山区高速公路平纵横设计的探讨

山区高速公路平纵横设计的探讨

蓝碧武

蓝碧武

广东省公路勘察规划设计院股份有限公司广州510630

摘要：针对山区高速公路的特点，结合工程建设实践，从平纵横组合设计的指导思想、设计原则、标准选定要点等方面进行了研究分析，明确了山区高速公路设计的基本思路与内涵，有利于山区高速公路的合理设计。

关键词：山区；高速公路；平纵横组合设计；原则；方案

1引言

随着我国高速公路建设的快速发展，高速公路建设重心已逐渐由平原地区向山区推进。由于山区地形地质条件复杂多变，使得山区高速公路的设计有其自身的特点：一是山区高速公路，耕地较少、水田多分布在山间洼地和谷地，使得走廊带内土地资源更为稀缺；二是山区高速公路多位于深切峡谷，地形陡峭，桥隧遂比例高，建设条件复杂，工程艰巨，实施难度大；三是山区高速公路区域内原生态环境良好，植被较茂盛，有较多的自然、人文景观，沿线环保要求高；五是受自然灾害的影响，山区容易发生不良地质现象和自然灾害，如地震，山石崩塌滑坡，在雨季甚至可能发生暴雨洪灾泥石流等等；五是行驶车辆以过境交通为主，重型车辆比例大。因此，山区高速公路的设计，需纵览全局的平、纵、横组合，做到综合立体设计，本文从山区高速建设工程实例出发，对山区高速公路的平纵横总体设计及其相匹配技术指标运用中的一些思路进行了探讨。

2平纵横组合设计原则

根据山区高速公路项目特点，充分吸收国内外山区高速公路勘察设计的成功经验，勘察设计中贯彻执行“以安全为核心，以人为本，合理采用技术标准，灵活运用技术指标，实现安全、环保、经济、美观的关系，确保公路建设的可持续发展”的平纵横组合设计的新理念，设计原则如下：

⑴围绕生态环境保护，坚持多方案比选论证。路线设计坚持“生态选线、环保选线”，并将生态环境保护列为重要比选内容，通过多方案论证比选，使得拟定的方案具有利于环保、水土保持、技术可行、经济合理的优点；坚持地形选线，在保证行车安全的前提下，强调地因地制宜选用技术指标，坚持沿线与地形条件相互协调，不片面追求高指标；贯彻高速公路地质选线，加强滑坡等不良地质现象的调查，并尽量避免。加强综合勘察以保证工程安全，以避免因总体设计考虑不足引起工程规模增大，增加投资。

⑵坚持安全选线的理念，并注重工程安全性设计。山区高速过境车辆较多，货车比例大，设计时应注重平纵面均衡性设计，运用运行速度和行车安全的理念，对线形指标进行优化设计，通过调整曲线半径配置、平均纵坡、超高和视距等措施，优化隧道进出口、互通进出口的布线，提高道路的行车安全，充分体现以人为本的设计理念，并采用有效的工程技术措施，保障工程本体结构和用路者运营的安全。

⑶处理好路、桥、隧工程间的协调。根据地形、地质条件，遵循“宜填则填、宜挖则挖、宜桥则桥、宜隧则隧”的设计原则。桥梁、隧道工程总体上服从路线设计，但在路线方案选定时应充分考虑桥梁隧道工程的安全性、经济性、施工可行性和运营养护费用。坚持对典型工程方案进行综合比选，典型工程方案对路线总体方案和工程造价有极强的控制作用，初设阶段对典型工程方案（主要包括高边坡与短隧道，高边坡加固与放缓边坡，桥梁方案，互通立交方案，路面方案）进行仔细的比较，合理确定工程方案。

⑷认真贯彻执行交通部《关于在公路建设中实行最严格的耕地保护制度的若干意见的通知》的精神，尽可能少占耕地及可建设用地，节约公路用地。同时尽量避免或减少大规模的拆迁，尤其是供电主干线的迁移。综合考虑路线与水源地、水利设施的关系，尽量减少对既有水利设施的损坏，保护水资源，做好水土保持工作。

⑸加强协调，处理好城镇、厂矿企业建设规划、既有工程（如等级公路、村道、厂矿、河流、人工渠道）、文物等与高速公路的关系，减少对工程实施的干扰；充分考虑沿线居民出行方便，综合考虑研究设置互通式立交、人行通道、汽车通道的位置、拟建规模和设计型式，合理选择服务区（停车区）、管理和养护工区等服务设施的位置；综合注意考虑地方道路改造的可行性。

⑹充分考虑土石方平衡，减少土石方数量，做好土地复垦、造地和植被恢复设计。

3工程实例

广佛肇高速公路（肇庆大旺至封开江口段）主线路线全长约173km，采用设计速度100km/h的双向四车道高速公路标准，路基宽度26m（局部采用6车道宽度为33.5m）。路线所经地区的地貌单元主要包括构造侵蚀中～低缓丘陵区地貌、剥蚀丘陵地貌、溶蚀平原、河流谷地及其中的堆积地貌，并以低缓丘陵区、丘陵区分布面积最大（约占85％）。

