平原和山岭地区公路选线设计分析

平原和山岭地区公路选线设计分析

摘要：本文主要论述了在平原和山岭地区选线设计时需要考虑的各类因素，并对平原和山岭地区的公路选择设计进行了分析。

关键词：公路选线；平原；山岭

公路选线就是根据路线的基本走向和技术标准的要求，结合当地的地形、地质、地物及其它沿线条件和施工条件等，选定一条技术上可行、经济上合理，又能符合使用要求的公路中心线的工作。选线的目的，就是根据国家建设发展的需要，结合自然条件，选定合理的路线，使筑路费用与使用质量达到统一，且行车迅速安全、经济舒适、构造物稳定耐久及易于养护的目的。公路选线是整个公路勘测设计的关键，是公路线形设计的重要环节，它对公路的使用质量和工程造价都有很大的影响。选线人员必须认真贯彻国家规定的方针政策，坚持群众路线，深入实际，调查研究，反复比较，正确解决技术指标与在自然条件下实地布线之间的矛盾，综合考虑路线、路基、路面、桥涵、隧道、交叉等，最后才能选定出合理的路线。选线需要考虑自然环境和社会经济条件，以及线形技术指标等各方面的因素。因此，选线是一项涉及面广、影响因素多、政策性和技术性都很强的工作。本文主要围绕平原和山岭区的自然特点，重点分析平原和山岭地区公路选择线设计的考虑。

一、影响路线方案选择的主要因素

1．路线在政治、经济、国防上的意义，国家或地方建设对路线使用任务、性质的要求，改革开放、综合利用等重要方针的体现。

2．路线在铁路、公路、航道、空运等交通网系中的作用，与沿线工矿、城镇等规划的关系，以及与沿线农田水利等建设的配合及用地情况。

3．沿线地形、地质、水文、气象、地震等自然条件的影响；路线长度、筑路材料来源、施工等件以及工程量、三材（钢筋、木材、水泥）用量、造价、工期、劳动力等情况及其对运营、施工、养护等方面的影响。

4．其他如与沿线旅游景点、历史文物、风景名胜的联系等。

选线方案要综合各种因素，做好选择。要尽量从多方面设计多方案从中选择最优方案。要综合考虑工程造价与营运、管理、养护费用，处理好选线与农业的关系，使路线与周围环境、景观相协调。工程地质和水文地质对选线方案有重大影响，要切实考虑这种影响因素，同时要选线设计是重视环境保护方案的制定。

二、平原地区公路选择线设计分析

平原区除泥沼、盐渍上、河谷漫滩、草原、戈壁、沙漠等外，一般多为耕地，且各类建筑设施分布多，居民点较密。很多平原区还具有湖泊、水塘、河又多等特点[1]。路线纵坡及曲线半径等几何要素比较容易达到较高的技术标准。但同时也容易受当地自然条件和地物的障碍。

1．处理好与农业和城镇的关系

平原区公路选线要正确处理道路与农业的关系，要尽量做到少占和不占高产田。路线应与农田水利建设相配合。要合理考虑路线与城镇的联系。要基本遵循“过境公路靠村不进村，利民不扰民。连接公路选择适当位置与城市道路连接或穿越城镇”的原则。国防公路和高等级公路，应尽量避免穿越城镇、工矿区及较密集的居民点。一般沟通县、乡、村直接为农业运输服务的公路，经地方同意也可穿越城镇，但应有足够的路基宽和行车视距，以保证行人、行车的安全。路

线应尽量避开重要的电力、电讯设施。当必须靠近或穿越时，应保持足够的距离和净空，尽量不拆或少拆各种电力，电讯设施。

2．处理好路线与桥位的关系

指定的特大桥是路线基本走向的控制点。大桥原则是应服从路线基本走向，一般作为路线走向的控制点。中小桥涵的位置应服从路线走向。一般情况下，桥位中线应尽可能与洪水的主流流向正交，桥梁和引道最好都在直线上。

3．注意土壤水文条件

高地布线要合理利用地形、地质条件，应尽可能沿接近分水岭的地势较高处布线。当路线遇到面积较大的湖塘、泥沼和洼地时，一般应绕避。如需要穿越时，应选择最窄最浅和基底坡面较平缓的地方通过，并采取有效措施，保证路基的确定。

4．正确处理新旧路的关系

旧路改建为一级、二级公路时应尽量利用旧路。要处理好充分利用与积极改造的关系。新建高速公路时要尽量保留原路。

5．尽量靠近建筑材料产地

平原地区一般缺乏砂石建筑材料，路线应尽可能靠近建筑材料产地，以减少施工，养护材料运输费用。

三、山岭区公路选线设计分析

山岭地区地面横坡陡、高低起伏大、地形变化复杂，路线在平纵横三方面都受到约束。地质方面，山区土层薄，岩层厚，岩层产状和地质构造变化复杂。另外山区暴雨多，山洪急，溪流水位变化幅度大的特点通常也较为明显。

