张 强

（山西省交通科学研究院，山西 太原 030006）

1 背景

黎城至霍州高速公路是山西省高速公路网调整规划“三纵十二横十二环”中第九横的重要组成部分。它东接左权—黎城高速公路，西接霍州—永和高速公路。项目起点位于长治市黎城县幸福庄村（设黎城枢纽接长邯高速），途经长治市黎城县、潞城市、襄垣县、沁县、沁源县，临汾市古县、霍州市，终点设于霍州市观堆村，与霍永线辛庄枢纽连接，方案路线全长约153.815 km。黎霍高速公路途经长治市所辖黎城县、潞城市、襄垣县、沁县、沁源县，临汾市所辖古县、霍州市，共七县市。项目地理位置见图1。

图1 项目地理位置图

本项目的建设将大大改善沿线地区交通环境，是完善东西公路运输通道、充分发挥山西省资源大省和中部通道区位优势的需要，是完善山西省高速公路网络的需要，能促进片区旅游资源整合，同时使自然资源和旅游资源优势得以充分的发挥，对沿线的经济发展具有非常大的促进作用。本文只讨论第LH1合同段在勘察设计过程中路线设计方案的一些想法。LH1合同段起点位于长治市黎城县幸福庄村（设黎城枢纽接长邯高速），途经长治市黎城县、潞城市、襄垣县、沁县、终点在沁源县与LH2合同段相接，路线全长93.163 km。

设计项目部在设计期间，请省内外专家进行了中间咨询。期间，设计项目部汲取专家意见，对原设计方案及咨询建议方案仔细研究，去芜存菁，最终确定了初步设计方案。

2 工程地质概况

项目区位于山西省中南部，横穿太行山脉西翼、长治盆地北部、太岳山脉。路线方案走廊带内最高点位于潘家山隧道的山顶，标高1 480 m；最低点位于起点段浊漳河河谷，标高700 m，最大相对高差780 m，一般相对高差200 m左右。地形地貌复杂，沟壑纵横，因地质构造、岩性特征、风化剥蚀差异，起点到终点分为山间盆地区、河谷阶地区、溶蚀侵蚀中低山区、侵蚀堆积冲洪积平原区、残碎黄土丘陵区、黄土丘陵区、剥蚀侵蚀中低山区共七大地貌单元。

3 设计标准

本项目采用四车道高速公路标准建设，设计速度采用80 km/h，路基宽度24.5 m，设计汽车荷载等级为公路-Ⅰ级。本项目以现行《公路工程技术标准》（JTG B01—2003）及现行路线、路基、路面、桥涵、隧道、地质规范为依据。

4 路线布设的总体思想

黎霍高速第LH1合同段设计在总结笔者已建高速公路设计经验基础上，全面贯彻“六个坚持、六个树立”的公路勘察设计新理念，增强了环境保护意识和设计创作意识，灵活、合理运用技术指标，实现建设与环境的和谐统一，充分体现了“安全、环保、舒适、和谐”的公路设计新理念。针对本项目的特点，总体设计进行了富有成效的工作，注重了路线平、纵面线形的组合设计、指标的合理选用和视觉效果及道路、桥梁构造物与沿线地形、地物和自然景观的协调，特别是上跨桥梁、路基边坡型式和绿化设计，充分体现了精品工程的设计理念，从而实现“安全”、“环境优美”、“节约资源”、“质量优良”、“系统最优”的目标[1]。

路线按山岭区高速公路标准设计，在路线设计中，使线形尽可能结合沿线自然环境，与沿线地形、地貌相匹配，重视公路美学，与周边自然景观相协调，配合远景的城市发展规划，保护已有的园林、水利设施、水源地、工业园区及其他已有设施。设计控制好标高，达到路基土石方填挖平衡，总量最少，要做到平纵取值的均衡性。设计期间应重视项目实施后的环保措施，尽量减小对周边环境的影响。

5 路线方案

除正确掌握技术标准，合理运用技术指标外，最重要的在于做好路线方案比选及工程方案的比选。山区高速公路路线设计方案与工程方案有着极强的内在联系，相辅相成，工程方案中的高路堤、高架桥、深路堑、隧道等方案的选用，对路线方案有着重大的制约与影响，选择不同的工程方案往往改变了路线的总体布局，这正是山岭区高速公路路线方案布设的重点与难点。只有进行多次反复筛选、反复推敲，才能选定一条安全环保、经济合理的路线方案[2]。

5.1 初步设计路线方案及咨询建议方案

5.1.1 K47+100—K53+500段

该段原设计方案K48—K49段平面位置处地面高程较高，胡家岭大桥、大河沟特大桥位于K51+330—K52+910段，受纵坡限制，该段设计高程难以降低，从而导致胡家岭大桥、大河沟特大桥桥梁规模较大，桥梁墩高较高（如图2所示）。咨询建议方案对路线进行了优化（见图3），选择合理的平面位置事先降低设计高程，减少了桥梁规模，并把大河沟特大桥分解为两座大桥，该段优化后桥梁长度减少约500 m，大河沟大桥的最大桥高自76 m降低至41 m。

图2 K47+100—K53+500段原设计纵断面

图3 K47+100—K53+500段平面示意图

5.1.2 K57+800—K61+300段

原设计在该段设置一座特大桥，跨越太焦线铁路和G208，桥梁长度约1 470 m，咨询建议线在原设计线位的基础上进行了优化，利用线形将一座特大桥拆分为两座大桥，桥梁总长度减少约300 m，且与铁路的交叉角度接近正交更便于公铁交叉跨线桥的布置。