下面就工程实践中，平纵横组合立体设计思路和设计原则的一些运用作探讨。

3.1坚持地质选线

山区地质构造复杂，地质灾害的类型多，分布面广，且成因复杂。因为地质现象有的较为隐蔽，在路线布线时，应工程地质和水文地质进行深入勘察，积极采用新技术、新工艺，查清路线所经区域的地质情况，合理布设路线，避开大型不良地质地带，从根本上提高公路抵御自然灾害的能力，保证施工和运营安全、降低工程风险。山岭区高速公路选线常见的不良地质路段包括滑坡、崩塌、岩堆、泥石流、岩溶、软土，还有多年冻土、水库、人为坑洞、强烈地震区，等等。必须通过的不良地质地段，在已具有有效处理方案的前提下，尽量缩小穿越范围，选择有利于工程安全的角度穿过，以节省投资，缩短施工工期，减少工程隐患；对于难以处治的不良地质路段，应慎重对待，设法避让。

广佛肇高速公路项目播植镇段，布设了K线和B6两条不同走廊带的路线方案进行比选。B6线为工可阶段推荐线的优化线位，线位所经山体存在一处较大型的古滑坡。

图4古滑坡处置方案（代表性断面）

古滑坡体，对路基的安全隐患较大。K线虽然平面技术指标稍低，但路线顺捷，纵断面技术指标较高，工程造价略低，占地较少，且K线避开了大型古滑坡体等不良地质路段，沿线不存在危害路基安全的地质，相对安全稳定，综合经济效益高。

3.2隧道与路基的方案比选

对于山区高速公路，由于沟谷纵横、地形起伏，为节约土地资源，有利环境保护，避免深挖方、高切坡带来新的地质病害，设计中普遍采用中、短隧道方案，无疑是可行的。但也应结合地质条件及投资控制等方面综合考虑。

广佛肇高速公路斗坑村路段，初步设计阶段线位（蓝色线）从斗坑村偏南部穿过，对该造成分割，拆迁量也较大，经过多次实地踏勘和深入研究，即可采用明挖方式通过，且从地质条件分析，明挖也是有条件的，定测阶段将对应初步设计斗坑隧道处的线位往左偏移约90m，从斗坑村南侧经过，完全避开了对村庄的拆迁及侵害，房屋拆迁减少876m2，并且取消了斗坑隧道（长约359m），节省了投资约1200万元。

3.3路基横断面的选择

在平原区或自然条件较好的地区，整体式路基断面一般作为首选方案，但在山区高速公路设计中，在条件困难路段，往往需要运用分离路基（平面分离和纵面分离）进行线形设计，合理的、符合实际的路基形式可以减少开挖面，降低工程量，有效避免高填深挖，有利于水土保持和环境保护。这样不仅可最大限度地利用路线走廊带内的空间资源，还可以在较大范围内重新寻求路线单向布线的途径，这尤其适合于隧道进出口地形横坡陡峻的路段，通过调整隧道内左右洞身的纵坡，拉开进出口段左右幅的标高，使之适应地形，从而最大限度地消除采用整体式路基所带来的不利影响。

中、长隧道一般采用分离式布置，标准分离式隧道要求左、右洞中间距离较大，导致洞外接线过长，占用土地较多。考虑到土地资源的稀缺性，目前短隧道及中、长隧道洞口一般采用小间距形式，两线间岩柱一般应大于一倍开挖洞径，特殊情况下以不小于0.5倍洞径控制。隧道入（出）口端分离式路基，平面采用卵形曲线相接尽早分离（合并）成分离式（整体式）路基，减少的占地和工效程规模，其果明显。

图5隧道断面平面图

3.4与现状及规划设施的衔接

由于公路具有线状的特征，不可避免的存在与其它工程或构筑物的交叉、干扰等问题，在公路路线总体设计中，对于个别孤立的水库、厂矿等，能避让是最有效、最彻底，也是最常用的解决方案；协调好城镇、厂矿企业建设规划、既有工程（如等级公路、村道、厂矿、河流、人工渠道）、文物等与高速公路的关系；充分考虑沿线居民出行方便。

广佛肇高速公路笋围路段，本路段主要的控制因素有：太平围村、笋围总体规划、笋围立交、柳肇铁路（规划）。初测阶段，在笋围路段布设了K线和B2、B2a三条路线方案进行比选。经调查分析，B2a线，虽然房屋拆迁量略少，但路线较迂回，占用农田较多，路线侵入笋围总体规划区，不利于笋围的长远规划与发展；缺点较突出，而优点不明显。K线靠近太平围村的北侧山坡经过，路线顺捷。B2线位稍往北偏移，从太平围村北侧山坡北面坡脚处经过，靠近规划的柳肇铁路布线。下面主要对K线和B2线进行比选。

图6K、B2线比选平面图

⑴从线形指标的角度比较

表2K线与B2线主要线形指标比较表

从上表可见，与B2线相比，K线工程造价低1516万元。

B2线对太平围村的噪音影响较少，且房屋的拆迁量较少，但较贴近柳肇铁路，且笋围互通立交的布置与柳肇铁路有少量冲突；而K线虽然房屋拆迁量较多，但路线较短，顺捷，平、纵面指标稍好，占地（尤其是占用农用地）少63亩，造价低1516万元，互通立交上下高速较便捷，与规划的柳肇铁路相距较远，协调性较好，此外，从城镇规划，地方政府支持，综合效益显著。

4结语

本文就山区高速公路平纵横综合组合设计指导思想，总体设计原则，技术标准选定及勘察设计若干问题等方面阐述了实践中的体会与思考，保证所设计的山区高速公路在安全环保行驶的同时取得最大的社会经济效益，供大家商讨与共同提高。

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