總體設(shè)計(jì)在高速公路路線方案比選中的作用和影響

邱海東 （北京國(guó)道通公路設(shè)計(jì)研究院股份有限公司，北京 100053）

0 前言

高速公路總體設(shè)計(jì)，是對(duì)高速公路建設(shè)項(xiàng)目的方案擬定、設(shè)計(jì)構(gòu)思、工程協(xié)調(diào)等方面的總的安排和布置，是設(shè)計(jì)思想、設(shè)計(jì)理念的綜合體現(xiàn)，是在綜合考慮建設(shè)規(guī)模、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的前提下，對(duì)全線總體布局以及各專業(yè)設(shè)計(jì)的配套協(xié)調(diào)方面做出的綜合設(shè)計(jì)。其基本任務(wù)是對(duì)公路設(shè)計(jì)中的各專業(yè)之間的相互關(guān)系進(jìn)行總體協(xié)調(diào)，同時(shí)也要協(xié)調(diào)建設(shè)項(xiàng)目與外部環(huán)境之間的關(guān)系，避免沖突和矛盾，有利于沿線社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

由于高速公路，造價(jià)高，影響深遠(yuǎn)，一旦建成，在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)將難以改變，因此，更應(yīng)按照科學(xué)發(fā)展觀的要求，充分落實(shí)“安全至上、資源節(jié)約、環(huán)境友好、科技創(chuàng)新、注重規(guī)劃的設(shè)計(jì)理念”的總體設(shè)計(jì)理念，使公路項(xiàng)目在通行能力、環(huán)境影響、安全與經(jīng)濟(jì)等方面達(dá)到最優(yōu)。在此，筆者結(jié)合京昆高速北京段的勘察設(shè)計(jì)工作，介紹總體設(shè)計(jì)在該項(xiàng)目路線方案研究中發(fā)揮的作用和影響。

1 項(xiàng)目概況

京昆高速公路（G5）在國(guó)家高速公路網(wǎng)規(guī)劃中是北京通往石家莊、昆明等地的國(guó)家級(jí)干線公路，是國(guó)家“7918”高速公路規(guī)劃確定的7條首都放射線之一。根據(jù)北京市及河北省的規(guī)劃研究，確定京昆高速公路（北京段）位于現(xiàn)狀京石高速公路西側(cè)，與現(xiàn)狀京石高速公路基本平行。京昆高速（北京段）作為繼京石高速公路后京冀兩地間主要的快速聯(lián)系通道，其建設(shè)對(duì)促進(jìn)京冀區(qū)域經(jīng)濟(jì)及社會(huì)發(fā)展有重要意義。

京昆高速北京段總體線位為東北—西南走向。路線大部分位于房山區(qū)山前地區(qū)。通道一起點(diǎn)為國(guó)道G108，向南經(jīng)大灰廠、坨里組團(tuán)東向南至大石河?xùn)|岸的沙窩村與京昆聯(lián)絡(luò)線匯合，之后線位沿大石河?xùn)|岸向南至石樓鎮(zhèn)，從石樓鎮(zhèn)南側(cè)線位向西經(jīng)韓村河至長(zhǎng)溝鎮(zhèn)，終點(diǎn)位于大石窩鎮(zhèn)鎮(zhèn)江營(yíng)村西南市界處。

京昆高速公路（北京段）全長(zhǎng)68.8km設(shè)計(jì)速度100～120km/h，雙向六車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)，路基寬度35.5m。全線設(shè)置16905m/62座橋梁，互通立交12座，服務(wù)區(qū)1處，工程總投資164億元。

圖1 地理位置示意圖

2 路線方案比選中的總體設(shè)計(jì)理念

路線方案是總體設(shè)計(jì)的核心，是設(shè)計(jì)工作的龍頭，是項(xiàng)目成功的關(guān)鍵。要考慮的因素很多，反復(fù)篩選，在路線方案中堅(jiān)持貫徹總體設(shè)計(jì)理念，才能得到一條好的合理的路線方案。

2.1 路線方案比選安全至上

高速公路的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)對(duì)沿線社會(huì)環(huán)境、自然環(huán)境都會(huì)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，因此，道路設(shè)計(jì)為行車者提供安全舒適、高速便捷、賞心悅目的行車環(huán)境的同時(shí)還應(yīng)充分考慮高速公路沿線影響區(qū)域內(nèi)其他方面的安全需求，如地質(zhì)安全、沿線廠礦企業(yè)生產(chǎn)安全、文物保護(hù)安全、其他公路、鐵路的運(yùn)輸安全等。

