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山区高速公路路线选择要点及实例分析

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摘要：路线设计是设计公路中及其重要的一环，复杂地形处的路线选择受到严重限制。本文依托元江至蔓耗高速公路（红河段）工程，分析了高速公路在村镇、河流、森林保护区集中地区的路线选择，分别从造价、工程量、施工难度和自然环境方面做了比较，综合得出最优的路线方案。

Abstract： Route design is an important part of highway design. Route selection in complex terrain is severely limited. Based on the Yuanjiang-Manhao Expressway （Red River Section） project， this article analyzes the route selection of expressways in concentrated areas of villages， towns， rivers， and forest reserves， and compares the cost， engineering quantity， construction difficulty and natural environment respectively， and obtains the optimal route scheme synthetically.

关键词：复杂地形;高速公路;路线选择;控制因素;选线要点

Key words： complex terrain;highway;route selection;control factors;route selection points

中图分类号：U212.32? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文献标识码：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章编号：1006-4311（2020）09-0182-03

0? 引言

道路选线是影响高速公路技术经济综合性能的关键环节，山区高速公路选线面临极其复杂的外部环境，需要综合考虑道路的技术、经济、安全、环保等性能[1][2]。山区高速公路选线工作的重点是根据道路的地形、地质条件，综合设定不同影响因素的权重，设定科学合理的定线步骤，按照安全、环保、舒适、与自然环境融洽、工程经济合理等原则确定路線方案[3]。本文结合山区高速公路路线设计的控制因素和关键影响因素，对元江至蔓耗高速公路（红河段）的选线方案进行，可为今后山区复杂环境下的高速工程选线设计提供借鉴。

1? 山区高速公路选线的控制因素

山区高速公路线路比选[4]是在总体设计理念的指导下开展的系统性工作，选线工作要全面考虑平、纵和横三个断面的总体协同性[5]。山区高速公路在选线时面临多重控制要素，需要全面识别这些关键控制要素，综合考虑控制要素之间的利弊关系，合理确定路线。

1.1 地形条件

山区高速公路面临地形起伏大、峡谷深切、水系发达等独特的外部环境，因此高速公路的平、纵面的线形指标相对较高。在选线阶段有必要深入研究沿线地形地势条件，重点确定越岭垭口位置，选择自然坡面较缓的山坡进行布线，减少填挖工作量降低边坡防护难度。

1.2 工程地质条件

山区高速公路受特殊地形、地势条件的影响，在布线过程中应全面考虑安全、经济等方面的要求;分析沿线滑坡、崩塌体等地质灾害，尽量采用绕避或采取跨越与防护相结合的原则处理原生地质灾害。对于桥梁工程而言，墩台基础应有足够埋深，以满足抗倾、抗滑移、抗冲刷稳定性要求[6]。

1.3 水文地质条件

山岭地区地质条件复杂，高速公路属于线性工程，选线过程中常会遇到不同地质情况，如顺层、滑坡、崩塌、溶洞、断层等[7]。山区高速公路选线尤其要重视工程地质、水文地质调查，深入调查路线走廊带内地质构造、岩层、岩溶发育和地下水分布情况。

1.4 植被因素

植被是保证山体稳定的重要因素，植被破坏导致生态系统的紊乱，是诱发地质灾害发生的主要原因[8]。道路工程是一个大兴土木的工程，势必会对原有自然生态环境造成破坏，对于山区地质病害多发区，一个点的植被破坏后，在降水条件下可能会引起整个面的破坏，引发地质病害[9]。

2? 路线选择要点

2.1 安全选线

山区高速公路选线应综合考虑路线平、纵、横断面的组合要求，按照平面线形顺势、纵面线形均衡、横断面合理的原则确定线路方案。平面线形要考虑与地形地势适应性问题，避免道路线形突变;纵面线形尽量满足地形起伏的均衡性要求，尽量避免大纵坡和小半径平曲线的组合;地形起伏剧烈地段或深切峡谷地段要尽量减少填挖量，保证路基边坡的稳定性，横坡较缓路段尽量采用半挖半填，特殊路段还可采用左右幅分离断面形式;引用运行速度进行安全性检，保障线形组合的均衡性和合理性。

2.2 特殊路段比选论证

山区高速公路选线中应高度重视特殊困难路段的路线方案，尽可能不遗漏有价值的方案。综合考虑各方案在工程造价、环境保护[10]、线形技术指标、施工安全性等多方面的优势和劣势。通过优化比选论证确定最终路线方案。

