壽水源保護(hù)區(qū)及蘇橋水資源保護(hù)區(qū)、壽城自然保護(hù)區(qū)、李宗仁故居、百壽巖、永寧州古城、穿巖古道等區(qū)域。根據(jù)工程可行性研究的推薦方案，道路設(shè)計(jì)還應(yīng)考慮與泉南高速公路、包茂高速公路、臨蘇路、322國(guó)道、357國(guó)道（原306省道）等道路的交叉。另外，道路設(shè)計(jì)范圍內(nèi)還有義江、西河、百壽河等主要河流和東宅水庫(kù)、焦額底水庫(kù)、青龍口水庫(kù)、獅子口水庫(kù)、規(guī)劃的西河水庫(kù)等主要水庫(kù)。

從項(xiàng)目功能、路網(wǎng)條件、行政區(qū)劃、地形條件等角度，提出K線走廊、E線走廊和H線走廊，從路線技術(shù)指標(biāo)、交通量預(yù)測(cè)水平以及經(jīng)濟(jì)效益等方面加以詳細(xì)比較，確定道路路線設(shè)計(jì)的推薦方案（K線走廊）[3]。為此，在K線走廊確定的前提下，還需要對(duì)道路設(shè)計(jì)范圍內(nèi)的具體節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行比選，最終確定道路路線的設(shè)計(jì)方案。

3 道路重要區(qū)段的路線選線對(duì)比分析

3.1 臨蘇路至南山段路線選線方案的對(duì)比

K16～K33段穿越天平山脈，路線布設(shè)主要受控于地形和地質(zhì)因素，路線結(jié)合沿線河谷位置選擇隧道進(jìn)出口，提出K方案、A4方案和A5方案等三個(gè)方案，如圖1所示。

K方案的路線跨越322國(guó)道向西布設(shè)，設(shè)置山口隧道、興隆一號(hào)隧道、二號(hào)隧道至興隆村，設(shè)置興隆互通，之后設(shè)置喇茶一號(hào)隧道、二號(hào)隧道、大坪隧道、福嶺隧道至山河村，之后沿山腳布設(shè)至南山，路線里程29.988km。A5方案的路線于322國(guó)道東側(cè)與K線分離，向西延伸設(shè)置隧道穿越西河?xùn)|側(cè)的天平山脈后，沿雙江溝谷布線，設(shè)隧道穿越九鎖山后沿山南河布設(shè)，繼續(xù)向西于南山附近接K線，路線里程30.692km。A4和A5方案總體走向一致，九鎖山隧道兩側(cè)有所差異，A4線直接設(shè)置隧道連接雙江溝谷和山南河段，路線較順直。因此重點(diǎn)對(duì)比K線和A5線設(shè)計(jì)方案（見表1）。

由表1可知，K方案里程短0.712km,高邊坡數(shù)量及長(zhǎng)度較小，且線形指標(biāo)高，但隧道長(zhǎng)度大；A5、A4+A5路線里程相對(duì)較長(zhǎng)，隧道長(zhǎng)度較短，但由于利用兩條溝谷狹窄，且兩側(cè)山體陡峭，犬牙交錯(cuò)，橋梁長(zhǎng)度較大，高邊坡數(shù)量多，A4線九鎖山隧道出口位于山南河一個(gè)支流的上游，兩側(cè)山坡陡且河谷非常狹窄，該方案雖然隧道長(zhǎng)度最短，但橋梁、高邊坡長(zhǎng)度大，且局部邊坡高達(dá)60～100m,A4線實(shí)施難度極大[4]。總體來(lái)看，K方案穿越天平山脈，連續(xù)設(shè)置隧道，局部河谷段設(shè)置隧道進(jìn)出口，隧道總體長(zhǎng)度較大；A4、A5線部分路段沿雙江及山南河溝谷布設(shè)，減少隧道規(guī)模，但增加了橋梁規(guī)模。三個(gè)方案總體工程規(guī)模基本相當(dāng)，但K線平縱指標(biāo)較高，運(yùn)營(yíng)里程短，興隆互通布設(shè)條件好，距離主要服務(wù)對(duì)象龍江鄉(xiāng)較近。