京昆高速公路（北京段）根據(jù)房山區(qū)地形、地物、地質(zhì)條件、城鎮(zhèn)規(guī)劃確定兩個(gè)走廊帶方案。東線平原區(qū)走廊帶方案和西線山區(qū)走廊帶方案。

東線走廊帶：位于燕房組團(tuán)東側(cè)的平原區(qū)走廊帶。東線走廊帶起點(diǎn)為國(guó)道108，向南經(jīng)大灰廠、坨里組團(tuán)東向南至大石河，沿大石河?xùn)|岸向南至石樓鎮(zhèn)，從石樓鎮(zhèn)向西經(jīng)韓村河至長(zhǎng)溝鎮(zhèn)，終點(diǎn)位于大石窩鎮(zhèn)南側(cè)市界處。東線全長(zhǎng)60.599km。

西線走廊帶：位于燕房組團(tuán)西側(cè)的山區(qū)走廊帶。西線走廊帶起點(diǎn)段7km（K0—K7km） 及 終 點(diǎn) 段 20.4km（K41+522+722—K61+888），兩段線位共計(jì)27.2km，與東線走廊帶相同。中間段34.52km（K7－K41+522段線位對(duì)應(yīng)東線樁號(hào)K7—K40+300)與東線不同，西線線位繞行燕房組團(tuán)規(guī)劃建設(shè)區(qū)西側(cè)，經(jīng)山區(qū)向南至周口店文物保護(hù)區(qū)，從周口店文物保護(hù)區(qū)東側(cè)，向南至平原地區(qū)，在東周各莊村東與A線相接。路線全長(zhǎng)61.888km，比東線長(zhǎng)1.368km。

因西線走廊位于山前，距規(guī)劃區(qū)較遠(yuǎn)，保留了房山區(qū)未來(lái)發(fā)展空間，拆遷較少。但西線方案中在三個(gè)方面存在風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題：

①房山區(qū)山體為溶洞多發(fā)區(qū)域，路線位置有遭遇溶洞的可能，線位處山體現(xiàn)狀有多處煤礦，有煤礦采空區(qū)的問(wèn)題，對(duì)高速公路的施工及安全運(yùn)營(yíng)存在風(fēng)險(xiǎn)影響；

②西線線位距離周口店文保區(qū)及金陵遺址等重點(diǎn)文物區(qū)距離較近，工程建設(shè)會(huì)對(duì)文物區(qū)有不利影響；

③西線方案需采用隧道方式經(jīng)過(guò)燕山石化山廠區(qū)北側(cè)，燕山石化是一家大型石油化工企業(yè)，隧道施工期間及高速公路運(yùn)營(yíng)期間都會(huì)對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)帶來(lái)安全隱患，同時(shí)由于該企業(yè)距高速公路的距離較短，對(duì)高速公路的運(yùn)營(yíng)安全也是隱患。

因此，從保證高速公路的地質(zhì)安全、運(yùn)營(yíng)安全和外部企業(yè)生產(chǎn)安全，控潛在風(fēng)險(xiǎn)考慮，東線走廊帶方案優(yōu)于西線走廊帶方案。

圖2 路線方案平面圖一

2.2 集約利用土地資源

21世紀(jì)初期是我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)的重要戰(zhàn)略機(jī)遇期，也是以資源環(huán)境約束加大為主要特征的矛盾凸顯期，但土地利用粗放、浪費(fèi)的現(xiàn)象卻十分普遍，且隨著近年來(lái)高速公路建設(shè)的快速發(fā)展，其占地面積也呈現(xiàn)逐年上升趨勢(shì)，其中含有大量的優(yōu)質(zhì)耕地。因此，提高高速公路建設(shè)用地集約利用水平、堅(jiān)持土地資源集約利用戰(zhàn)略，是總體設(shè)計(jì)理念中除安全之外最為重要的理念。

京昆高速公路北京段主要經(jīng)過(guò)北京市西南部的房山區(qū)。房山區(qū)地形復(fù)雜多變，處于華北平原與太行山交界地帶，全區(qū)總面積2019km，西部和北部是山地、丘陵，約占全區(qū)總面積三分之二，平原區(qū)僅占全區(qū)面積的三分之一。但全區(qū)八十三萬(wàn)人口中的絕大部分都生活在平原地區(qū)，全區(qū)的主要規(guī)劃建設(shè)區(qū)、經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)也主要分布在平原地區(qū)，因此平原地區(qū)的優(yōu)質(zhì)土地資源就顯得尤為寶貴，用地緊張問(wèn)題已成為制約房山區(qū)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展的瓶頸問(wèn)題。

