山区公路路线设计有关问题的探讨

摘 要: 路线设计是公路工程设计的基础和灵魂。对于山区高速公路复杂的地形、地质条件而言，路线设计对工程造价更是有着决定因素，凸显重要。本文结合漳龙、邵三、龙长高速公路的设计实践，提出山区高速公路路线设计之浅见。

关键词:山区高速公路 路线设计 总体设计 

1 前言

随着高速公路逐渐向山区延伸，其所在区域复杂的地形、地质、水文条件导致了山区高速公路的路线设计、总体设计具有其自身的特点，且明显地区别于平原区高速公路；山区高速公路的工程规模大、路基宽度宽、服务设施齐全，亦远非以往的山区低等级公路所能比拟。因此，如何准确地把握山区高速公路的特点、难点，合理地掌握技术标准，灵活地布设线位，不仅关系到公路的使用功能、服务水平，也是降低工程造价和运营成本的关键，迫切需要加以认真研究和探讨。本文结合漳龙、邵三、龙长高速公路的路线设计实践，谈山区高速公路路线设计的一些体会。

2 更新设计理念，把握路线设计的关键

山区高速公路的特点要求我们在继承以往成功经验的基础上，设计理念要有所提升，设计思路要有所创新。

2.1 山区高速公路路线设计的理念

（1）把握总体设计的理念，达到辩证的统一。

不管是我们的习惯做法，还是有关规范标准的条文规定，高速公路的路线是"纲"，桥、隧、交叉附从于路线。所有这些，并不是说构造物位置选择的合理性、设置的经济与否等属于次要的地位而不去充分地研究；而是将这些问题或矛盾"拜托"给了路线组。在进行线位的布设过程中，需要充分研究诸如路基横断面的位置及形式的选择，桥梁轴线的选择，隧道的形式、轴线位置及洞门位置的选择，交叉的位置及形式的考虑，对环境的破坏程度等等，并且将所有这些问题（或称之为"矛盾"）作为各控制因素，结合地形、地质、水文条件进行综合地、全面地分析，筛选出哪些是主要的、要充分考虑的因素，哪些是次要的因素，然后抓住"主要矛盾"、兼顾（有时或是"牺牲"）"次要矛盾"，最终布设出总体上经济、安全、合理的线位。

（2）尽可能避免高填深挖、缩短隧道长度。

高填深挖段落多、边坡高、桥隧占路线里程的比重大，是山区高速公路给人们最直观、最深刻的印象，也是直接导致造价高昂的重要因素。

高填深挖路基不仅对环境造成严重的的破坏，而且其安全性、耐久性也令人忧虑不安；而隧道不仅造价高，而且隧道尤其是长隧道的通风、照明、消防等增加了运营养护费用。因此，"以桥梁取代高路堤，以隧道取代深路堑，以隧道群取代特长隧道，在可能的情况下调整线位以桥换隧"的思路（如图2所示）应贯穿平、纵面布设的始终，反复优化线位，以降低工程造价、更好地保护环境。

 2.1.3 合理掌握线形指标，忌"左"防"右"。

由于公路发展的进程是从等级公路（含山区等级公路）发展到高速公路，而高速公路又从平原区延伸至山岭区，如此的发展进程难免会干扰我们对山区高速公路线形指标的掌握。其表现为，一是习惯于平原区高速公路的"大手笔"，追求高指标，结果造成工程量大、造价高、与地形及自然景观不协调；二是受缚于山区低等级公路的思维定势，"畏手畏脚"，不敢合理地设置隧道、高架桥，极限指标、低指标采用过多，造成工程数量节省有限而公路的使用功能、服务水平却大大降低。为此，山区高速公路线形指标的掌握要谨防这两种思想导向，积极把握地形、地质特点，综合选用能保证服务水平且均衡、连续、适应地形的技术指标。综合几条山区高速公路的实践，主要遵循以下原则：

① 当出现较高和较低指标时，要分别通过降低指标和改善指标验证其适应性、合理性；    ② 一般情况下，采用超高值为2％～4％的平曲线半径。迫不得已的情况下方可采用极限值；    ③ 连续上下坡的缓和坡度应控制在2.5％以内；    ④前后段落的指标要均衡、连续；    ⑤ 平曲线占路线总长控制在60％以上，竖曲线占路线总长控制在40％以上。

2.2 山区高速公路设计的关键

2.2.1合理安排纵坡越岭

山区高速公路往往需要在集镇附近设置互通，而这些集镇往往都是四周群山环绕，集镇间关山阻隔。以龙长高速公路龙门至涂坊段为例，段落内的龙门、古田、蛟洋、新泉、涂坊互通均处在高程较低的山谷之中，两互通间为博平岭玳瑁山脉南端的群峰所分隔。因此，克服高差是山区高速公路路线设计的要点，如何合理地安排纵坡越岭、并据此选择合适的平面位置是节省工程造价的关键。

2.2.2安排纵坡越岭、选择平面位置的方法及步骤

安排纵坡越岭、确定平面位置的方法可以借鉴以往山区等级公路"放坡定线"的做法。具体步骤为：

（1）按2%～3.7%的平均纵坡，找出大段落的控制高程。确定长大隧道的位置、进出口标高，确定互通的跨越形式、标高；

（2）根椐地形情况，逐段放坡，计算出一定间距（或50m，或100m）的控制高程；

（3）根椐逐点的控制高程，结合横断面的布置，得出一系列平面控制点；

（4）采用"曲线法"定线，使得平面线位尽量多地穿过或靠近这些平面控制点。当然，对于一些过于离散的、或突变的点可以舍去，也就是说，这些区段是需要设桥梁跨越或隧道穿过的；

（5）进行纵断面设计，对不理想的段落再重复第（2）～（5）点的工作，如此反复直到得出较为经济合理的平纵面。

3.1 拓展路基设计的空间，根据地形灵活地布线

平、纵、横组合是路线设计的最基本原则，针对山区高速公路地形差异大的特点，应该拓展路基设计的空间、较准确地把握新技术，以合理的路基断面形式来验证线位的合理性、经济性，避免由此引起对线位的把握不定或舍去合理的路线方案。以下是几种对线位布设影响较大的路基形式。

3.1.1 高路堤、填石路堤

一方面，山区高速公路布线难以避免地出现高填方路堤；另一方面，大量的路基开挖土石方及隧道洞渣又需要在高填路堤利用、消耗。因此对于一些山凹、窄口的山谷，在采取稳定（包括沉降）及环保措施的基础上，允许科学的、合理的、经济的高填方路堤、填石路堤的存在。如在龙长高速公路选择了14个地处山凹窄谷有填方条件的工点（其中心填高为26～36m），经与桥梁方案比较，节约造价约90～1150万元。

3.1.2 陡坡路堤

当路基填方范围受到限制，或路基大量借方，而段落前后或为避免隧道、或为避免深挖路堑等因素而不允许压低设计标高时，可考虑采用加筋陡坡路堤，以达到路基稳定，适应狭窄地形，减少路基借方的目的。漳龙高速公路龙岩段三期工程的陈坑尾、湖洋、新祠段在紧临319国道的狭窄地形内，以提高设计标高设置3段加筋陡坡路堤，换取1座325m的隧道、3座计697m的大桥，节省造价近3000万元。

 4 结束语

其实路线设计没有一个绝对的、固定的模式和方法可遵循。笔者认为，本质上说，路线设计是综合多种影响因素基础之上的矛盾妥协，也就是说抓住主要矛盾、忽略或牺牲次要的矛盾以达到辩证的统一。