梁日裕

(廣西路橋集團(tuán)勘察設(shè)計(jì)有限公司，廣西 南寧 530011)

0 引言

近年來，公路建設(shè)速度不斷加快，并逐漸向山區(qū)延伸[1]。由于山區(qū)地形地貌復(fù)雜多樣，山區(qū)越嶺段的路線設(shè)計(jì)往往受到地形地貌、工程地質(zhì)、風(fēng)俗人情、環(huán)境保護(hù)、工程經(jīng)濟(jì)等眾多因素的影響[2-4]；越嶺段路線布設(shè)的不合理會(huì)引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害和環(huán)境破壞等諸多問題。因此，如何在眾多復(fù)雜因素的影響下，通過路線方案的比選論證，確定出一條經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠的路線方案，是對(duì)山區(qū)越嶺段路線方案設(shè)計(jì)人員的艱巨挑戰(zhàn)和重大考驗(yàn)[5-7]。本文通過燈美山至終點(diǎn)(風(fēng)吹坳)段經(jīng)平洞嶺(K線方案)和經(jīng)白巖坳(B線方案)兩條路線方案比選研究，分析山區(qū)越嶺段路線設(shè)計(jì)的工作過程和思路，給類似山區(qū)越嶺的路線選線設(shè)計(jì)工作提供參考。

1 項(xiàng)目概況

羅城經(jīng)懷寶至融水洞頭(羅城至風(fēng)吹坳段)公路項(xiàng)目是廣西普通公路網(wǎng)規(guī)劃方案布局中“縱9”三江(梅林)至欽州港公路的重要組成部分，采用二級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)，項(xiàng)目地理位置如圖1所示。本項(xiàng)目推薦方案路線全長59.840 km，預(yù)算總金額為45 056萬元，平均每公里造價(jià)為752.941萬元。其中燈美山至終點(diǎn)(風(fēng)吹坳)段，設(shè)計(jì)速度采用40 km/h，地形地質(zhì)條件復(fù)雜，植被茂密，坡面較陡，以路基為主，局部設(shè)置橋隧，路基土石方工程量大，對(duì)項(xiàng)目總造價(jià)影響較大。該路段的K線和B線方案比選是本項(xiàng)目勘察設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，也是本文闡述的重點(diǎn)。

圖1 項(xiàng)目地理位置圖

2 路線方案布設(shè)情況

圖2 燈美山至終點(diǎn)段路線方案比較示意圖

2.1 經(jīng)平洞嶺路線方案(K線)(K53+200～K57+213.183)

K線方案起點(diǎn)位于項(xiàng)目K53+200燈美山山口處，往平洞嶺方向跨越燈美山?jīng)_溝，沿有利地形展線至平洞嶺鉛鋅礦區(qū)，跨平石溝后沿礦區(qū)邊緣布線至風(fēng)吹坳，設(shè)置隧道下穿風(fēng)吹坳進(jìn)入融水境，終點(diǎn)接入下一標(biāo)段起點(diǎn)。

K線方案長4.013 km，共設(shè)橋梁319 m/2座，隧道625 m/1座，涵洞12道，路基土石方工程數(shù)量64.23萬m3。最小圓曲線半徑61 m，平均每km交點(diǎn)個(gè)數(shù)3.24，最小凹曲線半徑1 200 m，最小凸曲線半徑1 200 m，最大縱坡6.8%。

2.2 經(jīng)白巖坳路線方案(B線)(BK53+200～BK58+819.312)

B線方案起點(diǎn)與K線一致，在燈美山山口往東沿?zé)裘罌_溝一側(cè)展線，經(jīng)燈美至白巖坳，設(shè)置隧道下穿白巖坳進(jìn)入融水境，后沿有利地形繼續(xù)展線至風(fēng)吹坳北側(cè)本項(xiàng)目終點(diǎn)，接入下一標(biāo)段起點(diǎn)。

K線方案長5.765 km，隧道580 m/1座，涵洞17道，路基土石方工程數(shù)量127.48萬m3。最小圓曲線半徑60 m，平均每km交點(diǎn)個(gè)數(shù)5.20，最小凹曲線半徑1 500 m，最小凸曲線半徑1 500 m，最大縱坡6.5%。

