广连高速从化鳌头至英德西牛段路线方案优化

广连高速从化鳌头至英德西牛段路线方案优化

侯浩

中国公路工程咨询集团有限公司 北京 100089 

【摘要】本文从线形、建设条件、工程安全、工程规模和造价等角度对初设路线方案进行优化，最终推选了合理的施工图路线方案。

【关键词】广连高速 路线方案优化

广州从化至清远连州高速公路（以下简称“广连高速”），是广东省路网规划中放射线高速S1，起于广州市从化区鳌头镇五丰村，接在建佛清从高速公路北段，向北经广州从化区、清远清城区、佛冈县、英德市、阳山县、连州市，终于清远连州市大路边镇凤头岭（粤湘界），顺接湖南省衡临高速公路。

远期本项目与其南延线及机场二通道一起，形成京港澳高速复线和广州往北的快速通道，对促进“广清一体化”和区域经济的协调发展具有重要意义。

广州至连州高速公路全线采用六车道高速公路标准，设计速度为120km/h，路基宽度34.5m。设计荷载公路—I级，地震动峰值加速度0.05g，其他设计标准参考《公路工程技术标准(JTG B01-2014)》要求。

1路线设计原则

（1）尽量选择从地形变化较小的走廊选线：减少桥隧规模，提高线形指标，提高行车安全性和道路的服务水平。对于地形复杂路段应进行多方案综合比选，不要遗漏有价值的路线方案。

（2）尽量减少高填深挖路段长度：针对地形横坡比较陡的路段，难以避免路基深挖，特别是在地质条件较差路段，高边坡易发生崩（滑）塌，对这里高边坡处理起来难度大而且工程费用高，对自然环境影响也大，设计阶段尽可能降低高填深挖路段长度，具体可采用“线位外移建桥”及“半路半桥”等措施。

（3）路线线形应和地形地貌相适应，尽量贴合地形选线，与环境相协调：本路段局部路段地形条件复杂，路线布设时要充分考虑地形因素，将线形和地形统一起来，这样不仅可以降低工程规模，对环境的破坏也能降到最低。

（4）尽量避让不良地质地段：本项目位于低山丘陵区，地质条件一般，主要的不良地质有垮塌、滑坡等，针对不良地质地段应尽量避开。对于沿河路段在桥位选择，尽量选用地质、地形综合条件较好的一侧河岸。

（5）最大限度的保护耕地：项目区沿线农田耕地少，路线方案的确定应将少占耕地的指标作为方案取舍的重要考虑因素。

（6）路线尽可能避开城镇的规划区范围，并做到近城镇但不进城镇，离城镇又不远。路线尽可能避免穿村而过，或者切割土地，尽量减少占用基本农田、避免拆迁房屋、重视高速沿线景观设计。

（7）注重平纵线形的连续性与均衡性：在平面设计时要充分考虑平、纵的契合性，考虑平纵组合的适宜性，提高平纵配合，在满足规范的前提下灵活使用平、纵指标，充分和地形相适应。

（8）施工图阶段设计时应对平纵横进行反复设计，尽量做到土石方均衡，以减少过多的挖方填方带来的水土流失以及对环境的破坏。

（9）路线设计重点把握路线方案的选择和路线平纵指标的灵活运用，充分重视公路自身线形协调设计、公路线形与结构物协调设计、公路线形与环境协调设计，并以运行车速进行安全检验。

2主要控制因素

该路段主线里程82公里，里程长控制因素多，全线设10处互通，路线优化要结合互通进行整体设计，以下为该路段的主要控制因素。

路线起点与佛清从高速的衔接，路线终点与A2路段的衔接；

沿线城镇的近期发展和长远规划，尽量避免或者减少与城镇规划的干扰；

路线与在建佛清从高速、在建汕湛（惠清）高速、广乐高速、在建汕昆高速、G106、国道G240（原省道S253）、G355（原S354）、S252、S383(原X372)、S348等的交叉；路线与武广高铁、京广铁路的交叉；路线与北江、潖江等主要河流的交叉；

在考虑上述控制因素的情况下，施工图阶段线位在路线布线时就还应考虑尽量避开不良地质区段，减少工程风险；尽量避免分割村庄和耕地，减少对基本农田的占用，少拆迁房屋；尽量减小工程规模，降低工程造价。以下从多个路段对线位进行了优化。