3.2 其他路段路線的選擇

興隆村至南山段，K方案跨域西河后，連續(xù)設(shè)置喇茶隧道、大坪隧道、福嶺隧道至山河村，之后沿山腳布設(shè)至南山，路線里程16.989km。A3方案于西河?xùn)|側(cè)與K線分離，跨域西河后設(shè)置一個(gè)特長(zhǎng)隧道接A5線，之后沿山南河布線，于南山附近接K線，路線里程16.951km。K方案跨域西河后，連續(xù)設(shè)置多個(gè)隧道穿越天平山脈，隧道總長(zhǎng)較大；A3線考慮盡量減少隧道長(zhǎng)度。K方案線形指標(biāo)較高，但隧道長(zhǎng)度較大；A3方案單個(gè)隧道長(zhǎng)度達(dá)7km,施工工期長(zhǎng)，后期運(yùn)營(yíng)費(fèi)用高，施工組織復(fù)雜，采用K方案也較為合適。

興隆村段，K方案路線出山口隧道后偏向西北，設(shè)置興隆一號(hào)隧道、二號(hào)隧道至興隆村，設(shè)置興隆互通，之后跨域西河，連續(xù)設(shè)置喇茶隧道接大坪隧道，路線里程6.422km。興隆互通沿西河北側(cè)山坡展線。A1方案于山口隧道出口處與K線分離，設(shè)置興隆隧道至興隆村，之后設(shè)置興隆特大橋斜跨西河，之后設(shè)置喇茶隧道接K線，路線里程6.443km。興隆互通環(huán)圈匝道位于南側(cè)山坡，匝道多次跨越西河。興隆村附近K線方案沿西河北側(cè)山坡布線，興隆互通環(huán)形匝道于北側(cè)山坡面上布設(shè)，A1線沿西河南布線，多次跨越西河，興隆互通環(huán)形匝道布設(shè)于南側(cè)山坡。K方案沿北側(cè)山坡布線，橋梁墩高較小，互通橋梁規(guī)模小，總體造價(jià)低。A1方案沿南側(cè)河道布線，之后斜跨西河，互通橋梁規(guī)模大，總體造價(jià)較高。因此，K方案總體造價(jià)較低，且互通方案較合理，對(duì)西河泄洪影響較小。

西河水庫(kù)段，被交道357國(guó)道現(xiàn)狀路面標(biāo)高185m,規(guī)劃西河水庫(kù)實(shí)施后，357國(guó)道標(biāo)高需抬升近30m,同時(shí)西河水庫(kù)建設(shè)時(shí)間未定，本次設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合水庫(kù)水位影響提出K線和A6進(jìn)行同深度比選。

K方案考慮水庫(kù)影響，且遠(yuǎn)期主線需上跨357國(guó)道及匝道，主線標(biāo)高約225～231m,互通設(shè)計(jì)將收費(fèi)站及管理中心設(shè)置于212m之上，匝道近期接現(xiàn)狀357國(guó)道，遠(yuǎn)期接改造后的357國(guó)道。A6方案不考慮水庫(kù)影響，主線標(biāo)高約210～220m,興隆互通結(jié)合地形布設(shè)，接現(xiàn)狀357國(guó)道。A6線設(shè)計(jì)標(biāo)高低于水庫(kù)洪水位，遠(yuǎn)期若水庫(kù)實(shí)施需拆除新建，從長(zhǎng)遠(yuǎn)考慮來(lái)看，選擇K方案也更合適。

鵝頸至南山段，K方案路線出大坪隧道后跨越山溝，設(shè)置福嶺隧道至大周南，之后偏向西南沿百壽水資源保護(hù)區(qū)南側(cè)布線至南山，路線里程10.601km;A2方案路線出大坪隧道后偏向東南，設(shè)置隧道至山南河，沿河向西布設(shè)，之后設(shè)置隧道穿低塘坳，繼續(xù)向西于南山附近接K線，路線里程10.604km。K線在大坪隧道出口后設(shè)置特長(zhǎng)隧至山河村，之后沿百壽水資源保護(hù)區(qū)南側(cè)布設(shè)，單個(gè)隧道長(zhǎng)度較大，且距離水資源保護(hù)區(qū)較近，A2線考慮減少單個(gè)隧道長(zhǎng)度，且遠(yuǎn)離水資源保護(hù)區(qū)。總體看，K線工程規(guī)模較A2線低近6000萬(wàn)元，雖距水資源保護(hù)區(qū)較近，但在水源二級(jí)保護(hù)區(qū)外，符合環(huán)保要求，初設(shè)階段對(duì)橋梁排水做相關(guān)收集、沉淀。