3 路線方案的比選論證

3.1 工程地質(zhì)條件比較

K線方案位于印支第二亞構(gòu)造層上。路線外圍褶皺和斷層比較發(fā)育，路線則位于條帶型構(gòu)造線的左側(cè)。K線方案在風(fēng)吹坳隧道受龍岸-拱垌斷層的影響，斷層在羅城縣與融水縣交界的平洞嶺處風(fēng)吹坳隧道段近于平行、重合。全段受不良地質(zhì)條件影響的邊坡有3處。

B線方案位于印支第二亞構(gòu)造層上。路線偏離龍岸-拱垌斷層，在白崖坳隧道段不受此斷層影響。全段受不良地質(zhì)條件影響的邊坡有10處。

從地質(zhì)條件上看，在不良地質(zhì)邊坡方面比較，K線方案較B線方案地質(zhì)條件好，但K線方案受龍岸-拱垌斷層影響，風(fēng)吹坳隧道圍巖穩(wěn)定性可能較差，B線方案上的白巖隧道距離斷層較遠(yuǎn)，不受斷層影響。

3.2 技術(shù)指標(biāo)比較情況

表1 K線、B線方案平縱技術(shù)指標(biāo)對(duì)比表

從表1可見，K線方案的平、縱面技術(shù)指標(biāo)總體優(yōu)于B線方案。

3.3 主要工程規(guī)模和造價(jià)的比較

K線方案和B線方案主要工程規(guī)模及造價(jià)比較見表2。

表2 K線、B線方案主要工程規(guī)模及造價(jià)比較表

從表2比較情況可見，K線方案橋隧道工程量較B線方案大，平均每公里造價(jià)也較高。但K線方案總里程長度較B線方案短1.752 km；K線方案路基土石方、排水及防護(hù)、路面等工程量均小于B線方案；占地規(guī)模方面K線方案較B線方案??；K線方案工程總造價(jià)也較B線方案小。因此，從運(yùn)營經(jīng)濟(jì)和總投資方面看，K線方案優(yōu)于B線方案。

3.4 綜合比較論證

3.4.1 工程地質(zhì)及施工影響方面

K線方案受龍岸-拱垌斷層的影響，風(fēng)吹坳隧道段地質(zhì)情況可能較差，隧道施工存在較大風(fēng)險(xiǎn)。經(jīng)初步勘察，龍岸-拱垌斷層走向約NE5°，傾角58°，長約40 km，影響寬度200～300 m，為非全新活動(dòng)張性斷層。風(fēng)吹坳隧道段淺層部巖層破碎，巖層裂隙水發(fā)育，在技術(shù)方案上應(yīng)加強(qiáng)技術(shù)措施的設(shè)計(jì)確保結(jié)構(gòu)和施工安全，因此方案比選時(shí)風(fēng)吹坳隧道相比白巖坳隧道估算每延米造價(jià)較高。K線方案由于存在兩座大橋建設(shè)及隧道長度也較長，施工工期較B線方案長。

3.4.2 公路建設(shè)對(duì)自然環(huán)境和社會(huì)環(huán)境的影響

K線方案跨燈美山?jīng)_溝后依山展線，途徑平洞嶺鉛鋅礦區(qū)，對(duì)礦場(chǎng)的生產(chǎn)存在一定的影響，但總體路線線形較好，里程較短，填挖工程規(guī)模較小，采用橋梁跨越的方案路線美觀，與環(huán)境協(xié)調(diào)，整體對(duì)環(huán)境破壞的影響較小。 B線方案大填大挖處較多，且沿?zé)裘郎經(jīng)_溝布線，局部路段填方占用沖溝，防護(hù)工程和改溝工程量大，土石方棄方量大，高邊坡和沖溝匯水沖刷造成的水土流失對(duì)環(huán)境破壞影響較大。

3.4.3 路線方案對(duì)投資和運(yùn)營的影響方面

在投資方面，K線方案受橋隧規(guī)模較大的影響，平均每km造價(jià)較B 線方案大，但總造價(jià)仍低于B線方案。K線平、縱面線形較好，走向順捷；B線方案平面彎多，走向迂回，里程長度也比K線方案長。山區(qū)越嶺段沿線村莊較少，在為地方沿線村莊服務(wù)方面兩個(gè)方案均未見優(yōu)劣?？梢奒線方案路線更符合路網(wǎng)結(jié)構(gòu)的要求，交通運(yùn)營較經(jīng)濟(jì)。

從環(huán)境協(xié)調(diào)、投資、運(yùn)營等方面綜合比較優(yōu)勢(shì)，推薦K線方案。

4 對(duì)K線方案的深入研究

在初測(cè)階段，通過綜合比較后推薦K線方案，但K 線方案仍存在壓覆平洞嶺鉛鋅礦區(qū)和受龍岸-拱垌斷層影響等問題，需展開進(jìn)一步研究，繼續(xù)深入優(yōu)化。