本項(xiàng)目路線方案設(shè)計(jì)高度重視道路與用地的關(guān)系問(wèn)題，路線布設(shè)盡量與現(xiàn)狀河道管廊并線，集約節(jié)約使用土地，減少對(duì)土地的不利分隔，少占優(yōu)質(zhì)高效農(nóng)田，保護(hù)基本農(nóng)田，將公路建設(shè)對(duì)土地的不利影響降低到最小，充分體現(xiàn)節(jié)約用地的總體設(shè)計(jì)理念。

閆東路—長(zhǎng)周路段（K17+500至K27+000），路線位于大石河?xùn)|岸。該路段以大石河為分界線，西側(cè)為燕房組團(tuán)，東側(cè)為閻村鎮(zhèn)房山工業(yè)園區(qū)，因兩側(cè)規(guī)劃區(qū)均控制因素多、規(guī)劃面積大，路線選擇空間較小。為避免道路對(duì)規(guī)劃用地的占用不利分隔，遠(yuǎn)離村鎮(zhèn)，減少噪聲及大氣污染的影響，線位選擇在大石河?xùn)|岸、燕房組團(tuán)與閻村鎮(zhèn)之間的位置。該段規(guī)劃線位與河道共用走廊，與大石河共線長(zhǎng)度10km。

圖3 路線方案平面圖二

2.3 兼顧沿線區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展要求

高速公路是社會(huì)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的交通基礎(chǔ)設(shè)施，對(duì)沿線區(qū)域的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生巨大的影響。因此，高速公路建設(shè)，既要滿足交通運(yùn)輸持續(xù)發(fā)展的需要，在數(shù)十年內(nèi)都能夠保持較高的服務(wù)水平；又要為沿線地區(qū)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展創(chuàng)造有利條件，為沿線地區(qū)的社會(huì)發(fā)展和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)提供方便。

京昆高速（北京）段勘測(cè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，既堅(jiān)持高標(biāo)準(zhǔn)，高質(zhì)量的公路建設(shè)，也注重沿線區(qū)域社會(huì)、經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的需要。

圖4 路線方案平面圖三

京昆高速（北京段）萬(wàn)窯路至市界段，路線主要位于房山區(qū)長(zhǎng)溝鎮(zhèn)和大石窩鎮(zhèn)境內(nèi)。設(shè)計(jì)階段在確定路線具體線位時(shí)，先后提出了3個(gè)主要路線方案。三個(gè)方案一個(gè)經(jīng)過(guò)沿線鄉(xiāng)鎮(zhèn)規(guī)劃建設(shè)區(qū)，一個(gè)位于山前地帶，一個(gè)位于京冀交界。

首先提出的是A線方案，該方案從韓村河鎮(zhèn)兩個(gè)規(guī)劃建設(shè)區(qū)中間穿過(guò)，局部890m進(jìn)入河北省境內(nèi)，路線上跨房易公路，設(shè)置雙喇叭型互通立交與地方溝通，經(jīng)甘池村南側(cè)，在長(zhǎng)溝鎮(zhèn)規(guī)劃區(qū)西北側(cè)折向西南，上跨東南過(guò)境通道并設(shè)置雙喇叭互通立交，線位向西上跨現(xiàn)況房易公路，設(shè)置單喇叭互通立交，再向南跨過(guò)北據(jù)馬河至北京市界與河北段相接。A線方案線形流暢、線形標(biāo)準(zhǔn)較高，全部位于平原區(qū)，對(duì)沿線區(qū)域服務(wù)性好。但由于A線涉及北京市測(cè)繪院人衛(wèi)觀測(cè)站，不滿足北京市測(cè)繪院人衛(wèi)觀測(cè)站高速公路位于其周邊2km以外的硬性指標(biāo)要求，方案不可行。

B線方案為避讓北京市測(cè)繪院人衛(wèi)觀測(cè)站，滿足高速公路位于其周邊2km以外的要求，從韓村河鎮(zhèn)規(guī)劃鎮(zhèn)域東南邊界通過(guò)，路線上跨云居寺路，設(shè)置雙喇叭型互通立交與地方溝通，局部1100m進(jìn)入河北省境內(nèi)，經(jīng)長(zhǎng)溝鎮(zhèn)規(guī)劃鎮(zhèn)域南側(cè)邊界，延房易路走向向南，經(jīng)大石窩鎮(zhèn)規(guī)劃建設(shè)區(qū)南側(cè)邊界回到A線線位。B線方案滿足北京市測(cè)繪院人衛(wèi)觀測(cè)站要求，線形指標(biāo)也較A線指標(biāo)高。但B線方案對(duì)長(zhǎng)溝和大石窩兩個(gè)鎮(zhèn)的影響較大。長(zhǎng)溝和大石窩兩個(gè)鎮(zhèn)位于房山區(qū)西南部，共同特點(diǎn)是鎮(zhèn)域內(nèi)山地面積較多，地勢(shì)西北高，東南低。規(guī)劃建設(shè)區(qū)都位于鎮(zhèn)域南部，建設(shè)區(qū)南側(cè)鄰近北京市與河北省界的平原地區(qū)。南水北調(diào)中線工程由兩鎮(zhèn)建設(shè)區(qū)的西北側(cè)經(jīng)過(guò)，距建設(shè)區(qū)南側(cè)的北京與河北界最寬處約1.5km。兩鎮(zhèn)的發(fā)展空間本就狹小，B線方案緊鄰長(zhǎng)溝和大石窩鎮(zhèn)規(guī)劃建設(shè)區(qū)的東南側(cè)通過(guò)，將高速公路及南水北調(diào)兩個(gè)鎮(zhèn)的規(guī)劃建設(shè)區(qū)封閉在一個(gè)更加狹小的空間，不利于兩鎮(zhèn)居民的出行。并限制了兩鎮(zhèn)的發(fā)展。基于這一考慮，設(shè)計(jì)中又選取了一個(gè)路線方案，即C線方案。

