山嶺重丘區(qū)公路選線探討

馮 寧

（山西省公路局 晉城分局，山西 晉城 048000）

山西多山，山地及丘陵面積占國土總面積80.4%，山河環(huán)繞，溝谷縱橫是山西地貌的真實寫照，山地多，所以山洪多、水系復(fù)雜、地質(zhì)病害多、林地廣、耕種土地稀缺，又高差大，這些自然因素的制約使公路建設(shè)不得不慎重小心，既不傷害自然環(huán)境，也不影響社會經(jīng)濟發(fā)展，如何選線才能使建造的公路達(dá)到安全、舒適、經(jīng)濟的功能，本文以山西省晉城市G207線改線項目為實例，探討山嶺區(qū)公路路線的選擇，希望有一定的參考價值。

1 項目概況及工程特點

國道207線晉城市過境段公路改線工程，起點位于晉城東北崔莊村，經(jīng)背蔭、金村、山門、葦匠、金匠、東楊、青楊掌至終點申匠村北，改線全長18.64 km。全線采用一級公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計速度80 km/h，路基寬度24.5 m。本項目主要有以下特點。

1.1 地形起伏大 地質(zhì)條件差

項目位于太行山腹地，地形起伏較大，山谷間河流有東丹河、丹河、白水河3條大河及其支流，屬于沁河流域。山體為河流溝谷分割呈東南走向，路線為西南走向，二者垂直，在節(jié)省工程量的前提下路線降低高差是本項目經(jīng)濟上節(jié)約的關(guān)鍵所在。

山西為黃土高原，項目所在地大多數(shù)山體均厚覆蓋黃土層，少數(shù)裸露段受風(fēng)化影響又有崩坍等病害，山體局部有巖溶，主要病害為覆蓋在山體的濕陷性黃土，對路基的強度和穩(wěn)定性有較大影響，本項目有16.6%的段落受其影響。除此之外，多年采煤形成的礦層空洞（采空區(qū)）也是路線必須克服的病害之一，本項目約有18.8%的段落受其影響，空洞層厚度約2～3 m。

1.2 農(nóng)林水土等自然資源的制約

項目所在區(qū)山多地少，覆土的梯田坡地均屬基本農(nóng)田，耕地資源十分珍貴，除耕地外，林地亦占多數(shù)，留給路線走廊選擇的余地較小。項目區(qū)域內(nèi)還規(guī)劃有水源保護區(qū)，也是路線選擇和工程設(shè)計必須面對的問題。

1.3 通道資源的制約

擬建區(qū)域地形起伏大，地質(zhì)條件也差，又山多地少，多數(shù)土地被耕種或有林木，因此，反而使得能夠用來修路的荒地荒坡資源也十分珍貴起來，在設(shè)計人員選定的走廊帶內(nèi)，除高壓線路外，還有太焦鐵路和晉普山煤礦專用線與本項目處于同一走廊，如何保證相互安全是設(shè)計人員重點考慮的問題，例如兩者之間的間距、高差、交叉位置、防護措施等。

2 線位比選

為慎重起見，路線選線采用先整體、后局部的方式，首先在1∶10 000地形圖上尋找可能的路線方案，局部復(fù)雜路段測繪了1∶2 000地形圖，力爭不漏掉一個有價值的路線方案，經(jīng)過反復(fù)實地踏勘，結(jié)合地質(zhì)調(diào)繪、搜集資料、實地放樁和廣泛征求地方意見，逐步確定路線走廊帶。

2.1 經(jīng)過沿線調(diào)查核實，確定路線A0方案優(yōu)化方向

a）A0方案地表大面積分布第四系黃土，多為階梯狀耕地，植被類型多為農(nóng)作物，微地貌為黃土梁、緩坡、沖溝。路線在跨越高速公路附近地面縱向高差大，路線線位較高，高填路基、高邊坡段落較長，借方量大。

b）平面以曲線橋梁形式上跨鐵路隧道，隧道為淺埋隧道，且需在隧道頂部巖質(zhì)覆蓋層下挖約8.6 m。接近隧道施工對鐵路運行安全影響大，存在較大安全隱患。既有鐵路隧道一旦在施工中破壞，勢必造成極大的安全事故和巨大的經(jīng)濟損失。

c）以橋梁形式跨越河流，由于跨越點位于兩河交匯點上游，故橋梁規(guī)模大。

d）路線距離河道略近，臨河路堤防護工程量較大。

e）A0方案與多條110 kV高壓輸電線路存在交叉關(guān)系，塔架拆移量大。

2.2 優(yōu)化思路

a）綜合考慮平縱橫設(shè)計，多結(jié)合實際邊坡坡率、合理的路基斷面形式來驗證線位的合理性、經(jīng)濟性，避免估計、不確定而舍去合理的路線方案。優(yōu)化工可線位，適當(dāng)占用山坡旱地，減少高填深挖、高邊坡段落，并減少借方量。

