比選方案下公路設計優化探討

摘" 要：該文以靈臺至華亭高速公路設計過程中的部分方案的比選為例，通過對2種情況的線路方案比選設計，分別提出2種以上的設計路線與方案，詳細分析各個方案中線路走向的優缺點，計算工程規模，做出技術經濟的比較，最終確定路線走向的優化方案，從而保證項目實施后能發揮其良好的經濟和社會效益，從而達到一條公路設計能帶動沿線經濟的發展，發揮和產生良好的經濟和社會效益。設計方案的優化比選對于類似地形、地質等條件公路設計都有著非常重要的借鑒意義與參考價值。

關鍵詞：設計；公路；方案比選；探討；優化

中圖分類號：U412.36" " " 文獻標志碼：A" " " " " 文章編號：2095-2945（2025）03-0141-05

Abstract： Based on the comparison and selection of some schemes during the design process of Lingtai to Huating Expressway， this paper proposes more than two design routes and schemes through the comparison and selection of design line schemes in two situations. The advantages and disadvantages of the line direction in each scheme are analyzed in detail， the project scale is calculated， the technical and economic comparisons are made， and the optimization plan for the route direction is finally determined， so as to ensure that the project can exert its good economic and social benefits after implementation. Thus， the design of a highway can drive the economic development along the route， and bring into play and produce good economic and social benefits. The optimization， comparison and selection of design plans has very important reference significance and reference value for highway design with similar terrain， geology and other conditions.

Keywords： design; highway; plan comparison; discussion; optimization

我國JTG C10—2007《公路勘測規范》對公路勘察、設計過程做出了詳細規定，并將道路勘察、設計的選線設計方案進行比選，以滿足和服務于沿線的國民經濟建設。影響公路線路走向選定的因素甚多，設計是其中的主要因素。

一條公路設計的好與壞、成功與失敗，是否能帶動沿線的經濟發展，發揮和產生良好的經濟和社會效益，無不與設計人員做好前期的設計比選與優化密切相關。本文以S28線靈臺至華亭高速公路設計過程中的部分方案的比選為例，通過對設計過程中方案比較、技術經濟的優化作出詳細分析，最終確定了路線的走向和施工項目，從而保證項目實施后能發揮其良好的經濟和社會效益。

1" 工程概況

S28線靈臺至華亭高速公路是列入《甘肅省“十三五”交通運輸發展規劃》的重大項目，項目主線起點位于平涼市靈臺縣城西水泉村，終點至華亭市安口鎮石堡子（高莊），樞紐立交與G85銀川至昆明高速公路彭陽至大橋村段相接，路線全長99.721 km。其中，主線長88.233 km，互通立交連接線長11.488 km。全線采用雙向四車道高速公路標準設計，主線速度80 km/h。S28靈華項目的建成將打通華亭、崇信、靈臺通往陜西咸陽的快速通道，對整合區域優勢資源，加快區域經濟發展具有示范帶動作用，同時強力助推沿線經濟發展和鄉村振興。

2" 走廊帶方案比選

2.1" 靈臺西（水泉村）至梁原段（AK14+500～AK66+900）

針對區靈臺縣的區域經濟布局、水源地、公益林和占地拆遷等社會敏感點分布以及地形、地質條件、工程造價等綜合因素擬定了2個方案進行技術經濟比選，分別為塬面走廊（A方案）、塬底走廊（E方案）。

2.1.1" 塬面走廊（A方案，A1-2+A2+A3，DK14+500～AK66+900）（水泉村-什字鎮（寺殿周）-朝那（西張村）-梁原（橫渠））

設計路線走向：路線起于靈臺西水泉村，隨后沿楊村溝逆流而上至任家灣，后展線上塬，經談家坡、陳家溝圈、南頭姚家、什字鎮寺殿周、水晶村、北溝、合集村、上良鄉和景家塬，在西張村跨越X043線后展線下塬，經馬家寨、范家溝，自梁原西南側過境，跨黑河后路線布設于黑河川北側二級階地，終點止于梁原鄉橫渠村，路線52.227 km。

設計方案優點：①路線過境了靈臺縣城以及什字塬塬面的獨什字、上良、朝那和梁原等鄉鎮，影響人口較多（直接影響人口為16.8萬人），區域經濟輻射帶動作用強；②對靈臺縣城飲用水源地無影響，僅跨越達溪河國家級種質資源保護區實驗區1次，環境安全風險較小，立項審批難度小；③隧道較短（較E方案短7.33 km），且無特長隧道，后期運營管理費用較低；④靈臺縣地方政府對該方案認可度較高。

