山區(qū)高速公路路線布設方案分析

楊韜 喻靖堯 黃亞黎

摘要 文章從分析玉龍（雄古）至維西高速公路路線布設的影響因素入手，結合沿線地形、地質及城鎮(zhèn)規(guī)劃，查明項目沿線不良地質的分布情況，歸納出該高速公路的項目特點，提出路線選線的總體思路，并從多個角度進行了路線方案比選的論述，選擇切合實際、安全環(huán)保、經(jīng)濟可行的路線方案，希望通過文章的案例分析，對類似山區(qū)高速公路選線有一定參考價值。

關鍵詞 高速公路；路線；方案比選

中圖分類號 U412.366文獻標識碼 A文章編號 2096-8949（2023）09-0041-03

0 引言

山區(qū)路線布設的走廊帶資源一般具有稀缺性和不可再生性，路線設計是整個公路勘察設計項目的靈魂，如何有效利用有限的走廊帶資源，使項目達到貼合地形、優(yōu)美流暢、安全環(huán)保、經(jīng)濟便捷的理想效果，是路線設計需要始終面對的核心問題。該文結合沿線地形、地質及城鎮(zhèn)規(guī)劃，查明項目沿線不良地質的分布情況，選擇切合實際、安全環(huán)保、經(jīng)濟可行的路線方案[1]。

1 項目概況

該項目主線采用雙向4車道高速公路標準設計，設計速度80 km/h、整體式路基寬度25.5 m、分離式路基寬度2×12.75 m，路線總長115.369 km，橋隧比達87.08%。路線起于麗江市玉龍縣九河鄉(xiāng)白漢場，通過白漢場樞紐立交與已建香格里拉至麗江高速公路連接，途經(jīng)石頭鄉(xiāng)、石鼓鎮(zhèn)、四興村、黎明鄉(xiāng)、金江鎮(zhèn)、巨甸鎮(zhèn)、魯?shù)猷l(xiāng)，止于迪慶州維西縣永春鄉(xiāng)南側，順接規(guī)劃維西至葉枝高速公路。

2 路線方案布設的控制因素分析

2.1 三區(qū)三線

該項目根據(jù)“三區(qū)三線”資料，合理避讓基本農田、生態(tài)紅線、壩區(qū)用地、資源環(huán)境及壓覆礦產等。設計中應進一步查明基本農田、生態(tài)紅線、壩區(qū)用地、資源環(huán)境及壓覆礦產等情況，采取有效措施避免路線分割或阻隔社區(qū)、影響生態(tài)環(huán)境，滿足用地、環(huán)保、資源節(jié)約等相關要求。

2.2 沿線筑路材料與公路建設的關系

沿線石料分布廣，擬建公路所需塊石、片石、碎石及機扎砂料建議采用沿線一帶分布的灰?guī)r、白云質灰?guī)r、白云巖、大理巖等。沿線石料主要以灰?guī)r為主，除路面料外可滿足工程要求。路面料用玄武巖需外購。沿線開采石料可作為塊石、碎石、機扎砂料，目前均有地方道路（水泥路面、土路）相連，運輸較為方便，可足量開采。鋼材、瀝青等外購材料可在大理、昆明等地購買。木材可從相應的建材市場采購。

2.3 路線布設原則

結合沿線地形、地質及城鎮(zhèn)規(guī)劃，查明項目沿線不良地質的分布情況，選擇切合實際、安全環(huán)保和經(jīng)濟可行的路線方案。該項目的路線設計遵循以下原則：

（1）注重路線與沿線城鎮(zhèn)總體規(guī)劃的結合，路線布設按照“近城不進城”的原則，同時根據(jù)區(qū)域城鎮(zhèn)總體規(guī)劃和路網(wǎng)布局合理布設互通立交、分離立交、通道等構造物，方便沿線群眾的生產和生活，促進沿線經(jīng)濟發(fā)展。

（2）采用大比例尺地質調繪、遙感等手段查清沿線地質災害分布情況，在此基礎上對路線方案進行優(yōu)化設計，確保項目的安全性和可實施性。

（3）注重地形選線、地質選線和環(huán)境保護，盡量避免穿越不良地質路段，避免穿越自然保護區(qū)，避免與現(xiàn)有的水利、電力電訊設施沖突，盡量少占用良田，避繞密集居民點和電力電訊管線設施，盡量減少公路建設對環(huán)境造成的不良影響，減少工程拆遷量，以降低造價，減小工程實施難度。避免高填，盡可能不污染水源和保護生態(tài)環(huán)境。此外，路線盡量遠離重要的環(huán)境敏感點，如重要的水庫、水源地、生態(tài)園及其他重要的環(huán)境敏感點。