百壽停車區(qū)至百壽、三皇交界（K43-K48）段，K線方案采用改移357國(guó)道的方案，兩埡口之間段落利用357國(guó)道老路布線，將357國(guó)道改移至高速公路東側(cè)。根據(jù)調(diào)查，357國(guó)道正在進(jìn)行改擴(kuò)建工程的勘察設(shè)計(jì)工作，經(jīng)與設(shè)計(jì)單位廣西交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院溝通，該段采用原位拼寬方案，改造后路基寬度為10m。A7線方案于穿巖古道西側(cè)跨越357國(guó)道后向南布線，之后于三皇、百壽交界處北，再次跨域357國(guó)道。該方案兩次跨越357國(guó)道角度均較小，且位置均處于兩丘陵之間的埡口位置（埡口處357國(guó)道標(biāo)高較埡口南側(cè)田地高15m)，交叉處現(xiàn)狀357國(guó)道已下挖5m～8m,不易繼續(xù)下挖，則跨越處高速公路縱斷面抬高較多，根據(jù)縱面布設(shè)需設(shè)置660m橋梁。同時(shí)，第一次跨越357國(guó)道后沿西側(cè)山腳布線，該段巖溶較發(fā)育，存在大面積巖溶塌陷區(qū)，且有多處落水洞，工程地質(zhì)條件較差。受縣級(jí)文物保護(hù)單位穿巖古道及路線總體走向的影響，百壽停車區(qū)以北及三皇段路線均位于357國(guó)道（原306省道）東側(cè)，而兩段之間357國(guó)道（原306省道）東側(cè)受地形及壽城自然保護(hù)區(qū)限制無(wú)路線布設(shè)空間[5]。總體來(lái)看，兩方案基本均能滿足功能要求，考慮到357國(guó)道亦需要改擴(kuò)建，兩工程綜合考慮工程規(guī)模較低，且兩條公路平行布設(shè)，避免多次切割地塊，初步設(shè)計(jì)推薦采用357國(guó)道改移方案。

3.3 推薦路線的總體走向

桂林至柳城高速公路起于泉南高速、包茂高速池頭互通，路線由東向西行進(jìn)，從東宅水庫(kù)和焦額底水庫(kù)之間通過(guò)，繼續(xù)西行，避讓兩江國(guó)際機(jī)場(chǎng)規(guī)劃區(qū)，并沿桂林市經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)規(guī)劃預(yù)留通道布線，設(shè)兩江互通與臨蘇路相交，跨越義江、經(jīng)寶山、東安和山口村，之后設(shè)山口隧道、興隆一號(hào)隧道、興隆二號(hào)至興隆村，設(shè)興隆互通與357國(guó)道相交，向西跨357國(guó)道、后設(shè)置喇茶一號(hào)隧道、二號(hào)隧道、大坪隧道、福嶺隧道至百壽鎮(zhèn)南側(cè)，沿百壽飲用水源保護(hù)區(qū)南側(cè)繼續(xù)向西布線，經(jīng)三河、南山，于雷村附近設(shè)置百壽互通與357國(guó)道相交，之后與357國(guó)道平行布線至水頭村，設(shè)大昌隧道穿越響水巖，繼續(xù)西行至終點(diǎn)古毫隧道進(jìn)口，與2標(biāo)段起點(diǎn)順接，路線全長(zhǎng)52.849km。

4 結(jié)語(yǔ)

山區(qū)道路路線選擇需考慮諸多因素限制，要在可行性研究成果基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)地踏勘，考慮城鎮(zhèn)規(guī)劃、水資源保護(hù)區(qū)、自然保護(hù)區(qū)、沿線文物、沿線主要交叉道路、沿線主要河流和水庫(kù)等因素，制定多個(gè)備選方案。從地形選線、地質(zhì)選線、環(huán)保選線、工程規(guī)模等方面深入研究各方案，在不遺漏有價(jià)值方案的前提下，綜合考慮，確定路線設(shè)計(jì)方案。