高速公路选线设计探讨

毛德光

中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司 云南 昆明 650051

摘要：2019年底，云南省高速公路通车总里程已达6000公里，2030年，云南“五纵五横一边两环二十联”高速公路网将全部建成，通车里程达到1.45万公里，未来10年仍是云南高速公路建设的高峰期。在高速公路工程的设计与建设中，选线是一件关系到全局的总体性工作，综合性强，牵涉面广，涉及多学科的综合应用，是一项复杂的系统工程。

关键词：高速公路；选线

1 引言

随着大规模高速公路的建成，路网逐渐加密，云南高速公路路网结构和功能得到了较大的改善，但项目地形地质条件也越来越复杂，工程难度及规模越来越大，给选线带来较大挑战。

云南山高谷深、不良地质发育、地质灾害频发、地质构造复杂，属典型的地形、地质条件复杂的艰险山区。选线设计是云南高速公路勘察设计的难点、重点。当前高速公路建设标准高，选线控制因素多，选线的质量将直接关系到工程建设的可靠性、安全性、技术可行性和经济合理性及社会接纳性，关系到地方经济社会的发展，是高速公路建设应重视的首要问题，只有树立正确的选线理念，充分认识理解选线中的各种控制因素，才能建成安全、经济、美丽、一流的高速公路。

2 总体设计思路

设计中应把安全放在首位，并要求做到符合人们行车舒适、快速、经济的要求，坚持人性化设计，力争做到零缺陷，避免运营过程中发生较大安全事故。另外就是要做到以经济、实用满足功能基本要求为原则，尽量简化，避免浪费。

路线平纵面设计与方案选择是一项涉及多专业的系统工程设计，必须做好不同因子组合方案的技术经济比选，经综合评价后，才能合理选定最佳的实施方案。

合理选择路线方案、精心设计平纵面是路线设计的重中之重。路线方案的选择直接关联到项目的工程数量、建设投资，以及运输能力、服务质量和营运效益，而路线平纵面则是公路基础设施和多种建筑物和设备设计的重要依据。后者是前者的基础、前者是后者的前提，其产品则是体现路线设计质量优劣的主要成果。路线方案的选择和路线平纵面设计要符合有关规范、规定及历次上级审查意见的要求。做到行车安全、运行舒适、快捷，利于提高运输能力、服务质量和营运效益。平面线形及纵面设计应结合行车速度、自然与工程等条件，因地制宜地合理确定。平面上应优先选用大半径，慎用最小曲线半径，做到线形连续、均衡，并与地形、周围环境相协调，精心设计，路线力求顺直。纵面线形应平顺、圆滑、视觉连续，坡长宜长不宜短，不宜把纵坡设计得很零碎，并与平面线形协调匹配，平纵组合得当。长大纵坡段，力求坡底缓坡顶陡。

公路是带状延伸的建筑物，路线的起止点决定了路线的基本走向，因而不可避免地要穿越地形、地质条件复杂地段，难免涉及一些高风险因素。在选线及方案比选中对各个方案进行对可能遇到的风险问题进行辨识和风险评价，并对存在风险进行定量分析，特别是工程地质、水文地质、环境地质条件等因素的风险分析，对路线方案作综合性技术经济比选，结合其他因素进行全面考虑，评估发生风险的可能性及危害程度，并与公认的安全指标相比较，确定风险的等级，对高风险方案尽量采取放弃，对存在风险提出应对措施。

对不同地段的路线方案选择，除应满足设计运能与结合地形、地质、水文、气象等实际的共性要求外，还应根据不同类型路线方案的特点，着重考虑以下问题：

1）不良地质地段。对于不良地质地段选线原则为 “一绕、二避、三整治”。避免路线通过严重地质不良地段和防止发生严重工程地质病害，以规避重大工程风险，确保工程建设技术可行、安全可靠；对工程影响较小的小型地质病害经方案比选后可通过工程措施进行整治。