图4 K57+800—K61+300段平面示意图

图5 K57+800—K61+300段原设计纵断面

5.1.3 K62+500—K75+700段

原设计在该段自故县镇北侧经过，所经区域地势较高，跨越河沟较宽阔，构造物规模略大，咨询提出故县镇南侧经过的路线方案，咨询建议认为该方案降低了设计高程，路线长度缩短了500 m左右，桥梁总长度减少约1 800 m。

图6 K62+500—K75+700段平面示意图

5.1.4 K76+000—K79+850段

咨询认为原设计在该段为了迁就地形，在该段较为绕行，咨询线位在该段采取了直接通过的方式，路线指标有所改善，路线长度缩短约300 m，桥梁减少1座，总长度减少约300 m。

图7 K76+000—K79+850段平面示意图

5.1.5 潘家山特长隧道段

咨询认为设计单位布设了K线和G线方案，建议对G线方案的纵面优化后选择G线作为推荐方案。

图8 潘家山特长隧道段平面示意图

5.2 方案对比及选择

5.2.1 K47+100—K53+500段

根据咨询意见，笔者详细研究了该方案，该方案确实有效地降低了大河沟特大桥，桥梁最大墩高由原来的76 m降至41 m。但笔者在仔细研究该方案及原K线方案后，经过多方面对比，仍然采用原K线方案，理由如下：

图9 K47+100—K53+500段咨询线位纵断面示意图

a）咨询线位有效地降低了大河沟特大桥桥高，最大桥高由76 m降至40 m，但线位的调整同时导致增加了4座大桥，对比K线K47+000—K54+000段落总桥长增加了628 m。

b）由图9纵断可以明显看出，咨询线位提前降低线位，将线位北移至半坡沟壑纵横处，设计线位走低，路线切割地形严重，出现了多处连续深挖方，就近几年后续服务经验，设计对原有地形地貌切割破坏严重的地段，再加上施工期间对地形地貌的改变，使公路在投入使用后很难形成与设计预期一致的排水系统，一般水患相对严重。

c）由于咨询线位切割地形严重，会产生较多的不规则地块，在项目实施期间，征地工作很难开展。

d）咨询线位走低，通道、天桥、涵洞等构造物及改路接线的数量也有相应的增加。

5.2.2 K57+800—K61+300段

原设计在该段设置一座特大桥，跨越太焦线铁路和G208，桥梁长度约1 470 m，设计吸取咨询建议，将平面线位向南偏移进行了优化，利用线形将一座特大桥拆分为两座大桥，桥梁总长度减少约300 m。

图10 K57+800—K61+300段调整后设计纵断面

5.2.3 K62+500—K75+700段

由图11纵断对比图可以看出，咨询线位有效地降低了对应K线路段桥梁的桥高，路线缩短了500 m。咨询建议线位与K线对比：

a）咨询线位桥长3 198 m与K线3 217 m的桥长基本相当（见图11）。

b）咨询建议线位没有合理布置故县互通的地形（见图 6）。

c）咨询线位基本围绕月岭山水库布设，距离水库位置较近，施工与运营期间难免对水库造成一定影响，且由于公路紧邻水库下游，水库雨季泄洪对公路工程本身的安全性有一定的影响（见图6）。

图11 K62+500—K75+700段K线纵断面与调整后设计纵断面对比示意图

5.2.4 K76+000—K79+850段

咨询建议线位笔者在项目设计初期研究过该方案，在研究过程与沁县林业部门接触过程中，在项目所在地实地考察中得悉，瓮长山林场段为生态保护林，植被茂密，生态多样，项目组本着环保的设计理念路线对该林场进行了绕避，并且绕避方案在早期的过程咨询中得到了咨询专家的肯定。因此方案设计仍坚持K线方案。

5.2.5 潘家山特长隧道段

G线和K线两个方案均处于沁源境内菩提寺景区。K线左洞长度为4 709 m、右洞长度为4 608 m、平均长度为4 658.5 m，G线左洞长度4 435 m、右洞长度为4 477 m、平均长度为4 456 m。

G线方案与K线方案相比：

a）优点 隧道长度较K线短202.5 m。

b）缺点 （a）路线平纵指标较K线低，最小半径R为1 000 m，隧道出口线形较K线差（K线为直线，G线为曲线）；（b）G线左洞进口位于沟底，存在建设及运营安全隐患。

总体来说，K线出口位置更为端正，而G线出口处于一个林木掩映，曲径通幽，泉水淙淙，自成一景的山沟。该山沟内植被繁茂，生物多样，生态完善，项目组本着“人、车、环境”和谐的设计理念，放弃对这里地形的切割破坏，坚持原K线方案。

6 结语

笔者汲取以往高速公路设计中的经验，在多条高速公路的后续服务中发现和总结设计的成功和不足之处，有机地将其应用在现进行的公路设计中。不刻意地追求某分项工程规模的降低，而是努力做到着眼全局，总体把握，增强环境保护意识和设计创作意识，灵活、合理运用技术指标，实现建设与环境的和谐统一，充分地实现精品工程的设计理念，从而在路线总体设计中更透彻地实现“安全”、“环境优美”、“节约资源”、“质量优良”、“系统最优”的目标。