陳鍵

摘要 隨著社會的不斷進步與國家經(jīng)濟的不斷發(fā)展，公路路網(wǎng)逐漸向山區(qū)延伸和拓展，但山區(qū)地形與地質(zhì)條件復雜，工程設計難度較大，特別是在長大縱坡公路選線方面尤為突出，為了解決此問題，文章通過具體實例對山區(qū)長大縱坡公路選線的方法進行了總結(jié)與歸納，以便為同類公路勘察設計項目提供借鑒。

關鍵詞 山區(qū)公路；長大縱坡；選線方法

中圖分類號 U416.217文獻標識碼 A文章編號 2096-8949（2024）07-0024-04

0 引言

國內(nèi)外針對復雜的山區(qū)長大縱坡公路選線方法研究較少，該文將以四川山區(qū)長大縱坡公路項目為例，首先分析山區(qū)長大縱坡公路特點及難點，其次以實際案例探討選線基本思路和方法，最后對山區(qū)長大縱坡公路選線的基本思路與方法進行歸納總結(jié)。

1 山區(qū)長大縱坡公路特點及難點分析

1.1 山區(qū)公路涉及范圍廣、面積大

根據(jù)四川省普通省道網(wǎng)布局規(guī)劃，到2035年國省道將共同構(gòu)建一個“暢通鄉(xiāng)鎮(zhèn)、暢聯(lián)城際、暢通省際”的公路網(wǎng)絡。這些公路大部分分布在川西高原、川西南山區(qū)以及米倉山—大巴山這一帶。比如像甘孜、阿壩、涼山等典型山區(qū)，面積大概有298 000 m2，占全省的61.3%。區(qū)域內(nèi)涉及48個區(qū)縣，767個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，涉及人口約743萬人，占四川總?cè)丝冢? 374萬）的9%[1]。因此，可以看出公路路網(wǎng)需要全面覆蓋這些縣、鄉(xiāng)、鎮(zhèn)，涉及范圍廣、面積大是山區(qū)公路規(guī)劃、選線的重要特點。

1.2 山區(qū)涉及服務群眾多，資源豐富，出行需求大

由于歷史原因，人們?yōu)榱朔奖惴N植、捕獵等，追求豐富物資、安穩(wěn)的生活環(huán)境和遠離戰(zhàn)火的威脅，選擇在物資豐富、易守難攻的山區(qū)定居。因此，山區(qū)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)逐漸形成和發(fā)展，人群居住分散、涉及面積廣闊、人員眾多等特點顯著。全省農(nóng)村戶籍總?cè)丝诩s5 600萬人，占全省戶籍總?cè)丝诘募s62%。其中，以面積約45 200 m2、常住人口約1 029萬人（其中農(nóng)村人口558萬人）的達州、巴中、廣元三個川東北山區(qū)為例，涉及19個區(qū)縣，481個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，為了滿足山區(qū)老百姓出行，促進全域產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展，山區(qū)公路承擔了這一重要紐帶作用。因此，山區(qū)公路需覆蓋這些區(qū)縣、鄉(xiāng)鎮(zhèn)區(qū)域老百姓出行，帶動區(qū)域資源開發(fā)，快速便捷出行，對交通路網(wǎng)布局提出了新的高度和要求。

1.3 山區(qū)地形起伏變化快，海拔落差大，溝壑縱橫

四川地形地貌主要由以山地地貌為主的青藏高原、橫斷山脈、云貴高原、秦巴山地（占全省總面積79.52%）和四川盆地5個地貌單元構(gòu)成。全省最高點為海拔高達7 526 m的貢嘎山主峰，最低點為鄰水縣御臨鎮(zhèn)文武村，海拔僅188 m。以川西阿壩為例，這一帶高山林立，地形多變，山勢險峻，最高峰四姑娘山的主峰海拔高達6 250 m，與岷江出境的橫向距離僅59 km，海拔落差高達5 470 m。境內(nèi)雪山起伏，江河密布，溪溝縱橫，共有大小河流約530條。由此可見，四川的高山林立、溝壑交錯、山勢險峻及相對落差大等復雜自然條件是山區(qū)公路選線的重要難點。

1.4 復雜地質(zhì)條件，選線受影響較大

據(jù)統(tǒng)計，四川境內(nèi)能夠造成危害的泥石流溝分布范圍廣，滑坡、崩塌數(shù)量大，受到威脅的城鎮(zhèn)、居民及企業(yè)多，很大一部分泥石流溝威脅著重要交通干線公路和基礎設施，每年造成經(jīng)濟損失高達數(shù)億元。這些地質(zhì)災害具有來勢兇猛、形成快速、數(shù)量眾多、傷亡大、經(jīng)濟損失大、災后恢復難以治理等特點。因此，復雜的地質(zhì)條件和頻繁發(fā)生的地質(zhì)災害，也是山區(qū)公路選線考慮的重要問題。