2.4 路線比較方案

比較線論述采用論述性方案及同深度方案兩個部分對路線方案進行比選。線路圖如圖1所示。

2.4.1 論述性方案比選A2、A4線（石鼓隧道）

A3線設置7 540 m石鼓隧道，隧道較長。A3線與A2線走向基本一致。A2線隧道軸線向新華壩區(qū)靠近，路線出隧道后設橋梁橫穿新華壩區(qū)（橋高60 m），占用基本農田較多，拆遷較多。A2線里程15.723 km，石鼓隧道7 720 m。A3線石鼓隧道軸線較A2線靠北，路線出隧道后，沿新華壩區(qū)山腳布設，占用基本農田較少，拆遷較小，A3線里程15.815 km，石鼓隧道7 540 m。兩方案里程相近，石鼓隧道長度相近，A2線與A3總體平面指標相近，A2線橫穿新華壩區(qū)，占用基本農田較多，拆遷較大。經(jīng)綜合比選，推薦K線方案。

A4線方案概況：A4利用地形將A3線石鼓隧道分解為6 340 m石鼓1號隧道及2 820 m石鼓2號隧道群。A4線路線右轉，靠金沙江布設，利用山溝減短石鼓隧道長度，路線左轉后接上A3線。A4線里程15.595 km，A3線里程14.166 km，A4線里程較A3線增加1.429 km。A4線采用15 m×40 m T梁橋橫跨新華河，橋梁最大墩高75 m，施工難度大，占用基本農田較多。A3線石鼓隧道7 540 m。A4線石鼓1號隧道6 340 m，石鼓2號隧道2 820 m，隧道總長9 160 m。A4線隧道總規(guī)模大于A3線。A4線石鼓1號隧道6 340 m需設斜豎井施工通道，與A3線石鼓隧道相當。兩方案相比，A4線較A3線里程長1.429 km，隧道總規(guī)模較A3線長1 620 m，占用基本農田較A3線多，經(jīng)比選推薦A3線方案。

2.4.2 論述性比選K、C、C1、C2、C4線

與C、C1、C2、C4方案總體走向一致，K線起于橋邊，路線沿溝谷升坡，至達魯附近設6 410 m長隧道下穿山梁，后一路升坡至魯?shù)楹庸取線方案隧道出口拉直，達魯隧道7 200 m，接上K線。C2線方案至達魯附近路線右偏設5 090 m達魯隧道，路線進入魯?shù)楹庸热掖澹厣叫握咕€，接上K線。C4線較K線提前升坡，路線布設于K線左側，達魯隧道5 900 m，于魯?shù)楹庸冉由螷線。

C線里程較K線短0.41 km，當增加橋梁2144 m，達魯隧道長7 200 m，較長，工程量大，控制性工程達魯隧道長，造價高，施工工期長。

C1線里程最長33.78 km，較K線增加里程3.34 km。路線繞行魯?shù)楹庸龋黾?×180 m連續(xù)鋼構跨越河谷，于C5K90+000設1×620 m斜拉橋跨越深溝，橋高270 m。橋隧較K線增加7 018 m，工程量大，且C1K82～C1K90沿魯?shù)楹庸炔荚O。該段河谷地帶為易崩塌地質，施工中易造成落石崩塌體，下方保通安全隱患較大。

C2線方案達魯隧道5 060 m，里程較K線長，橋隧規(guī)模較K線多，且C2K84～C2K87以橋隧布設于魯?shù)楹庸取Ｔ摱魏庸鹊貛橐妆浪刭|，施工中易造成落石崩塌體，下方保通安全隱患較大。

C4線方案為高線位方案，里程較K線短2.47 km，橋隧較K線減少3 169 m，C4線以長隧方式穿越，受地形限制無預留規(guī)劃塔城至巨甸高速高接高位置。C4線設隧道21 780 m/9座，大多為特長隧道，橋梁較少，該處為長下坡中段，隧道較多，行車為下坡中段，隧道形式不利于行車視線誘導。

K線設6 410 m達魯隧道下穿山梁，避開魯?shù)楹庸炔涣嫉刭|段，隧道地質較好，工程量適中，預留規(guī)劃塔城至巨甸高速高接高位置，造價較低。綜合上述分析，推薦K線方案。

