公路越嶺線選線設計問題探討

王宏博

（新疆交通規劃勘察設計研究院，新疆 烏魯木齊 830006）

一、工程背景

某公路是所在省份干線公路網規劃中的重要組成部分，設計為四級公路，路基寬6.5m，既有公路彎急坡陡，線形差，十分不利于安全運行，亟待改建升級為二級公路，使其在當地路網規劃中發揮更大作用。這條公路位于某山脈，路線大致呈東西走向，在相同緯度區域內穿越。待施工地區既有山勢、流域、溝谷、盆地均呈現與區域構造線一致的走勢，地貌發育受到構造控制顯著影響，造成地勢整體上呈北高南低態勢，且地形地貌復雜，高差大，不同海拔高度所對應的氣候條件截然不同。公路工程沿線地質條件以燕山晚期、奧陶系和第四系地層為主，地表主要為粉質黏土夾雜松散碎屑巖石，下部主要為強風化黑云母花崗巖基巖和零星泥巖。該線路段按照二級公路標準改建，結合線路所在地地形地貌條件、當前及預測交通量、社會經濟發展水平，升級為二級公路后的設計行車時速為40km～50km，對于地形復雜的路段，應采用低速指標設計。

二、越嶺線選線及線型設計原則

（一）路線布局

按照已有的實踐經驗，這條公路越嶺線的選線設計必須遵照縱坡指引進行路線各個設計環節的計劃與布局，并基于既有路線的縱坡基礎進行路線長度確定和線位設置，充分考慮既有構造物等，在取得完善的現場勘察資料和實際地形數據的基礎上，通過曲線設計法并借助輔助設計系統進行定線和路線方案的調整優化。越嶺線常常是復雜山區公路路線設計及選線方案制定的重點環節，而且高原山區越嶺線選線設計在公路線路設計中最具難度。這條公路越嶺線布線設計必須順應既有地形，并以曲線而非短直線為主設計線位，保證行車流暢，線形美觀。如何充分利用既有地形，克服高差布線，合理處理既有結構布線和越嶺線選線之間的關系是該公路越嶺線選線設計的關鍵。

在設計高程差較大的直線段升降坡時，必須充分借助和利用既有結構，如下切的山坳、突出的山梁等，盡可能不采用憑借單面坡展線的方式，以達到線形均衡順適，控制開挖方工程量的目的。

（二）避險車道設計

該公路的越嶺線設計路段位于崇山峻嶺之間，考慮到在長大縱坡路段行車很容易因各種原因導致車輛失控，應通過設計和設置避險車道予以應對。在避險車道設計時必須充分考慮人性化和運行的安全性，反復試驗和論證應對設計方案，保證方案的科學合理性。

（三）Google Earth輔助選線

Google Earth虛擬地球儀應用軟件的清晰度能夠滿足公路路線設計者的選線要求，也能對越嶺線埡口、支溝的選擇提供輔助。在輔助選線過程中，應先通過CAD制圖軟件，將公路路線設計可能包含的主要節點按照一定次序（如經緯度、高程等）連接起來，將所涉及數據一并導入Google Earth軟件，在模擬圖中分析并比選控制點連線附近的埡口和支溝，以及附近有利用價值的沖溝，最終由系統給出若干條直觀、全面、可行的設計路線。

三、越嶺線選線設計

（一）確定走廊帶

在1:50000的小比例尺地形圖中，參照Google earth軟件上已經完成的展布節點軸線線位情況，進一步深入分析走廊帶、越嶺線埡口和布線河谷。結合越嶺線選線要求，將起點、主控點及終點連接成點軸控制線，根據控制線確定出路線的基本走向。因跨越高山峻嶺，無既有布線規則可循，故選擇貫穿其間的走廊帶時必須密切結合水文地質條件，并準確處理過嶺標高、埡口和展線等管線。

（二）選擇埡口

埡口處理是公路越嶺線選線設計的重要控制方面。這條公路的越嶺線軸線控制點附近的埡口主要有A、B兩個，高程分別為2140m和2215m，兩者之間直線距離2.1km，并均位于控制點軸線以北，布線條件良好。由于A埡口高程略高于B埡口，且存在既有路線，所以為降低埡口總高差，防止其與既有路線發生干擾，此次路線設計選擇A埡口，A埡口覆蓋層較厚。根據實際量測結果，A埡口與線路起點的直線距離為6.95km，而與主控點的直線距離為5.57km，由此所確定的控制點軸線自然縱坡比設計縱坡大，可通過開挖埡口及路線展線等方式克服高差。結合設計經驗，以及這條公路越嶺線所在區域的地質條件，埡口的開挖深度應當控制在15m以內，并主要通過路線展線的方式克服高差。

（三）展線處理

該公路越嶺線連續上下坡路段高程差較大，應將其所對應或所涵蓋的縱坡均值嚴格控制在5%的范圍內。與此同時，長度不超過3km的連續路段縱坡均值也必須嚴格控制在5%的范圍內。這條公路起點和埡口段的高程差為498m，埡口與主控點的高程差為576m，平均縱坡符合規范要求。A埡口兩側土體發育，可利用附近的河溝條件布線，既有線路布線于河溝右岸，為避免大范圍迂回，應在所對應的河溝岸坡設置數組回頭曲線，防止對線形指標及行車車速造成不利影響。

（四）路線設計

該公路越嶺線選線設計方案嚴格貫徹安全、經濟、環保的設計原則，但埡口段北坡仍存在部分受冰凍影響較大的路段，根據當地氣象預報，該路段北坡一年中積雪天數長達42天，積雪厚度最大為22.0cm，最大凍土深4.1cm，十分不利于行車安全，為此，在越嶺線選線方案設計階段必須充分考慮這一點。通過對越嶺線設計方案的優化處理，路段北坡標高降低，年內積雪天數大大縮短，積雪厚度和凍土深度減小，通過應用空隙較大的透水性填料填筑路基后能有效解決路段北坡路基凍融問題，使公路表面抗滑性能顯著提升，越嶺線平均縱坡減緩，平面線比例及不良路段的處理均得到進一步優化，其工程項目可行性報告、初步設計及施工圖選線技術指標的對比詳見表1。

表1 越嶺線選線技術指標對比

四、結語

由本文對公路越嶺線選線設計問題的分析可知，位于崇山峻嶺之間的公路路線設計存在較大難度。設計者應考慮公路等級、設計要求、投資規模、工程實際等在合乎規范要求的基礎上選線，并在考慮安全、舒適、環保的基礎上與更高要求之間準確選擇、加強定位。