設計其設計方案缺點：①路線繞曲，建設里程長（較E方案長5.032 km），橋隧構造物多，工程造價高（較E方案高6.2億元）；②存在2個上、下塬段，長大縱坡路段相對較多（什字上塬段縱坡為2.37%/15.07 km，朝那下塬段縱坡為-2.46%/9.41 km），行車安全性相對較差；③什字上塬段，沿塬邊溝壑布設，地形起伏變化大，地形條件復雜；④塬面路段占地、拆遷數量較大。

2.1.2" 塬底走廊（E方案，EK14+500～EK61+695）

設計路線走向：路線起于靈臺西水泉村，在楊村以310、1 220、2 900 m隧道群穿越樊家山，進入澗河溝，其后沿澗河溝逆流而上，經付家溝門、下河、白家河和河里，在柳家莊以3 330、820 m隧道群穿越什字塬至南坡，隨后再以1 870、930 m隧道穿越馬寨塬面于梁原鄉西南側過境，跨黑河后路線布設于黑河川北側二級階地，終點止于梁原鄉橫渠村，路線長47.195 km。

設計方案優點：①路線順捷，建設里程短（較A方案短5.032 km）；工程造價低（較A方案低6.2億元）；②無上、下塬段，縱坡較緩，行車安全性較好；③路線布設于澗河溝溝底，占地、拆遷數量最小；④路線多布設于河谷、川臺區，地形條件簡單。

設計方案缺點：①布設路線的澗河溝內分布有靈臺縣城飲用水源、羅家坡飲用水源、西張飲用水源3個水源地，雖然路線繞避了3個水源地的一級保護區，但有24 km路線直接位于靈臺縣城水源地上游，同時與達溪河國家級種質資源保護區核心區為同一走廊，環境風險高，立項審批難度大；②路線雖然直接過境靈臺縣城（中臺鎮），但是未直接過境什字塬塬面的什字、上良、朝那等鄉鎮，直接影響人口最少（直接影響人口為4.5萬人），區域經濟輻射帶動作用相對較差；③隧道較長（較A方案長7.33 km），后期運營管理費用較高，節能效益較差；④立交布設于溝底，塬面車輛上下高速公路需繞行10 km；⑤靈臺縣地方政府對該方案認可度較低。

經綜合比選，塬底走廊（E方案）雖然無上、下塬段，地形條件相對簡單，行車安全性較好，但對靈臺縣城飲用水源地和2個鄉鎮飲用水源地及達溪河國家級種質資源保護區核心區影響較大，環境安全風險較高，環評審批難度較大，同時未過境什字塬面的什字、上良、朝那等人口密集的鄉鎮，區域經濟輻射帶動作用較差，且隧道較長，后期運營管理費用較高。塬面走廊（A方案）雖然存在上下塬長大縱坡段，行車安全性相對較差，建設里程長，工程造價高，但所經區域直接影響人口數量最多（較E方案多16.8萬人），區域經濟輻射帶動作用較強，所經區域無大型水源地，環境風險小，環評審批難度小，隧道較短，后期運營管理費用低，節能效益較好，地方政府對該方案認可度較高，因此將其作為推薦走廊，靈臺西（水泉村）至梁原段方案主要技術經濟比較見表1。

2.2" 推薦走廊局部方案比選

對于什字塬塬面、塬邊方案比選（AK31+000～AK50+000），針對路線方案對什字塬面的破壞影響程度、占地拆遷數量、橋涵工程規模和工程造價等綜合因素，在什字塬塬面擬定了2個方案進行比選，分別為塬邊方案（A）和塬面方案（J）。

2.2.1" 塬邊方案（A方案，A2，AK31+000～AK50+000）

塬邊路線布設思路：為了減少對什字塬塬面的切割，在綜合考慮構造物數量、墩高、跨徑及實施難度等綜合因素路線盡量布設于塬邊。

設計路線走向：路線起于什字鎮寺殿周，沿什字塬南塬布設，經姚家溝村、于家崖窯、水晶村、南莊村、合集村和上良鄉南側，終點止于朝那鎮西張村，路線長19 km。

工程規模：路線長19 km，設置大橋5 051 m/12座，服務型立交2座。

設計方案優點：①路線多布設于塬邊，總體上對什字塬塬面的切割較小，僅部分路段對大塊塬面有一定的切割，便于什字塬塬面的后期規劃發展及當地居民的生產、生活；②該方案最大限度地保留了什字塬塬面的完整性，便于什字塬后期的開發利用，地方政府對該方案認可度較高。

設計方案缺點：橋梁等構造物多，且橋梁墩高較高，拆遷數量大，工程造價高（較J方案高4.5億元），實施難度相對較大。

2.2.2" 塬面方案（J方案，J，JK31+000～JK49+944）

塬面路線布設思路：鑒于塬邊方案（A方案）橋涵構造物較多，且橋高較高，同時拆遷數量大，因此塬面方案（J方案）以減少構造物和拆遷數量的原則進行路線方案布設。

塬面路線走向：路線起于什字鎮寺殿周，經姚家溝村，在水晶村路線向北布設，經勝利村、羅家莊村、蔣家溝村、舊集村和澗溝村，終點止于朝那鎮西張村，路線長18.944 km。