1.5 涉及控制因素多，選線嚴重受限

1.5.1 深入落實山區(qū)公路生態(tài)環(huán)保選線理念

自十九大以來，黨中央高度重視生態(tài)文明建設，將其作為統(tǒng)籌推進“五位一體”總體布局和協(xié)調(diào)推進“四個全面”戰(zhàn)略布局的重要內(nèi)容。山區(qū)公路生態(tài)環(huán)保選線必須深入落實選線工作中去。四川作為長江上游生態(tài)屏障和水源涵養(yǎng)重要保護地，全面貫徹落實生態(tài)環(huán)保理念，既是保護秀美巴山蜀水的重要舉措，也是國家生態(tài)安全的戰(zhàn)略考慮，更是著眼于子孫后代長遠發(fā)展的戰(zhàn)略考慮，在保護好生態(tài)環(huán)境的同時，更是著眼于生態(tài)綠色可持續(xù)發(fā)展。

1.5.2 山區(qū)公路選線需牢牢樹立18億畝耕地“紅線”不動搖

在快速推進工業(yè)化和城市化的同時，土地保障需求卻在不斷擴大，致使我國耕地面積不斷減少。第三次全國土地調(diào)查主要數(shù)據(jù)公報顯示，全國耕地面積19.140億畝，人均耕地下降到1.4畝，達不到全世界人均水平的40%[2]，這充分說明了我們的人均耕地面積嚴重不足。18億畝耕地的糧食安全警戒線必須嚴防死守，才能保證全國人民的糧食溫飽和安全問題。因此，公路建設用地必須貫徹落實18億畝耕地“紅線”不可動搖的理念[3]，以確保糧食安全和可持續(xù)發(fā)展。

1.5.3 合理正確處理城鎮(zhèn)開發(fā)邊界、礦產(chǎn)、旅游資源的關系

公路建設主要是為了滿足過去較長一段時間的出行需求。隨著現(xiàn)在山區(qū)公路深入地推進，公路路網(wǎng)不僅解決區(qū)域出行需求，更肩負城鄉(xiāng)融合、促進經(jīng)濟發(fā)展重任。山區(qū)公路規(guī)劃選線需要充分結(jié)合城市、農(nóng)業(yè)、旅游、礦產(chǎn)等開發(fā)發(fā)展需求，正確處理好關系，有利于帶動區(qū)域及沿線區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展，提高群眾生活水平，增加地方財政收入，這也是山區(qū)公路規(guī)劃選線工作的重要控制因素。

2 山區(qū)長大縱坡公路選線方法案例分析

2.1 充分認識路網(wǎng)規(guī)劃、建設條件和主要控制因素

山區(qū)長大縱坡公路選線首先根據(jù)路網(wǎng)規(guī)劃、人口分布、自然資源、地形地貌等多種因素，確定項目路網(wǎng)功能及作用，再選擇合理的路線走廊。以達州市普通國省道國土空間控制規(guī)劃S204碑廟至江陵段為例，碑廟至江陵段出行主要依靠早期修建通鄉(xiāng)通村道路，原來技術標準低，路基窄，交通擁堵，缺乏等級道路，交通運輸通而不暢，是制約項目區(qū)域內(nèi)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要因素。因此，該項目規(guī)劃及建設彌補區(qū)域路網(wǎng)道路等級低，著力解決沿線鄉(xiāng)鎮(zhèn)碑廟、金石、龍灘、新溪社區(qū)及江陵鎮(zhèn)居民出行“通而不暢”的問題，打通與巴達高速干線公路的銜接，從而提升交通運輸綜合能力，解決約5個鄉(xiāng)鎮(zhèn)10.6萬人口出行難題，同時可以盤活地方產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展，例如：旅游自然風光金石梯田、四川最大金石野生動物園、“玉龍峽”景區(qū)及巴河經(jīng)濟帶等產(chǎn)業(yè)。