2.4.3 論述性方案比選D、D2、D3線（魯?shù)樗淼溃?/p>

D線設8 380 m魯?shù)樗淼老麓┥搅海淼肋M口標高2 606 m，隧道內縱坡設0.5%及?1%人字坡，隧道出口標高2 586 m。D2線設8 100 m魯?shù)樗淼老麓┥搅海淼肋M口標高2 610 m，隧道內縱坡設0.5%及?1%人字坡，隧道出口標高2 595 m。D3線設7 280 m魯?shù)樗淼老麓┥搅海淼肋M口標高2 685 m，隧道內縱坡設?1.4%單向坡，隧道出口標高2 586 m。D、D2、D3三方案平縱指標相當，D、D2魯?shù)樗淼纼染捎萌俗制虏荚O，D3魯?shù)樗淼啦捎脝蜗蚱隆?/p>

D、D2、D3三方案里程相近，D線魯?shù)樗淼? 380 m，D2線魯?shù)樗淼? 100 m，D3線魯?shù)樗淼? 280 m，D3線魯?shù)樗淼雷疃蹋て谳^短，造價低，后期營運費用低，經(jīng)綜合考慮，推薦D3線方案。

2.4.4 同深度方案比選K、A3線（上鳳山隧道及石鼓隧道）

K方案與A3方案路線走向一致，對應路段K方案起于上鳳山隧道（K1+775），路線下坡至沖江河，設3×330 m斜拉橋跨越?jīng)_江河，后設7 530 m隧道下穿山梁。A3方案起于上鳳山，路線沿溝谷布設，跨越斷裂帶，避開不良地質于A3K6+240設置3 540 m上鳳山隧道下穿山梁，后設3×330 m斜拉橋上跨沖江河，石鼓隧道軸線向北側調整，避開不良地質，止于A3K25+190.537=K24+995。A3方案減短了上鳳山隧道長度并減小隧道縱坡至?1.95%，石鼓大橋減小縱坡至?2%，調整石鼓隧道避開不良地質及縱坡人字坡設置，便于施工排水，對隧道通風設計明顯改善。A3線里程較K線增加0.698 km，橋梁增加1 267 m，隧道減少683 m；橋隧比較K線低，造價較K線減少6 400萬元。推薦A3線方案。

2.4.5 同深度方案比選K、B線（黎明大橋）

B線方案起于黎明鄉(xiāng)BK58+000-K58+000，設直線跨越黎明河谷，后設3 610 m莊房1號隧道下穿山梁，止于BK64+370.262=K64+720。B線最小半徑R=810 m，平面直標較低，兩路線方案縱坡相近。總體平面指標K線優(yōu)于B線。

B線方案、K線方案位于同一地貌單元內，屬侵蝕、剝蝕構造高中山地貌，組成地層巖性相同，上覆第四系松散堆積層，下伏寒武系下統(tǒng)塔城組一段（∈1t1）片巖。跨越黎明河橋梁方案，均位于厚層塊石、卵石、砂礫石土層上，后期受庫水位影響亦相同。B線、K線方案沿線均未見有大型地質構造發(fā)育的跡象，未見滑坡、崩塌、泥石流、巖溶等不良地質作用，未見有特殊性巖土分布。兩方案工程地質條件、水文地質條件相同，均成立。

兩方案比選，B線較K線短0.35 km，兩方案橋梁高度均在160 m，K線黎明大橋采用多跨連續(xù)鋼構，橋墩受力較差；B線黎明大橋橋軸線為直線，設置多跨連續(xù)鋼構，橋墩受力較好，推薦B線方案。

2.4.6 同深度方案比選K、C3線（達魯隧道）

K線起于K77+400，K線設6 410 m達魯隧道下穿山梁，止于K86+590，里程9.19 km。C3線起于C3K77+

400，C3線設3 990 m達魯隧道下穿山梁，C3線進入魯?shù)楹庸龋宦飞轮褂贑3K89+116.488=K86+590，C3線里程11.716 km，較K線增加2.53 km。K線最小半徑790 m/1處，C3線最小半徑970 m/1處，C3線與K線平面指標相當。K線達魯隧道進口設計標高2 179 m，出口設計標高2 288 m，隧道采用1.7%單向坡；C3線達魯隧道進口設計標高2 174 m，出口設計標高2 222 m，隧道采用?1.2%單向坡設計。C3線與K線縱面指標均屬于緩坡，縱面指標相當。

C3比較線和對應K線段均位于侵蝕、剝蝕構造高中山地貌區(qū)，地形起伏較大，海拔高程介于2 130～3 000 m之間。地層巖性均為寒武系下統(tǒng)羊坡組片巖、變粒巖和泥盆系下統(tǒng)冉家灣組（D1r）片巖、片麻巖，屬硬質巖，節(jié)理裂隙發(fā)育。上覆第四系殘坡積（Q4el＋dl）粉質黏土，覆蓋層厚度1～8 m。K線區(qū)域構造上處于相對穩(wěn)定的塔城-巨甸褶斷束內。

