復雜山區高速公路總體設計思路

鮑新衛

（浙江省交通規劃設計研究院有限公司，浙江 杭州 310030）

總體設計對高速公路項目的開展具有引導性作用。由于在復雜山區環境下施工難度會明顯加大，因此制訂定全面的總體設計方案極具必要性，這是后續建設工作能順利落實到位的必要前提。對此，設計人員需對高速公路建設現狀形成準確的認識，并采取合適的設計方法，做好基礎工作。

1 工程概況

1.1 建設情況

浙江景寧至文成段和文成至泰順段兩項高速公路項目沿線地形復雜，橋隧比較高，建有特大橋2座、大橋23座，其中500m以上橋梁8座，特長隧道5座，長隧道7座，中、短隧道12座，還建設有1處樞紐互通、4處一般互通及2處服務區。施工現場以中山和低山地段為主，對項目建設要求較高，應落實前期總體設計工作，作為后續施工的依據。

1.2 施工條件概述

項目所在區域以中山和低山居多，呈西高東低的特點，山體高度普遍在300～1100m，包含侵蝕-剝蝕中低山丘陵區、山麓溝谷堆積斜區和沖洪積平原區。總體來看山區地形條件復雜，以丘陵溝谷坡麓地帶居多，地勢走向具有向坡腳傾斜的特點，地形坡度普遍達到3°～8°，堆積層厚度2～5m不等，以雞爪狀和樹枝狀的分布形態為主，絕大部分切割較淺，溝谷呈“U”形。沿線分布較多的村落和耕地，且項目的建設里程較長，穿越多樣化的地貌單元，沿線地質條件具有差異，不乏部分路段建設于斷裂帶、節理面等特殊地質段，對設計和施工的水平均提出了較高的要求。

2 復雜山區高速公路的特點

特殊的地質、地形及水文條件決定了山區高速公路的獨特性，復雜山區高速公路的特點主要體現在如下幾方面。

2.1 技術指標

以公路網絡規劃和山區實際情況為依據確定高速公路的具體功能及交通量。此外，鑒于復雜山區建設環境的特殊性，所采取的技術標準還需考慮建設內容與現場環境的協調性問題。

2.2 地質勘察

復雜山區高速公路沿線易遇到特殊的地質條件，如易失穩的軟土、高液限粉土等，加之雨水等因素的作用易發生滑坡、泥石流等地質災害，輕則影響道路的正常運營，重則威脅過往人員的安全。對此，必須做好地質勘察工作，將其作為設計工作的基本參考[1]。

2.3 路線選型及環境保護

地形、地質及水文等層面的因素均是路線方案設計工作中應重點考慮的內容，應保證路線方案能夠滿足行車安全性、舒適性等要求。此外，高速公路還需與周邊環境融為整體，避免環境受到嚴重破壞的情況。

2.4 施工方案及工程造價

施工方案需充分覆蓋路基、橋梁、隧道等各建設方面，需形成線性合理的施工方案，保證各部分的施工質量。并且，復雜山區高速公路的建設內容豐富，相比于平原地區造價較高，因而需充分考慮成本方面的要求，減少不必要的成本投入，提高經濟效益。

3 復雜山區高速公路總體設計實例

該工程的兩段項目都是江蘇溧陽至福建寧德（G4012）公路浙江轄內的末段，根據《公路工程技術標準》（JTG B01—2014）等相關規范，采取設計速度為80km/h的標準。山區地質、地形等方面均具有復雜性，需做好施工前的總體設計工作。

3.1 設計思路

復雜山區的地形條件特殊，具有山嶺溝壑縱橫分布的特點，受降雨以及施工擾動性等因素的影響，易發生滑坡、坍塌等災害。鑒于此，在路線選型時要充分考慮地形、地質方面的情況，遵循因地制宜的原則，貫徹安全設計的理念，從技術可行性、經濟效益性等多個層面進行比選，確定合適的施工方案，提高公路建設的社會經濟效益以及沿線的生態環境效益。還要協調好挖填方作業的關系，追求土石方平衡；注重對沿線池塘、水源等關鍵區域的保護。貫徹“安全、高效、節約、綠色”的理念，提高總體設計方案的可靠性與可行性。

3.2 總體設計的要點及原則

（1）山區高速公路建設環境錯綜復雜，在總體設計工作中應注重如下幾點。

①確定指導思想。以項目所在地在社會、經濟、文化等層面的實際狀況為立足點，把控總體設計的指導思想，將其作為設計工作的導向，發揮引導作用。②確定設計原則。以項目建設的綜合環境及工程質量要求為依據，把控總體設計原則，在此基礎上進一步確定具體的設計細則，以便開展各專業的設計工作。③明確項目背景。在可行性研究階段需充分考慮建設標準、路線起止點、路線走廊帶方案等方面的內容，對其展開針對性的研究，驗證其可行性。在保證公路建設質量的同時還需兼顧沿線交通、經濟等層面的發展需求，協調好工程與社會的關系。④收集基礎資料。全面考慮項目走廊帶的實際情況，收集具體的資料，包含城鎮現狀、自然條件、交通狀況、原材料供應狀況、交通流量等。此外，由于公路建設還與沿線居民的日常生產、生活息息相關，因此在總體設計階段還需注重與沿線居民的溝通，獲取真實的建議或意見作為設計的參考。⑤以路線設計為核心，兼顧多方面的建設因素，從技術可行性、經濟效益性等方面作綜合對比，經方案比選后確定最優方案。