4.1 地方意見的征集

路線方案測(cè)設(shè)期間，將擬定的K線方案和B線方案報(bào)羅城縣人民政府及有關(guān)部門征求意見，羅城縣人民政府復(fù)函指出建議采用K線方案，其路線順捷、線形較好、運(yùn)營安全性高。

4.2 平洞嶺鉛鋅礦區(qū)方案研究

根據(jù)《羅城經(jīng)懷寶至融水洞頭公路工程建設(shè)用地壓覆重要礦產(chǎn)資源專題評(píng)估報(bào)告》[9]及羅城縣國土部門對(duì)方案的建議，擬定了橋梁和路基兩個(gè)方案。在縣政府的協(xié)調(diào)下礦區(qū)業(yè)主也就路線方案進(jìn)行了復(fù)函，同意在平洞嶺平石沖口處設(shè)置大橋跨越的路線方案，并提供相關(guān)資源分布圖及開采控制標(biāo)高供方案優(yōu)化，大橋設(shè)置在最低開采標(biāo)高下游，不影響礦區(qū)資源和生產(chǎn)(見圖3)。

圖3 平洞嶺礦區(qū)段路線方案比較示意圖

4.3 風(fēng)吹坳隧道段路線方案研究

經(jīng)查區(qū)域地質(zhì)圖，龍岸-拱垌斷層在風(fēng)吹坳附近通過，與隧道段路線近乎平行、重合，對(duì)路線方案設(shè)計(jì)和隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的影響非常大，因此探明斷層影響范圍和程度及區(qū)域地質(zhì)情況成為風(fēng)吹坳隧道段路線方案優(yōu)化的重要依據(jù)。經(jīng)邀請(qǐng)地質(zhì)專家到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)場(chǎng)勘察和指導(dǎo)，并通過多種手段勘查，探明斷層影響范圍和路段范圍地質(zhì)情況，根據(jù)項(xiàng)目《工程地質(zhì)勘查報(bào)告》[10]將路線布設(shè)調(diào)整在斷層右側(cè)約40 m處，使路線設(shè)置在斷裂帶基本不涉及的范圍外，隧道穿越位置圍巖總體較好。

4.4 其他路段路線方案優(yōu)化

經(jīng)對(duì)K線方案的深入研究，還優(yōu)化了燈美山?jīng)_口段路線方案。沿?zé)裘郎經(jīng)_溝右側(cè)往前展線約200 m后，利用有利地形采用回頭曲線跨越?jīng)_溝至燈美山?jīng)_口左側(cè)。較原設(shè)計(jì)線，取消燈美山大橋(橋長130 m)，整體降低了工程造價(jià)。

經(jīng)過對(duì)K線方案的細(xì)部深入研究?jī)?yōu)化，最終確定出一個(gè)最佳的路線實(shí)施方案。截至目前，該路段的主體施工已完成70%，平洞嶺大橋已合龍，風(fēng)吹坳隧道已順利貫通，整體實(shí)施效果良好。

5 結(jié)語

在地形地貌復(fù)雜多樣的山區(qū)開展越嶺段路線方案設(shè)計(jì)工作應(yīng)由淺入深，內(nèi)外循環(huán)求證。淺即從地形條件、工程地質(zhì)、礦產(chǎn)資源分布和敏感環(huán)境等了解項(xiàng)目實(shí)際情況，提出多個(gè)可行的路線方案，甄別方案；深即對(duì)選定的有價(jià)值方案進(jìn)行深入研究比選，提出推薦方案，最后再對(duì)推薦方案進(jìn)一步深入優(yōu)化，這也是路線設(shè)計(jì)內(nèi)在的主要任務(wù)。此外，應(yīng)注重沿線村民意見的調(diào)查和地方政府意見的征求，爭(zhēng)取地方支持。

總之，山區(qū)越嶺段路線方案的設(shè)計(jì)應(yīng)反復(fù)研究比較，需經(jīng)過由大方向的確定到局部方案的斟酌，并將方案受控具體因素進(jìn)行分解，將“多方案比選，優(yōu)化設(shè)計(jì)”的思想貫穿到整個(gè)路線設(shè)計(jì)過程中，綜合考慮所有因素，最終確定出一個(gè)快速、安全、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的方案。