對比K線，C3線多次進出洞，施工疊加暴雨等造成崩塌滑坡的風險增大，施工難度增大。從平縱指標、工程地形、地質條件、工程規(guī)模、施工組織、進場及施工條件方面綜合比較，推薦K線方案。

2.4.7 同深度方案比選K、D3線（魯?shù)樗淼溃?/p>

K線設8 490 m魯?shù)樗淼老麓┥搅海鏊淼篮舐肪€沿永春鄉(xiāng)北側布設，止于K115+400，順接維西至葉枝高速。D3線方案路線連續(xù)升坡至魯?shù)猷l(xiāng)西側設6 980? m魯?shù)樗淼老麓┥搅海肪€沿永春鄉(xiāng)北側布設，止于D3K113+200，順接維西至葉枝高速。

D3比較線和對應K線段均位于侵蝕、剝蝕構造高中山地貌區(qū)，在魯?shù)樗淼理敳繛楸ǖ孛玻M成地層巖性均為泥盆系中統(tǒng)光頭坡組（D2g）片巖、白云巖，泥盆系上統(tǒng)小羊場組（D3x）片巖、白云巖夾灰?guī)r，ηγ51花崗巖，T3c2玄武巖、T3c1細碧巖、灰?guī)r、大理巖、T2s板巖，不良地質為巖溶，特殊性巖土為殘積土。K線隧道進口段匯水面積大，花崗巖段長度1 230 m較D3線680 m長，花崗巖球狀風化，囊狀儲水突出；花崗巖水量中等～豐富，崔依比組玄武巖、板巖、灰?guī)r水量貧乏～中等，K、D3線工程地質條件基本一致，D3線進洞口避開花崗巖段、匯水面積相對小，總體而言，D3線略占優(yōu)。

D3線較K線魯?shù)樗淼罍p短1 470 m，橋梁及隧道總規(guī)模高于K線方案；路線止點由永春鄉(xiāng)南側調整為永春鄉(xiāng)北側順接維西至葉枝高速，路線主流向為麗江至維西主流向，行車順暢，減少原K線繞行營運里程。減短控制性工程魯?shù)樗淼篱L度。綜上所述，推薦D3線方案。

2.4.8 止點永春南D5線與永春北D3線同深度比較

D5線方案起于D3線魯?shù)樗淼莱隹贒3K109+220～

D5K108+672.655，路線向南跨過拖枝河，沿拖枝河南側布設，路線繞過永春鄉(xiāng)，止于D5K115+252.071永春鄉(xiāng)南側，順接規(guī)劃維葉高速公路A2線A2K0+000與工可止點方案基本保持一致。D5線較D3線平面指標高，兩方案縱面指標相近。D5線方案較對應D3線止點方案，路線里程增加2.59 km，橋梁增加2 633.64 m，橋隧比減少0.81%。D5線和對應D3線段均位于侵蝕、剝蝕構造高中山地貌區(qū)，組成地層巖性均為泥盆系中統(tǒng)光頭坡組（D2g）片巖、白云巖，泥盆系上統(tǒng)小羊場組（D3x）片巖、白云巖夾灰?guī)r，ηγ51花崗巖，T3c2玄武巖、T3c1細碧巖、灰?guī)r、大理巖、T2s板巖，不良地質為巖溶，特殊性巖土為殘積土。D5線及D3線止點段工程地質條件基本一致。綜上所述推薦D5線方案。

3 結語

鑒于公路路線的設計是一項復雜性和綜合性較高的工作，每個項目所經(jīng)過的地區(qū)，由于社會經(jīng)濟發(fā)展水平、城鎮(zhèn)規(guī)劃水平、路網(wǎng)規(guī)劃水平、地形地質、生態(tài)環(huán)境等方面的因素，使得線路選址的選擇有很大差異[2]，在設計時應該有一定的針對性，要把握好各項限制性指標，對路線進行多方案方比選，并對其進行分析和判定，就可以實現(xiàn)對技術標準的科學把握，靈活運用技術指標，敢于進行創(chuàng)新，最大程度地節(jié)約資源，并對生態(tài)環(huán)境進行保護。

參考文獻

[1]吳翼虎. 基于層次分析法對山區(qū)高速公路路線設計方案評價模型的構建與研究[J]. 公路， 2021（4）： 56-61.

[2]高璇. 山區(qū)高速公路路線設計方案分析[J]. 交通世界， 2020（29）： 68-69.