1．沿河（溪）线公路选线设计

沿河（溪）路线主要控制点在山谷一侧，相对高程不大。山区河流，谷底一般不宽，两岸台地较窄；河流多具有弯曲的特点，地质情况复杂；易出现洪水状况。

路线布局时的河岸选择的地形、地质条件应选在地形宽坦，有台地可利用，支沟较少、较小，水文及地质条件良好的一岸。

沿河（溪）线的线位高低，是根据两岸地形、地质条件以及水流情况，结合路线等级标准和工程经济来选定的[2]。低线一般是高出设计水位（包括浪高加安全高度）不多（0.5m以上）。高线是指高出设计水位较多，基本不受洪水威胁的路线（山腰线）。一般情况下低线的路基土石方工程也较省，边坡低，易稳定；路线活动范围较大，便于利用有利地形和避让不良的地形、地质；便于在沟口直跨支流。但最大缺点是受洪水威胁，需要较多的防护工程。而高线不受洪水侵袭，废方较易处理。但缺点是由于通常位于山坡上，路线必然随山势曲折弯曲，线形差，工程大；遇缺口时，常需设置较高的挡土墙或其他构造物；如避让不良地质和路线跨河，都较低线困难。

综合分析，一般情况下，低线优点较多，在满足规定频率的设计水位的前提下，路线越低工程越经济，线形标准也越高。

在桥位选择时一般要考虑是跨主流（跨河换岸）还是跨支流。路线跨越主河的桥位选择一般在“S”形河段腰部跨河，以争取桥轴线与河流成较大交角。在河弯附近选择有利位置跨越。在与路线接近平行的顺直河段上跨河，桥头引道难以舒顺，应尽量避免。不可避免时应设置斜桥、修改桥头线形或布置一段弯桥。路线跨支流的桥位选择则从支河（沟）口直跨

或绕进支沟上游跨越

对于开阔河谷路线选择时，一般要沿河岸、靠山脚。对于河道弯曲、狭窄的河谷则要沿河岸自然地形，绕山咀、河弯布线。取直路线。遇河弯，则两次跨河或改移河道；遇山咀，平用隧道或深路堑通过[3]。对于陡崖峭壁河段则要采取绕避方法使用越岭线方案。对于直穿峡谷的路线，通常要与河争路，侵占部分河床，有可能还需要硬开石壁。河床纵坡陡峻的河段要利用下游支沟或平缓的山坡展线下降。

2．越岭线公路选线设计

沿分水岭一侧山坡爬上山脊、在适当地点穿过垭口，再沿另一侧山坡下降的路线，称为越岭线。越岭线的关键问题在于克服高差。选线时要重点做好路线纵坡度控制因素，路线的长度和平面位置均由纵坡控制。

越岭线布局主要应解决的问题是：垭口选择，过岭标高选择和垭口两侧路线展线的拟定。

1）垭口选择

（1）位置选择：基本符合路线走向

（2）标高选择：标高较低的垭口

（3）地质条件选择：对于软弱层型、构造型和松软土侵蚀型的垭口一般可设计通过，同时应避开断层破碎带型及断层陷落型垭口

2）过岭标高的选择

浅挖低填一般适用于过岭地段山坡平缓，哑口宽而厚的地形。深挖通常适用于垭口比较瘦削时。隧道穿越适用于当垭口挖深在20～25m以上，特别是垭口瘦薄时。

3）垭口两侧路线的展线

展线是在两控制点间采用某种方式延长路线长度，以减小纵坡度的过程。展线系数是路线长度与直线距离之比。展线方式主要有自然展线、回头展线、螺旋展线三种：

自然展线是以适当的坡度，顺着自然地形，绕山咀、侧沟来延展距离，克服高差。回头展线则是利用有利地形设置回头曲线进行展线。回头曲线的偏角一般要等于或大于180°。螺旋展线是在山脊利用山包盘旋，以旱桥、隧道跨线；在峡谷内，路线就地迂回，利用高架桥跨沟跨线。

四、公路选线设计实例分析

下图1中的A、B、C是三种公路选线方案，我们要从中选择相对合理的方案。

图1 三种选线方案

在交通选线时，一般要选择有利地形避开不利地段，尽可能降低工程造价设法减少对生态环境的破坏。A方案线路最短，但要跨越山顶附近，地形坡度大给公路的修建和运营带来极大困难；B方案线路较长，基本沿山谷修建，但中间也需要穿越山地的鞍部，地形坡度也较大；C方案尽管线路也较长，但所经地区地形坡度最小，三种方案相比C方案相对合理。

参考文献：

[1] 孟德霞.浅析山岭区公路桥涵的布设[J].科技信息,2010,(3):302-303.

[2] 董长松.基于GIS最优路径法的采空区道路选线优化研究[D].长安大学,2010.

[3] 祝建农,郭也清,徐洪敏等.平原河网化地区新建铁路建设方案及选线探讨[J].铁道工程学报,2011,(11):1-5,12.