3主要优化路段

3.1龙潭互通路段

该 路段主要是结合龙潭互通进行优化，初设阶段龙潭互通受地形控制采用梨形互通，互通C匝道左侧有一段230m长的7级边坡，该段地质情况较差，表土为砂质粘性土其下为全风化花岗岩，施工风险高，废方量大。 施工图阶段考虑到高边坡易发生崩（滑）塌，处理高边坡施工技术要求高、工程投资大，对自然环境影响也大，设计时应尽可能降低挖方边坡高度和深挖路段长度，为了降低工程风险，具体采用“线位外移建桥”主线右移120m，高边坡高度由7级降低到4级，减少挖方，桥梁增加180m；同时简化互通型式，由梨型互通改为A型单喇叭互通，互通工程规模得到降低。施工图阶段改善后虽然主线桥梁规模略有增加，但是高边坡得到控制，工程安全性得到提高。

3.2、沙迳村路段

该段位于从化区，基本农田控制严格，线位不能侵占基本农田。该段小桩号方向主线和佛清从高速交叉设置一座枢纽互通，五丰枢纽互通，大桩号方向为了避让基本农田设置一座高塱隧道，存在隧道洞口线形不连续，且隧道洞口距离互通匝道近（550m）等问题，不利于行车安全。按照《公路立体交叉设计细则》要求，隧道洞口距离互通匝道距离要考虑车辆出隧道后的明适应时间，车辆从内测车道变换至最外侧车道寻找空隙以及变换车道时间，对出口确认时间等，按照主线120km/h设计速度，隧道洞口距离匝道最短距离为700m。

为了保证行车安全，施工图阶段在该段进行反复研究，设置了方案一：将出口匝道从隧道前就分开，将匝道出口设置在隧道进口之前这样就避免了车辆在出隧道后反应时间，但是这样设计需要将隧道加宽一个车道有单洞三车道增加至单洞四车道，加宽后隧道外侧局部路段存在偏压，且单洞施工断面宽不利于施工安全。提出方案二：将线位继续外移，并且把主线纵面抬高，采用路基取消隧道，这样就不存在隧道洞口距离匝道出口不满足要求，该方案存在问题是侵占基本农田约6亩，路线右侧增加一处5级高边坡，根据地勘结果，该段主要以中风化花岗岩为主，地质条件较好，且高边坡已经挖至反坡，采用加固措施后经过计算能够满足稳定性需要。对于侵占基本农田，进一步去和从化国土部门协调，从工程安全角度优化方案也得到了国土部门认可，最终施工图阶段选择了外移平面取消隧道，提高行车安全的方案。

3.3、跨京广铁路路段

该路段主线上跨京广铁路以后又上跨广乐高速并设置一座枢纽互通实现本项目和广乐高速的交通衔接。主要控制因素是上跨京广铁路交角以及地形控制。初设线位上跨铁路交角80度，为避免公路路基在隧道上方增加荷载造成铁路隧道拱顶变形，在铁路隧道上方采用桥梁上跨，采用50m跨径，桥墩落在距离隧道轮廓边缘20m外，对隧道干扰较小。初设方案优点是和京广铁路交叉角度正，上跨桥墩距离隧道轮廓边缘远，缺点是存在两处高边坡，挖方高度65m，为7级边坡，根据钻孔情况，该段地质为中风化砂岩，覆盖层较厚，局部位置岩层比较破碎，且边坡尚未挖到坡顶，不利于工程安全。

施工图阶段为了降低边坡高度将线位向右侧偏移，两侧高边坡由7级降低为3级，挖方高度由65m降低为30m，大大提高了边坡的稳定性，提高了路线的工程安全性，但是存在的问题是线位和铁路交角由80度降低为69度，上跨桥墩距离隧道轮廓边缘距离由20m降低为18m，施工图阶段协同跨铁专题单位就优化后的施工图方案进一步征求铁路主管部门广铁集团总工办意见，从路线安全性对两个方案深入比选分析，最终施工图方案得到广铁总工办认可。

4结束语

广连高速施工图路线方案在初设路线方案基础上从减少挖方边坡高度和深挖路段长度、避让不良地质地段、提高将来运营安全、线形连续性均衡性、减少占用耕地、降低对环境破坏等角度进行了仔细研究，充分比选，在满足规范要求，保证工程安全，运营安全的前提下，贯彻最大限度保护耕地，保护环境的理念，经过了各方面专家的参与，最终选择的施工图方案，工程建设条件相对较好，工程规模适中得到业主及主管部门的认可。

参考文献：

[1] JTG D20-2017 公路路线设计规范.

[2]JTG/T D20-200X 公路路线设计细则（总校稿）

[3] 交通部公路司.新理念—高速公路设计指南（2005版）[M].北京：人民交通出版设，2005.