3? 实例分析

3.1 项目概况

元江至蔓耗高速公路红河段路线起点（K0+000）接省高北南纵线S35的水塘至元江段的止点，路线止点（K138+668.91）位于蔓耗镇。沿线主要城镇为红河县城、元阳县城及个旧市蔓耗镇;属红河水系，水资源较丰富，沿线两岸红河支流水系发育，分布较多，主要沿线路区山涧沟谷分布;项目路线范围内已建公路主要有县道X102。采用4车道高速公路标准建设，设计速度80km/h，路基宽采用25.5m，设计荷载等级为公路-Ⅰ级。路线所经区域位于云南高原南部，总体地势北西高、南东低，海拔200～900m。

3.2 方案對比

本段落地形条件复杂，桥梁工程规模较大，施工图推荐线走向：本方案为靠近红河边明挖方案，起点K108+291，路线经过沙人寨北侧，设主跨240m矮塔斜拉跨越蛮板河后，到达蛮板南侧;路线一路东行，经过了黄草坪和浪滩坡北侧，通过主跨240m刚构桥跨越小河口;通过设长滩1、2号短隧道到达本段方案比较的止点K120+174.32。提出A、B、C线三个比较方案，如图1所示。

3.2.1 施工图与A线比较

A线走向：本方案为隧道方案，起点AK108+291，路线经过沙人寨南侧，设长2090m长隧道穿过沙人寨山后，通过8孔40mT梁跨越蛮板河;设1055m长隧道穿过蛮板山后，以中隧道方式穿过黄草坪;路线一路东行，以1515m长隧道穿越浪滩坡南侧山，通过主跨130m刚构桥跨越小河口上游;通过设长1725m长隧道穿越攀枝花北侧山后，到达本段方案比较的止点AK120+458.04。（表1、表2）

3.2.2 施工图与B线比较

B线走向：本方案为位于推荐线和A线之间的中线方案，起点BK108+291，路线从沙人寨南侧通过，设长2090米长隧道穿过沙人寨山后，通过主跨3孔130m刚构桥跨越蛮板河后到达蛮板南侧;路线一路东行，到达本段方案比较的止点K113黄草坪北侧。（表3、表4）

3.2.3 施工图与C线比较

C线走向：本方案为特长隧道方案，起点CK110+703位于蛮板新村南侧，通过主跨240m刚构桥跨越蛮板河后，到达蛮板南侧;设3185m特长隧道穿过黄草坪后山;路线一路东行，通过主跨2孔150m刚构桥跨越小河口上游;通过设长1695m长隧道穿越攀枝花北侧山后，到达本段方案比较的止点CK120+458.18。（表5、表6）

4? 结论

①山区高速公路选线应权衡平、纵、横组合，做到平面线形顺势、纵面线形均衡、横断面合理。并应高度重视特殊困难路段的路线方案，综合考虑各方案在工程造价、环境保护、线形技术指标、施工安全性等多方面影响因素。②云南红河高速公路由于比较方案隧道规模大，无法设置互通，工程造价高，后期运营成本，黄草坝段选择施工图方案。③山区高速公路选线更应该注重自然环境的因素，保证生态平衡的前提下才能更好的发展基础建设。

参考文献：

[1]李军，黄海宁，徐志胜.基于风险因子概率传递的公路选线经济风险评估[J].安全与环境学报，2016，16（02）：49-52.

[2]黄晓君，包玉海，朝鲁门.公路最佳路径GIS选线方法[J].测绘科学，2015，40（07）：136-141.

[3]孙庆珍，贾燕，潘春风.基于多目标决策的山区灾害多发地段公路选线优化[J].武汉大学学报（工学版），2011，44（05）：633-637.

[4]杨仲谋.山区公路选线[J].中南公路工程，1994（04）：1-10.

[5]同鑫.山区高速公路平纵组合安全性评价研究[D].长安大学，2012.

[6]刘先万.山区高速公路选线与路基工程设计[J].路基工程，2005（04）：81-83.

[7]吴明先，季新友，董丽娜，等.山区地质灾害多发区公路选线策略[J].中外公路2017（S2）：1-5.

[8]赵友平，童云深.山区高速公路生态环境保护技术对策及措施[J].中外公路，2014，34（05）：13-18.

[9]周菲菲.基于可持续发展理念的绿色公路选线指标体系构建[J].公路，2018，63（07）：106-111.

[10]江玉林，张前进，陈学平，等.高速公路选线环境评价方法研究[J].公路，2005（07）：71-75.

作者简介：张良翰（1975-），男，云南楚雄人，高级工程师，主要从事高速公路路线设计和管理工作。

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