（2）山區地形錯綜復雜，道路建設及運營期間常遇到滑坡、坍塌等地質災害，且山區的氣候具有多變性，雨水對道路的沖刷作用較強。對此，在總體設計工作中應注重如下幾點原則，確保最終的設計方案能夠符合建設標準。

①將地形選線作為基礎工作，確保選線的合理性。②踐行“以人為本”的理念，充分尊重“人”這一核心要素在工程中的地位。③全面收集路線走廊資源，充分發揮此類資料的價值，形成公路與自然環境相輔相成的關系，減少對既有資源的破壞。④嚴格控制土石方挖填量，盡可能達到土石方平衡的狀態，維持沿線生態環境的完整性。

3.3 項目特點及設計方案

經現場勘察后，掌握實際建設條件，以此為依據提出合適的設計方案。

（1）針對地形地貌單元復雜特點選擇合適的處理方法。項目路線較長，穿越的地貌單元豐富，沿線各段的地質條件具有差異性，且存在諸多潛在因素，不利于勘察工作的順利展開。并且隧址區埋深較大，鉆探周期長，容易出現結果準確性不足的問題；不良地質覆蓋范圍廣，存在滑坡、斷裂、節理發育等特殊地質，必須選擇合適的處理方法，最大限度地減小不良地質對施工的影響；由于部分路段土石方調配難度較大，而現場耕地資源相對有限，因此需合理優化平縱指標，使路線順應地形特點，盡可能實現填挖平衡[2]。

（2）采取有效的措施提高土地資源利用率。沿線限制性因素較多，土地資源有限，應通過行之有效的措施減少土地資源占用量。由于項目絕大部分坐落于偏僻地段，因此需注重地形選線、安全選線等方面的內容。建設工作量較大，工程造價相對較高，需充分論證施工技術，做好技術比選工作，保證沿線結構物的型式、互通的布置等方面均滿足要求。勘察設計階段，有關人員應充分考慮橋梁的結構問題，例如上、下部結構的型式，實施橋梁結構標準化設計的模式。

（3）保護生態系統。沿線生態系統完整、自然環境優越，在總體設計工作中應充分考慮景觀設計的要求。項目部分路段處于銅鈴山景區范圍內，需要降低建設和運營階段對周邊生態環境所造成的不良影響，提高生態系統的穩定性。為此，必須在勘察設計階段便把相關工作落實到位，以可行的方式規避不良影響。

（4）合理處理特長隧道的建設。特長隧道的建設復雜度較高。沿線建設中，一般路段設置的是分離式單向行車雙車道隧道，部分特殊路段建設有特長隧道，例如葉麻尖1#和2#隧道等，兩洞的出露長度僅為40m左右，此情況下易產生通風的串流效應，因此在總體設計階段便要考慮此方面的問題，制訂切實可行的應對策略。項目沿線還存在特大橋梁，對設計水平也提出較高的要求。以跨越高嶺頭水庫的橋梁為例，采取的是斜拉橋結構型式，但現場地形條件復雜，道路通達度欠佳，不利于材料的運輸，對此需合理優化結構型式，提高結構乃至橋梁整體與現場地形條件的相適性。

（5）安全設計。安全是高速公路總體設計中應首要考慮的目標，且在復雜山區高速公路中更為關鍵，需要積極消除安全隱患，適時采取防控措施，從源頭上解決問題。在道路線形設計工作中，需要根據現場地形情況合理優化線形，否則在后續車輛通行過程中將面臨諸多安全隱患，甚至引發嚴重的安全事故。項目沿線建設環境錯綜復雜，部分隧道橋梁建設于極偏僻的山區，無現成的地方道路可供使用[3]。對此，需選定合適的施工點，配套必要的施工設施，為正式施工創設良好的條件。安全理念應當融入設計工作中，在安全理念的引導下提高設計方案的可行性，實現安全施工、安全運營的雙重目標，盡可能降低事故的發生概率，使高速公路維持良好的交通秩序，為社會經濟的發展奠定良好的基礎。

（6）充分考慮特殊工點的設計。特殊工點的設計也需充分考慮現場情況，遵循因地制宜的原則，形成現場環境與特殊工點建設內容相協調的關系。山區地形復雜，橋隧比較高，常涉及高填深挖作業，在設計工作中若缺乏對特殊路段的考慮，則在施工的擾動下極易引發生態受損問題。對此，設計人員需具有前瞻性，既要保障公路的設計及建設水平，又要兼顧未來沿線生態環境的發展需求，根據現有狀況預測公路建設可能對沿線環境造成的不良影響，制訂應對策略，從源頭上規避問題，將不良影響降到最小。

4 結束語

綜上所述，復雜山區高速公路的總體設計難度較大，易受到地形、地質等方面的干擾。在實際設計工作中，需做到因地制宜，依托建設現場的地形地勢合理組織設計工作，在保證公路各部分質量的同時還需提高建設內容與周邊環境的協調性，減少人為活動給自然環境帶來的不良影響，提高高速公路的綜合效益，從而推動高速公路建設事業的發展。