根據(jù)規(guī)劃路網(wǎng)及功能，充分分析該段地形地貌及路網(wǎng)規(guī)劃控制點關系，該段起點碑廟至碑廟互通段為沿河線，地勢較為平坦，路線選線基本不受縱坡影響。碑廟互通至金石段，線路長度為7.235 km，高差為392 m，平均縱坡為5.42%，屬于典型山區(qū)長大縱坡公路。金石至盛家坪段為越嶺線，路線長度為16.063 km，高差為64 m，地形總體起伏不大，路線選擇受縱坡限制較小。盛家坪至新溪社區(qū)段，屬于典型的長大縱坡山區(qū)道路，原路長7.600 km，高差400 m，平均縱坡5.26%。新溪社區(qū)至江陵段為沿河線，地勢較為平坦，路線選線基本不受縱坡影響。

2.2 山區(qū)長大縱坡公路路線方案論證比選合理

針對山區(qū)長大縱坡公路，在確定項目定位及作用分析后，必須通過綜合分析對比論證，長大縱坡路段的存在性和合理性。以達州市普通國省道國土空間控制規(guī)劃S204碑廟至江陵段為例，根據(jù)《四川省普通省道網(wǎng)布局規(guī)劃（2022—2035年）》S204在達州境內(nèi)主要控制點為碑廟、石梯、三板、渠縣，碑廟至江陵段屬于碑廟至石梯路段組成部分，通過地形地貌分析，碑廟至江陵存在越嶺方案走廊和沿河方案走廊。

越嶺方案走廊：起于碑廟，途經(jīng)碑廟互通、金石、龍灘、新溪，終點位于江陵，路線全長為49.1 km。主要優(yōu)點：①彌補區(qū)域路網(wǎng)，輻射范圍大。②沿線受益群眾多，能夠較好解決金石、龍灘、新溪等鄉(xiāng)鎮(zhèn)老百姓出行問題。③便于促進金石梯田、金石野生動物園、“玉龍峽”景區(qū)等旅游資源的發(fā)展。④可盤活沿線土地資源，便于促進產(chǎn)業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展。主要缺點：①路線里程長度較沿河走廊增長約21.5 km，路線較為迂回。②碑廟互通至金石、盛家坪至新溪社區(qū)路段為長大縱坡路段，后期交通運行需加強管理。

沿河方案走廊：從碑廟出發(fā)，沿長灘河順流而下，至江陵終點，經(jīng)碑廟立交，破石村，鄧家灣，長灘村，磨子坪，何家灣，寇家灣，楊家河，全長27.5 km。主要優(yōu)點：①路線方案順直，可方便快速抵達江陵。②可避免碑廟互通至金石、盛家坪至新溪社區(qū)路段為長大縱坡路段。主要缺點：①無法解決金石、龍灘、新溪等鄉(xiāng)鎮(zhèn)老百姓出行問題。②受長灘河阻隔的影響，輻射范圍嚴重受限。③促進區(qū)域旅游及土地資源產(chǎn)業(yè)的協(xié)同發(fā)展輻射面積有限。

通過越嶺方案走廊和沿河方案走廊綜合比選，雖然沿河方案走廊路線順直，便于快速通過，但交通綜合服務能力弱，不利區(qū)域沿線產(chǎn)業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展，因此，該段推薦越嶺方案走廊較為合理，符合地方需求。

2.3 長大縱坡路線方案合理劃分選線局部路段

在確定合理山區(qū)長大縱坡公路走廊后，認真分析自然建設條件（例如地形起伏變化頻率、高差、溝谷分布等）、主要控制點及控制因素（例如生態(tài)紅線、城市開發(fā)邊界、永久基本農(nóng)田、國家一級公益林等分布位置），合理劃分長大縱坡選線區(qū)間路段，在劃分區(qū)間路段基礎上，逐一進行細化路線方案設計，完成局部單元路線方案后整合在一起，形成完整的路線方案。以《川渝高竹新區(qū)鄉(xiāng)村振興項目（一期）美麗鄉(xiāng)村旅游公路》主線方案設計為例，項目位于高竹新區(qū)高灘鎮(zhèn)及渝北區(qū)茨竹鎮(zhèn)境內(nèi)華鎣山，項目建設將促進高竹新區(qū)“產(chǎn)城景”融合，高質(zhì)量整合華鎣山文化、旅游、康養(yǎng)的發(fā)展。主線起點位于高灘鎮(zhèn)廣安路，連接主要控制點保家村平臺、龍泉寺平臺、蓮花寺，終點位于華鎣山寶鼎光明寺，路線全長為26.020 km。項目海拔最低為400 m，海拔最高位1 500 m，相對高差為1 100 m。經(jīng)分析，地形地貌和主要控制點可劃分為起點（廣安路）至倒碑村段、倒碑村至保家村平臺段、保家村平臺至龍泉寺平臺段、龍泉寺平臺至蓮花寺段、蓮花寺至寶鼎光明寺段五個路段，進行選線。以具有典型代表的山區(qū)長大縱坡公路倒碑村至保家村平臺段、保家村平臺至龍泉寺平臺段路線方案選線為案例，分析如下：