2）重大工程优先选址。应进行多方案比选确定重大桥梁、隧道工程、立交工程、沿线设施的位置处于优势工程地形、地质条件的前提下，再进行两端连接路线方案的综合性技术经济比选，这样选择确定的路线方案才具有可行性、可靠性、经济性。

3）自然保护范围一般分布较广，方案比选时应首选绕避保护区方案，在其他控制因素影响下，难以绕避时，可采用穿越保护区试验区边缘。在试验区内路线不设立交、沿线设施。

4）云南高速公路桥隧工程规模大，桥隧比高，经常存在桥隧方案比选，若存在在桥隧方案工程规模相当的情况，优先选择桥梁方案，尽量减少隧道方案带来的行车压抑、通风照明等运营不利问题。

大的路线方案确定后还需做好细化并结合工程措施微调路线平纵以节约投资，使工程措施最合理，投资最小，消除安全隐患，做最优化选择。需考虑的因素包括：

1）隧道进出口、桥梁墩台位置、路基边坡高度等与工程相关的评价与优化调整。

2）拆迁工程量大小。考虑能否适当调整线位，减小诸如民房、厂房、寺庙、管线、坟墓、水池等工程的拆迁量，特别注意军事设施、厂房、寺庙等建筑物的拆迁。

3）对影响路线安全地段适当调整线位确保行车安全。比如高压电线与路线中线的位置关系、油库与路线中线安全距离、存在围岩落石地段等。

4）避让基本农田、少占耕地。

3 技术标准选择

云南早期建成的楚大、昆磨、嵩待、广昆、昆石高速，为了节约投资，采用较多下限指标，运营过程中交通事故频发。2018年12月15日，公安部公布全国十大事故多发长下坡路段，云南占据其中3条，嵩待线省道K77+800至K66+400段，自2003年开通以来，11.4公里长下坡累计发生218起道路交通事故，造成279人死亡；G80广昆高速K896至K884公里段，自2007年开通以来，12公里长下坡累计发生117起道路交通事故，造成141人死亡；G8511昆磨高速K213+400至K240+400段，自2003年开通以来，27公里长下坡累计发生81起道路交通事故，造成124人死亡；2012年至2014年3年的时间里，楚大高速公路天申堂14公里长下坡危险路段，共发生1708起事故，32人死亡，昆石高速阳宗隧道共发生1281起事故，90余人伤亡，因此阳宗隧道被网络上戏称为“阳终”隧道。基于云南早期建成的高速公路运营过程中发生惨痛的事故教训，云南交通行业对高速公路路线指标进行了深入研究，形成了一系列行业习惯要求。

1）圆曲线最小半径一般不小于《公路路线设计手册》（未发布）超高横坡4%对应最小半径值。

2）一般情况最大纵坡不大于4%，大于5km的特长隧道纵坡宜小于2%，3km～5km的特长隧道纵坡不宜大于2.5%，3km以下隧道纵坡宜小于3%，竖曲线半径不宜小于视觉所需最小半径一般值要求。

3）长直线不与小半径曲线组合，长陡坡不与小半径曲线组合，尽量少设置同向曲线，多设置反向曲线，曲线间夹直线不宜过长也不宜过短，反向曲线间短直线宜组合成S形曲线，S形曲线公切点两端两个A值宜接近，两个A值的比值不应大于1.5。隧道内不宜设置反向曲线，隧道内一般不设置S形曲线。

4 结语

线路选线是关系到全局的总体性工作，综合性强，牵涉面广，涉及多学科的综合应用，是一项复杂的系统工程。山区高速公路建设，因为地形、地质、环境复杂多样，在选线过程中需统筹分析考虑，合理分析风险因素，灵活运用技术指标，多方案比选，最终选出一条安全可靠、技术可行和经济合理的方案。

作者简介：毛德光（1986- ），男，汉族，云南曲靖人。