工程規模：路線長18.944 km，設置大橋906 m/1座，服務型立交2座。

設計方案優點：橋梁等構造物少，拆遷數量小，工程造價低（較A方案低4.5億元），實施難度相對較小。

方案缺點：①路線多布設于塬面，對什字塬塬面的切割較大，大部分路段對大塊塬面有一定的切割，不利于什字塬塬面的后期規劃發展及當地居民的生產、生活；②鑒于該方案對什字塬塬面的切割破壞較為嚴重，不利于什字塬塬面的開發利用，地方政府對該方案的認可度較低。

經綜合比選，雖然塬邊方案（A方案）雖然拆遷數量大，橋梁構造物多，工程造價高，但對什字塬塬面的切割破壞較小，有利于什字塬塬面的開發利用，便于什字塬塬面居民的生產、生活，地方政府對方案的認可度較高，因此將其作為推薦方案。什字塬塬面、塬邊方案主要技術經濟比較見表2。

3" 終點接線方案比選（AK92+500～AK101+998）

根據終點段G85銀昆高速走向及接線區域寶中鐵路、華煤工業園區規劃、占地拆遷等社會影響因素及其建設、運營里程，工程規模和工程造價等綜合因素擬定了2個方案進行研究，分別為石堡子（高莊）接線方案（A方案）和三星（洛家莊）接線方案（H方案）。

3.1" 石堡子（高莊）接線方案（A方案，A7，AK92+500～AK101+998）

設計路線走向：路線起于銅城鎮，以1 167 m大橋跨越汭河、寶中鐵路及S304線至汭河北側，再以3 310、1 680 m隧道穿越徐家山至紀家莊，再沿紀家莊至華亭二級公路北側山根布線，終點止于石堡子村高莊，路線長9.874 km。

工程規模：路線長9.874 km，設置大橋3 165 m/6座，隧道4 990 m/2座，樞紐立交1座，服務型立交1座。

設計方案優點：①路線建設里程短（較H方案短2.352 km），隧道短（較H方案短2 335 m），工程造價低（較H方案低5.6億元），后期運營管理費用低；②與鐵路交叉次數較少（僅上跨寶中鐵路1次），對鐵路的影響小，實施難度小；③靈臺至平涼四十里鋪運營里程較短（靈臺至平涼四十里鋪運營里程為127.7 km，較H方案短6.8 km）。

設計方案缺點：拆遷數量較大，社會影響相對較大，實施難度相對較大。

3.2" 三星（洛家莊）接線方案（H方案，H，HK92+500～HK104+871）

設計路線走向：路線起于銅城鎮，以3 565 m隧道穿越汭河南側山體繞避銅城水庫庫區、五龍山景區規劃，再以650 m隧道穿越堡子頂山梁，跨華煤專用鐵路及關河河川，再以2 765 m隧道穿越段家山，終點止于三星村洛家莊，路線長12.226 km。

工程規模：路線長12.226 km，設置大橋2 921 m/4座，隧道7 325 m/4座，樞紐立交1座，服務型立交1座。

設計方案優點：拆遷數量小，社會影響較小，實施難度相對較小。

設計方案缺點：①路線建設里程長（較A方案長2.352 km），隧道長（較A方案長2 335 m），工程造價高（較A方案高5.6億元），后期運營管理費用高；②與鐵路交叉次數較多（除上跨寶中鐵路1次，還在關河川內上跨華煤專用鐵路），對鐵路的影響大，實施難度大。③靈臺至平涼四十里鋪運營里程較長（靈臺至平涼四十里鋪運營里程為134.5 km，較A方案長6.8 km）。

經綜合比選，石堡子（高莊）接線方案（A方案）雖然拆遷數量大，但其建設里程短，隧道短，工程造價低，后期運營管理費用低，對寶中鐵路及其華煤專線干擾較小，同時靈臺至平涼運營里程較短，因此將其作為推薦方案。終點段接線方案主要技術經濟比較見表3。

4" 結論

本文以S28線靈臺至華亭高速公路設計過程中的部分方案的比選為例，通過對走廊帶方案、梁原下塬段、崇信縣城過境段、線路終點接線方案比選設計過程中方案比選，詳細分析了線路走向的優缺點、技術經濟的比較，最終確定了路線走向的優化方案，從而保證項目實施后能發揮其良好的經濟和社會效益。設計方案的優化比較對于類似地形、地質等條件的公路設計都有著非常重要的借鑒意義與參考價值。

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