谢伟强 (广东省公路勘察规划设计院 510507)

【摘要】本文结合广东省汕梅高速公路丰顺莲花山隧道工程设计，谈谈山区高速公路设计中考虑地形、地貌和地物的选线、设计方案的选定以及技术标准的运用问题。

【关键词】山区 高速公路 选线

1 概述

    随着广东省高速公路建设的迅速发展，在不断完善珠江三角洲路网的同时，高速公路建设已经伸延至粤东、粤西和粤北山区，汕梅高速公路丰顺莲花山隧道工程是汕(头)梅(州)高速公路的一部分，位于莲花山脉低山区，群山连绵，山势陡峭，山顶呈尖锥或圆锥状，山脊一般较陡，沟谷坡角可达60~80，谷底及山脊常见基岩裸露，残坡积层不甚发育，河谷多呈”V”字形，中低山海拔高度500~600m，由侏罗系火山碎屑凝灰岩及火山熔岩和燕山期花岗岩组成，地形复杂、起伏大，是典型的山区高速公路。她作为汕梅高速公路的控制工程，具有路线短、难点工程集中的特点。路线全长13.99km（含0.73km连接线），路基宽23m，设大桥12座，共长2706m。设有隧道4座，长4928m，其中竹子寮隧道长199m，拾荷隧道长300m，柚树下隧道长1554m，莲花山隧道长2875m，隧道均采用单洞（右线）双车道，洞宽11.5m。下面就结合该工程谈谈选线一些体会。

2 山区高速公路选线

2.1 与选线有关的主要技术标准 

山区高速公路设计由于其鲜明的地形条件，因而其技术标准相对平原微丘区都相对降低了一级，其主要技术标准如下：

设计时速：80km/h；行车道宽：2x7.5m；路基宽度：23m；最大纵坡：5%；合成坡度：10.5%；最小平曲线半径：一般值400m， 极限值200m。

2.2 选线

山区地形的特点是短距离内高程相差很大，坡陡沟深，河流一般为季节性河流，洪水来得快且急，退得也快，路基大填大挖，土石方和防护工程量大，其稳定性和行车安全都受到地质和气候条件的影响，因此对于山区高速公路路线走向，在合理利用技术标准的同时，善于利用地形布线是做好山区选线的关键。 

2.2.1山区沿溪线选线

沿溪线是沿山谷溪流两岸布设的路线，它是山区选线中常被优先考虑的方法。对于河岸地形比较连续，河岸横向坡度比较平缓，支流较少，地质条件较好的山区地形更适合采用沿溪线。采用沿溪线的问题是线位走那 一岸，线位放在什么高度，路线在哪一侧跨河。山区河岸两侧居民点多，河谷平缓，经济相对发达是山区高速公路必经之路，但由于受技术标准的(如最小半径和最短直线的要求)往往要跨河好几次，在万不得已条件下还要设连续的S弯以避开河岸陡峭的地形。因此线形部分路段会平面标准偏低(如接近极限最小半径)，但只要在纵面上设置平缓的纵坡(建议采用0.3%~2%)，超高按标准采用(如该路段为桥，我国载重汽车比例较高，行车安全比行车舒适来得更重要，超高则按标准降一级取用，桥面铺装要求用粗糙度大的材料)，以获得较小的合成纵坡(建议控制在7%左右)，就能取得较满意的行车效果。汕梅高速公路丰顺莲花山隧道工程K83~K84路段连续3个反向弯道，最小半径310m，最大半径377m，纵坡0.3%~2%，超高7%，线型优美且与两岸景观协调，取得较满意的行车效果。必须注意的是，沿溪线往往为了少做桥而穿越溪谷、坡地等地质、地藐比较复杂的地方，因此这些地段要重视地质选线，如汕梅高速公路丰顺莲花山隧道工程在K82+600桩号附近，表层为坡积－－残积层，下为风化岩，节理、裂隙发育，线位刚好穿越“马蹄形”地形的“蹄部”,开挖路堑后，在雨季30~40m高的多级护面墙出现斜裂缝，为岩层沿裂缝滑动顺结构面的破坏，最后不得不采用锚索加固，耗资达450多万，如果在选线注意到“马蹄形”山、“馒头形”山等并加强地质勘探，适当调整平纵面线位及延长两端桥长是可以最低限度地减少这些问题的发生。沿溪线在穿越溪谷时还要注意线位不能过低，否则要砌筑浸水挡墙，在墙脚必须抛石护脚，以防急涨又流急的洪水冲毁。另一方面布线对灌溉水渠与水源头选线要结合考虑，以免出现路基填挖后水接不上或由于高填要做很长拱涵。

2.2.2山区越岭线选线

越岭线的特点是路线要克服很大的高差，路线长度和平面位置主要取决于路线纵坡的安排。因此选线是以纵断面设计为主导，结合解决平面线形和路基横断面位置。因此路线在最大纵坡(我国载重汽车比例较高，建议控制在4%)及坡长(建议控制在500m内)等技术标准下一般需要大填大挖，必须注意的是挖方过大需考虑设隧道的方案，本人认为当挖方在中线处达40m以上可考虑与设隧道的方案进行比较，关键问题就是可挖多深、弃方数量多大及边坡防护工程投入、后期养护等以达到降低工程造价的目的。汕梅高速公路丰顺莲花山隧道工程在竹子寮路段采用全断面开挖及隧道方案的比选，如采用全断面开挖最大挖深在中线处达50m，将造成大量弃方及高边坡防护工程量大等问题，最后选用隧道方案，隧道不长，既降低线位又减少弃方，切合地形又符合环保要求，虽然短期工程投资略高，但从行车效果、长期营运及后期养护都利大于弊。当越岭线经过垭口时，由于垭口往往是地质构造上的软弱层地带或断层破碎带，开挖还是隧道方案都必须认真考虑。

2.2.3山区山脊线选线

山脊线是一种大体沿山脊布设的路线，特点是具有土石方工程量小、水文地质好、桥涵构造物少的优点。山区高速公路路基宽达23m，且山脊连续又平直的很少，因此半填半挖、高填、深挖经常出现，有时往往会填20~30m，挖方边坡又达到40~50m，在设计上应从工程方案上解决这一系列问题。首先考虑是能不能设计成分离式路基，完全的上下行断面，但由于地形起伏大，分离式路基两端在接回整体式断面有困难，施工组织繁锁且占用土地较多，往往难于做到。更多的是按常规办法进行即高填深挖，由于山脊地质好，高边坡相对稳定，问题是填土可填多高，本人认为中线填高超过20m就应考虑架桥方案。汕梅高速公路丰顺莲花山隧道工程在砖板子路段最大填方高38m(坡脚至路基顶)，建设单位为了节省造价取消了原来的一座200m大桥，但需大量借方，同时涉及到环保和高填土工后沉降量大、高填边坡防护与雨水冲刷等问题，最后从造价上看略有减少，但从长远看不见得比做桥好。

3 结语

山区高速公路选线受地形、地质的很大，路线的平、纵、横三方面都受到制约，同时要考虑山区高速公路一般交通量不大，建设单位往往为营运后还贷期长而要求降低工程造价的客观事实，还要注意环保与水土流失等问题，总之如何满足适用、安全、经济、美观的设计原则一定要开动脑筋，全局平衡，才能设计出一条令各方面都满意的高速公路。 

参考文献

1.冯桂炎。《道路选线》，长沙湖南大学出版社，1986年。下载本文