山區(qū)越嶺公路選線研究

原英杰

（山西省交通規(guī)劃勘察設計院有限公司，山西 太原 030032）

0 引言

山區(qū)公路地形起伏較大、地質情況復雜、限制條件與考慮因素較多，對于公路設計師來說更具有挑戰(zhàn)性。合理的選線方案對于整個設計方案、工程造價、施工難度與質量、運營期行車安全與舒適以及周圍環(huán)境水土保持都是至關重要的。

山區(qū)公路的特點主要有以下幾個方面：地形高差起伏大、沖溝多、填高挖深較大，路線平面與縱斷微小的調整都可能引起工程量巨大的變化；地質變化復雜，不但影響路線平面布設，而且影響路基的穩(wěn)定及擋墻、橋涵的設置；山區(qū)氣候多變，暴雨山洪時常發(fā)生，也是布線中不可忽視的因素；山區(qū)現(xiàn)有公路坡度大，設置平面交叉困難，對平面交叉范圍內(nèi)的平縱指標要求較高。山區(qū)越嶺公路選線需要在保證安全與滿足規(guī)范的前提下，盡可能縮短路線長度，減少工程量，節(jié)省造價。

1 工程概況

長城板塊旅游公路朔州市右玉縣境內(nèi)殺虎口至駱駝咀段項目為長城板塊旅游公路主線的重要組成部分，位于右玉縣西北部，采用三級公路標準建設，設計速度30 km/h，路基寬度7.5 m，橋涵設計汽車荷載采用公路-Ⅱ級。

本項目有長度約31 km的新建越嶺路段，局部復雜路段的平縱經(jīng)過反復優(yōu)化與方案比選，確定出最優(yōu)路線方案。項目區(qū)屬于山間河谷區(qū)和黃土丘陵區(qū)，地形起伏大，部分位置溝谷切割較深，自然地面高程介于1 255～1 503 m，最大高差248 m，不良地質一般不發(fā)育，地層種類較簡單，層位穩(wěn)定。

越嶺公路選線主要是解決埡口位置、過嶺高程和埡口兩側路線展線方式的選擇[1]。這3個問題相互制約、相互影響，布線時應結合周圍地形地質與自然環(huán)境，合理把握它們之間的聯(lián)系。

2 埡口位置的選擇

埡口是越嶺路線方案的主要控制點，其位置往往確定了越嶺路線的方向和位置，應綜合考慮地質條件、埡口高度、路線長度、埡口展線難易程度、沿線建筑設施、區(qū)域路網(wǎng)以及地方政府要求，在基本符合路線走向范圍內(nèi)，選擇合理的位置。優(yōu)先考慮高差較小，展線降坡后能盡快與山下控制點順接的方案；同時也不能放棄高差較大、路線長度較長，但接線平順、地質良好、造價較低的埡口位置方案。對于地質條件較差的埡口，局部調整路線或增加工程措施也無法滿足行車安全時，應予以放棄。

本項目K51+000—K60+000段為了繞避光伏電站，初步設計階段共設2條路線方案進行比選。其中方案一從兩塊光伏電站之間的區(qū)域穿過，多次跨溝，填挖較大；方案二從光伏電站東側繞行。方案一、方案二如圖1、圖2所示，對比情況如表1所示。

圖1 K51+000—K60+000段路線方案一

圖2 K51+000—K60+000段路線方案二

表1 K51+000—K60+000段方案對比表

通過綜合分析比較，方案二埡口高程較小，縱斷較平緩，填挖不大，總造價低；但是它距離東側原有旅游路右后線較近，路網(wǎng)功能重復，且地勢過低，無法找到合適的位置設置觀景臺，同時繞行較遠，無法為北崔家窯村村民的出行提供便利，故推薦路線方案一。