b）考慮受鐵路隧道與鐵路車站站位制約，跨越鐵路位置可選余地不大，以服從主線走向為主，主線以跨越鐵路為主要控制因素選擇合理上跨位置。

c）在跨越河流處，盡量選擇漫灘較窄、河岸穩(wěn)定的有利位置，以減小橋梁規(guī)模。

d）沿河線位可以走高線，消除河水對路基侵蝕影響。盡量避開陡坡路段，把路基橫向填挖問題轉(zhuǎn)變?yōu)榭v向填挖問題。

A0方案優(yōu)化后形成C線方案（見圖2）。

2.3 在C方案的基礎(chǔ)上繼續(xù)優(yōu)化，形成A方案

為消除上跨鐵路隧道存在的風(fēng)險，另外經(jīng)過現(xiàn)場踏勘、調(diào)查設(shè)備，結(jié)合路線前后接線要求，認(rèn)為在鐵路車站咽喉與鐵路隧道之間的路塹段跨越鐵路更為有利，體現(xiàn)為以下幾點。

a）鐵路專用線在車站與鐵路正線接軌，路線在車站咽喉跨越鐵路，較工可方案，在跨越次數(shù)上由2次減少為1次。

b）鐵路在該處為路塹，邊坡高度約12 m，站場信號、通訊等鐵路設(shè)備全部位于路塹內(nèi)，以橋梁形式上跨鐵路路塹，可減小設(shè)備遷改工作量，減小施工風(fēng)險。

c）結(jié)合前后地形情況，路線在上跨鐵路處可采用直線線形，較工可方案曲線線形，在道路運營階段提高了道路行車安全性，從而減小對鐵路安全影響。

d）路線在跨越鐵路后，向南沿山坡布設(shè)，可減少挖石方數(shù)量。

選擇車站北咽喉作為跨越點，重新布設(shè)了1條路線方案（見圖1）。

A線、C線平面及縱斷面圖如圖1、圖2所示。

2.4 A線方案與C線方案詳細(xì)比較

2.4.1 建設(shè)條件比較

A線和C線方案相比，平面位置相距不遠(yuǎn)，地形情況及地質(zhì)情況比較接近，但A線方案填挖方較小，受水利設(shè)施、道路干擾較少，施工條件稍好。

圖1 A線平面布置及縱斷面布置圖

圖2 C線平面布置及縱斷面圖

2.4.2 技術(shù)指標(biāo)比較

A線平面指標(biāo)較高，路線順直，路線長度比C線長6.009 m。C線方案主要由曲線路段構(gòu)成，直線較短，最大縱坡比A線大0.3%。綜合來看，兩方案技術(shù)指標(biāo)相差不大，但A線由于縱面起伏小，平縱配合恰當(dāng)，其指標(biāo)的連續(xù)性、均衡性較好。

2.4.3 行車安全、通行能力、服務(wù)水平分析比較

從指標(biāo)分析來看，A線比C線方案平面指標(biāo)較好，C線在上跨鐵路處存在一反向縱坡。因此，就行車安全性、通行能力及服務(wù)水平而言，A線指標(biāo)較好。

2.4.4 公路用地、占用農(nóng)田及拆遷情況比較

兩方案在平面位置處相離不遠(yuǎn)，C線較A線方案拆遷林地稍多，多拆除一處高壓線塔，并且總占地面積較大。

2.4.5 對環(huán)境影響評價和比較

A線與C線兩方案相比較而言，平面線位偏移較少，填挖高度基本相當(dāng)，但C線占地面積略多，拆遷樹木數(shù)量稍大，對自然生態(tài)環(huán)境和水土流失程度略大于A線。

A線平面線位距離居民居住區(qū)邊緣較近，雖然經(jīng)濟拆遷少于C線，但施工及運營期間對沿線居民生活環(huán)境會有一定干擾，并造成長期影響，對人文環(huán)境影響較大。

2.4.6 工程建設(shè)規(guī)模、造價、運營效益比較

A線與C線計價土石方、路基工程、涵洞通道工程量基本相當(dāng)，但C線橋梁數(shù)量較大，大橋數(shù)量較A線長120 m，分離式立交稍長20 m，工程造價比A線多4 804.8萬元。

兩方案平縱指標(biāo)各有優(yōu)缺點，雖然A線比C線長6.009 m，但是C線縱面最大縱坡較A線略大。結(jié)合對行車安全、通行能力的分析比較，兩方案運行效益相當(dāng)。

2.4.7 路網(wǎng)結(jié)構(gòu)、社會、經(jīng)濟效益比較

本設(shè)計路段長度較短，兩方案對路網(wǎng)結(jié)構(gòu)影響一致，社會經(jīng)濟效益相當(dāng)。

綜上所述，A、C線各有優(yōu)缺點，A線橋梁長度短，工程造價稍低，結(jié)合地質(zhì)因素的影響程度、路基橋梁等方案的詳細(xì)設(shè)計、總造價情況，設(shè)計推薦A線方案，C線作為比較線。

3 結(jié)語

高等級公路選線是一個系統(tǒng)復(fù)雜的工作，要求在項目實施前進行大量的調(diào)查研究，實地勘察與圖上作業(yè)相結(jié)合，不斷優(yōu)化方案，本文結(jié)合工程實踐，對影響公路線位的因素做了具體分析，并提出解決措施，對類似工程項目有一定指導(dǎo)意義。