C線位在韓村河規(guī)劃區(qū)北側(cè)一直向西，上跨房易公路，西上跨岳圣路、云居寺路，然后路線向西與云居寺路并線，之后線位沿野雞溝向西南，通過(guò)一座540m的隧道穿過(guò)山體，出隧道后，路線上跨房易公路和北拒馬河，在鎮(zhèn)江營(yíng)西南市界處與河北段相接。C現(xiàn)方案主要經(jīng)過(guò)長(zhǎng)溝鎮(zhèn)和大石窩鎮(zhèn)西北部的淺山地帶，需要穿越三座庵村北側(cè)的兩座山體道路線形布設(shè)，難度較平原區(qū)大，但通過(guò)合理設(shè)置橋梁、隧道的技術(shù)措施，仍然能夠保證具有較高的指標(biāo)水平，能夠滿足高速公路安全、舒適的行車要求，又兼顧了地方經(jīng)濟(jì)、社會(huì)可持續(xù)發(fā)展需要，為地方發(fā)展預(yù)留了足夠的空間。因此，該路段最終采用了C線方案。

2.4 路線方案和諧、環(huán)保

自然界是包括人類在內(nèi)的一切生物的搖籃，它不但支撐著人類的物質(zhì)生活，同時(shí)也豐富和充實(shí)著人類的精神生活。在過(guò)去人類的發(fā)展過(guò)程中，自然環(huán)境已經(jīng)受到了嚴(yán)重的破壞，并已經(jīng)通過(guò)環(huán)境和氣候的惡劣變化顯現(xiàn)出來(lái)。作為公路建設(shè)者，愛(ài)護(hù)、保護(hù)、珍視我們賴以生存的自然環(huán)境是我們義不容辭的職責(zé)。

京昆高速公路（北京段）在路線走廊帶選擇階段經(jīng)過(guò)比選，摒棄了對(duì)環(huán)境破壞大、距離燕房組團(tuán)的西側(cè)山區(qū)走廊帶線位，選擇了平原區(qū)走廊帶方案。平原區(qū)路線布設(shè)盡量遠(yuǎn)離村鎮(zhèn)等居住區(qū)，減少拆遷。路線終點(diǎn)段17km盡量靠近西側(cè)山前區(qū)，遠(yuǎn)離長(zhǎng)溝鎮(zhèn)及大石窩鎮(zhèn)，為城鎮(zhèn)發(fā)展預(yù)留足夠的空間，同時(shí)利用橋涵構(gòu)造物的設(shè)計(jì)保護(hù)了山前地區(qū)有限而寶貴的土地資源，減少拆遷24693m，減少占地57.13hm（857畝）。

提高橋隧比，避免“大填大挖”對(duì)環(huán)境的破壞。起點(diǎn)山區(qū)段采用7座隧道（7.27km）穿過(guò)山體，有效地降低了路線高度。起點(diǎn)段線位以2.2km的隧道下穿北宮森林公園，避免了對(duì)公園景觀的不利影響。

3 結(jié)論

高速公路路線方案的取舍，不單取決于各個(gè)方案之間的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較，同時(shí)還應(yīng)充分考慮建設(shè)項(xiàng)目的內(nèi)部協(xié)調(diào)(如隧道、互通、服務(wù)區(qū)等設(shè)施的間距要求)和外部因素對(duì)高速公路建設(shè)項(xiàng)目的要求，既要滿足高速公路交通要求，也要考慮環(huán)保、節(jié)能、地區(qū)發(fā)展等方面的要求，充分體現(xiàn)科學(xué)發(fā)展的總體設(shè)計(jì)理念。