3 過嶺高程的選擇

過嶺高程越低，路塹挖深越大，挖方與防護工程量越大，對環(huán)境的破壞越嚴重，但是路線長度會隨之縮短，路線縱坡也會越平緩。因此，過嶺高程應綜合考慮越嶺公路等級、埡口地形地質、過嶺方式（路塹或隧道兩種方式）、周圍已有道路狀況，并通過安全分析與經(jīng)濟比選做出合理的選擇。一般埡口地形越寬越緩，過嶺高程就越接近埡口高程；而對于較瘦削的埡口通常采用深挖較大的路塹過嶺，一般挖深控制在30 m以內(nèi)。深挖埡口的優(yōu)點是降低了路線高差，縮短了路線長度或陡坡長度，總工程量較小，改善行車條件；缺點是工程量集中，廢方量較大，施工條件較差，易對周圍環(huán)境造成較大的破壞。

本項目K80+000—K83+100越嶺處共設2個比選方案。方案一采用淺挖低填埡口通過，方案二采用深挖埡口通過。方案一、方案二如圖3、圖4所示，對比情況如表2所示。

圖3 K80+000—K83+100段路線方案一

圖4 K80+000—K83+100段路線方案二

表2 K80+000—K83+100段方案對比表

經(jīng)過綜合對比，路線方案二路線長度較短，平面指標較高，總工程量小，總造價低；但其最大挖方為三級邊坡，對環(huán)境破壞較嚴重，其北側山體存在滑坡現(xiàn)象，且無法跟K82+450處一條風電維護道路實現(xiàn)車輛互通，雖然平面指標較高但是縱坡較大，易發(fā)生車速過快或爬坡費力的情況，從而影響行車安全。而方案一平面指標較低會使車輛行駛速度不會過大，且縱坡較緩，大車爬坡不費力，故最終推薦方案一。

4 埡口兩側展線方式的選擇

埡口兩側的展線應考慮埡口位置、自然地形地物、沿線地質條件、路線平均縱坡等因素，實現(xiàn)埡口與山下控制點的連接，其方案直接影響了路線總長度與工程量。主要展線方式為自然展線、回頭展線以及螺旋展線。自然展線適用于控制點高差小、地質穩(wěn)定的地形，具有指標良好、路線長度短、路線不重疊、工程量小等優(yōu)點；當控制點高程較大，受地形地貌限制或無法躲避地物或不良地質時，可以考慮回頭展線，其缺點是同一坡面回頭前后的路線距離較近，對行車、施工、養(yǎng)護均不利，應慎重選擇；而當路線需要在某處集中抬高設計高程才能有效利用周圍有利地形時采用，通常利用山包盤旋或山谷迂回的方式實現(xiàn)，一般較少采用。

本項目K72+910—K74+540段爬坡路段共設2條路線比選方案。方案一通過較平緩的坡面進行回頭展線；方案二通過沖溝展線達到降低高程的目的。方案一、方案二如圖5、圖6所示，對比情況如表3所示。

圖5 K72+910—K74+540段路線方案一

圖6 K72+910—K74+540段路線方案二

表3 K72+910—K74+540段方案對比表

通過對比，方案二路線長度短，總工程量較小，造價較低，且回頭曲線前后路線距離較遠，施工養(yǎng)護難度較低；但是經(jīng)過現(xiàn)場調查，此沖溝中地質為中、強風化泥巖，且地形破碎，落石嚴重，推薦采用地質狀況良好且縱坡較平緩的方案一。

本項目K62+110—K63+650段爬坡路段共設2條路線比選方案。方案一通過3個回頭曲線在較平緩且無沖溝的坡面展線；方案二先沿著山腰的斜坡爬坡，再通過自然地形接到埡口位置。方案一、方案二如圖7、圖8所示，對比情況如表4所示。

圖7 K62+110—K63+650段路線方案一

圖8 K62+110—K63+650段路線方案二

表4 K62+110—K63+650段方案對比表

通過對比分析可知，方案二平縱指標較高，行車平順，但是沿山腰斜坡段對周圍地形破壞嚴重，挖方工程量大，且與一條現(xiàn)有爬坡農(nóng)村公路（縱坡較大）形成平面交叉，公路功能重復，故推薦路線方案一。

5 結語

山區(qū)越嶺公路路線設計的考慮因素與技術難點較多，故在設計過程中，我們需要通過安全、環(huán)境、指標、經(jīng)濟、功能等多個方面，對多個路線方案進行綜合比選與深入研究，選擇合理的埡口位置、過嶺高程及埡口兩側展線方式，從而找到最優(yōu)方案，將設計工作精益求精。