2.3.1 倒碑村至保家村平臺段

倒碑村至保家村平臺段（樁號為K5+210～K11+460）為新建路段，該方案選擇是根據(jù)高竹新區(qū)管委會要求，盡量沿保家村平臺邊緣通過，為后期地塊開發(fā)預留良好條件。該段起止點之間連線距離為約3 035 m，高差為291.92 m，區(qū)間直接連線平均縱坡為9.62%。根據(jù)《公路路線設計規(guī)范》（JTG D20—2017）第8.3.4條規(guī)定，海拔落差大于500 m時，平均縱坡應小于或等于5%，任意連續(xù)3 km路段平均縱坡宜小于或等于5.5%[4]，因此該段路線最短長度為291.92÷5%=5 838（m）。為了滿足設計規(guī)范要求，需展長路線，降低平均縱坡，可采用套溝、螺旋、回頭展線等方式。通過地形研究分析，K5+210～K9+900段地形高低懸殊最大，高差為213.3 m，平均縱坡為11.85%，路線長度應不短于4 266 m，采用回頭展線方式比較符合區(qū)間地形特征，回頭展線方案見圖1。在確定采用回頭展線克服高差后，首先在地形圖上找出適合布設回頭曲線所有位置，逐一進行路線方案組合，盡量減少不利線形回頭曲線個數(shù)，路線長度增加既滿足規(guī)范要求，又不過多增加工程規(guī)模的優(yōu)化路線方案。確定的路線方案后轉(zhuǎn)入現(xiàn)場核對，這一環(huán)節(jié)是關于項目能否實施的關鍵環(huán)節(jié)，必不可少?，F(xiàn)場核對過程中，盡可能沿路線進行逐一核對，主要包含“回頭曲線位置的合理性、擋防高度設置是否合適、涵洞位置及大小是否滿足排水、邊坡開挖是否帶來新的安全隱患、橋梁設置是否合適、是否避開懸崖峭壁方案實施困難路段及施工建設條件”等工作。對起控制點作用回頭曲線位置、溝谷、懸崖等路段、地質(zhì)災害路段等重要工點需實地測量核實。在核對基礎上，再次調(diào)整優(yōu)化方案，力求方案便于實施、路線長度與規(guī)范要求盡量逼近、工程規(guī)模最省。

2.3.2 保家村平臺至龍泉寺平臺段

保家村平臺至龍泉寺平臺段（樁號為K11+460～K15+690）原路為防火通道，等外級公路，路基寬度3.5～6 m，泥結(jié)碎石路面，路線長度1 717 m。該段起點位于馬家埡口（海拔為775 m），終點位于龍泉寺平臺（海拔為1 000 m），相對高差為225 m，原防火通道平曲線半徑最小可達8.5 m，最大縱坡可達22%，平縱坡為13.1%，嚴重不符合現(xiàn)行規(guī)范要求。雖然有老路，但技術指標差，無法直接利用進行改建，因此，該段相當于全新建工程。為了達到規(guī)范設計要求，延長路線，降低平均縱坡。根據(jù)路線設計規(guī)范規(guī)定，路線長度應不宜于4 500 m，才能將平縱坡降至滿足規(guī)范要求。通過地形研究分析，原防火通道右側(cè)為深溝地形，可采用套溝展線，經(jīng)比較符合該段地形特點，套溝展線見圖2。避開禁建區(qū)、華鎣山自然保護區(qū)和永久基本農(nóng)田保護范圍的影響，確保路線平縱不低于規(guī)范要求，選擇有利地形布設路線方案，在地形圖上紙上定線，紙上完成方案后，轉(zhuǎn)入現(xiàn)場路線方案核對路基、橋涵、與路網(wǎng)銜接是否順暢等工作。對于特殊困難路段或起控制作用的關鍵性斷面進行必要的放線、測設或補充高精度地形圖測量，調(diào)整路線方案后，再次調(diào)整優(yōu)化方案，力求方案便于實施、路線長度與規(guī)范要求盡量逼近、工程規(guī)模最省。

2.3.3 長大縱坡區(qū)間路段選線設計方法

在合理劃分選線區(qū)間路段基礎，如何設計好長大縱坡路線方案，以S459波密至K105+053泥石流溝段和S220朱俄至埡口段為例進行分享，具體如下：

S459波密至K105+053泥石流溝段屬于波密至格聶神山段山區(qū)長大下坡公路的局部方案，波密至格聶神山段路線長度為22.326 km，路線海拔最高4 685 m，平均縱坡為4.96%，屬于典型山區(qū)長大下坡公路。該段位于S459波密至格聶神山路段山腳底部長大縱坡困難路段，海拔最低為3 563 m，原路長1.4 km，高差110 m，平均縱坡7.86%，為了滿足現(xiàn)行設計規(guī)范要求，延長路線，降低平均縱坡。該段主要控制因素有波密鄉(xiāng)聚集地（海拔為3 563 m）、K105+053處泥石流溝（海拔為3 573 m）?？捎糜谡咕€空間有限，僅可用于布設回頭曲線有利地形為K102+837～K103+518路段寬緩地，長約215 m，寬約80 m；K103+605～K104+408路段寬緩地，長約220 m，寬約105 m。該段路線方案以避免K105+053處泥石流溝地質(zhì)災害的影響，路線方案布設以K105+053處泥石流溝控制標高為起點，逆向布設路線方案，沿溝右側(cè)往波密方向布設方案，充分利用K102+837～K103+518、K103+605～K104+408路段寬緩地設置兩組回頭曲線盡可能展長路線方案，同時避開河流行洪影響。按照規(guī)范要求，路線布設至K101+755設計高程為3 627.656 m，與波密鄉(xiāng)聚集點海拔3 563 m相差約65 m，這就是抬高低處的選線方案。該段方案就屬于公路選線采用抬高低處方法，充分利用地形設置回頭曲線延長路線，降低平均縱坡的典型案例。S220朱俄至埡口段路線長度為1.750 km，路線海拔高程從2 974 m上升至3 112 m，高差為138 m，平均坡度7.54%。位于該段底部K9+300～K9+715左側(cè)邊坡屬于不穩(wěn)定斜坡，平面略呈舌形，長200 m，寬70 m，高差約60 m，為了避免誘發(fā)新的地質(zhì)災害，路線方案盡量避免左側(cè)開挖邊坡，選擇填方通過最為適宜。位于該段頂部K11+160～K11+655路段左側(cè)坡頂覆蓋層變形嚴重，變形體量約為120 000 m3，為了避免誘發(fā)不良地質(zhì)，路線方案需繞避不良地質(zhì)，確保后期運營安全。鑒于坡腳、坡頂兩處不良地質(zhì)影響，該段路線方案雖然縱坡較大，若底部采用回頭曲線展線降低縱坡，會加速不良地質(zhì)的發(fā)育，因此，該方案在K9+300～K10+155路段采用填方抬低處，最大填方高度可達30 m；頂部采用繞避后，避免不良地質(zhì)路段影響，盡量少挖高處，從而降低縱坡。

3 山區(qū)長大縱坡公路選線方法總結(jié)

在山區(qū)長大縱坡公路選線過程中，要根據(jù)區(qū)域交通路網(wǎng)規(guī)劃、經(jīng)濟發(fā)展目標、資源分布、自然建設條件（地形、地質(zhì)、氣候、水文等）、沿線老百姓出行需求等因素的全面充分認識，確定項目建設主要功能及作用，在路網(wǎng)功能及作用基礎上，確定路線走廊。

確定長大縱坡路線走廊范圍，首先，認真研究分析地形高差、地質(zhì)災害、生態(tài)紅線、永久基本農(nóng)田等控制因素。根據(jù)自然建設條件及主要控制因素分析及研究結(jié)論，從整體出發(fā)，合理劃分區(qū)間路段，再從區(qū)間路段到具體設計。長大縱坡降坡方法，首選從路線總體角度選擇合理的低處和越嶺位置。其次，可采用抬低處、挖高處、回頭展線、套溝展線、螺旋展線等方式。最后，將具體的設計單元進行有效銜接組合，形成讓工程規(guī)?？煽?、運營安全的路線方案。

參考文獻

[1]四川省地方志工作辦公室. 四川年鑒2022[M]. 成都： 四川年鑒社， 2022. 12.

[2]中華人民共和國自然資源部. 2022中國自然資源統(tǒng)計公報[R]. 北京：2023. 4： 1-2.

[3]張昊. 凝聚合力年年守住 18 億畝耕地紅線[N]. 法治日報， 2023-03-23（003）.

[4]公路路線設計規(guī)范： JTG D20—2017[S]. 北京：人民交通出版社， 2017.