摘要：文章主要介紹臨吉高速公路云臺(tái)山段項(xiàng)目區(qū)的地理地貌和工程地質(zhì)概況，以及該段路線方案設(shè)計(jì)過(guò)程及經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：云臺(tái)山特長(zhǎng)隧道；路線設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：U416.36⁺6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1000-8136(2009)26-0028-02

國(guó)家高速公路網(wǎng)青島至蘭州公路山西境臨汾至吉縣段高速公路第LZ2合同段位于山西省臨汾市鄉(xiāng)寧縣和吉縣境內(nèi)，本合同段項(xiàng)目起點(diǎn)位于鄉(xiāng)寧縣高崖底村南，終點(diǎn)位于吉縣葦子灣。路線全長(zhǎng)50.75km，采用四車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，設(shè)計(jì)速度采用80km／h，路基寬度采用24.5m(分離式路基寬度12.25m)。本項(xiàng)目是國(guó)家高速公路網(wǎng)“7918”規(guī)劃方案第六橫的重要組成部分，也是山西省規(guī)劃的“人字骨架，9橫9環(huán)”高速公路網(wǎng)主骨架中第八橫(黎城下灣至吉縣壺口)的重要組成部分。

項(xiàng)目區(qū)位于山西省東南部，大的地貌單元上屬于黃土高原，總地勢(shì)為“兩川夾一山”，即東部的臨汾汾河沖積平原、中部的呂梁山脈、西部的黃河谷地。從地形上看，除沖積平原區(qū)地形條件簡(jiǎn)單外，其他區(qū)地形切割劇烈，河谷發(fā)育、溝壑縱橫，屬于地形條件復(fù)雜地區(qū)。區(qū)內(nèi)最高點(diǎn)為鄉(xiāng)寧與吉縣分界的高天山，海拔1820m，最低點(diǎn)位于黃河河谷中段，海拔約為420m，兩者之差約為1400m。

1 云臺(tái)山段自然地理和工程地質(zhì)概況

1.1地形地貌

總體地貌單元上屬于黃土高原，地勢(shì)為“兩川夾一山”。即東部的臨汾汾河沖積平原、中部的呂梁山脈、西部的黃河谷地。地形起伏，沖溝發(fā)育。山脊呈近南北向，主沖溝方向與山脊走向基本一致。地表被黃土覆蓋，黃土層最大厚度84m，由坡腳向山脊黃土厚度逐漸增大，沖溝底部大多基巖出露。群山疊嶂，溝壑縱橫，地形復(fù)雜，高差變化較大，使得氣候特征各具代表性。區(qū)內(nèi)總體屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，具有四季分明，冬長(zhǎng)夏短，春季干燥、多風(fēng)；夏季炎熱、雨量集中；秋季涼爽濕潤(rùn)，秋雨多于春雨；冬季寒冷干燥，雨雪偏少。

根據(jù)地表形態(tài)特征及其成因類型，該地區(qū)屬黃土殘塬區(qū)。微地貌單元以黃土塬、黃土梁、黃土沖溝為主，地表覆蓋有較厚層Q3黃土，沖溝底部有Q2亞黏土出露，局部溝底出露三疊系砂巖夾泥巖，水平狀，中薄層。區(qū)內(nèi)黃土沖溝多為近南北向，溝壁陡立，多呈“V”字型，與路線多呈大角度相交。本區(qū)段海拔在619m～916m之間，溝谷切割深度100m～200m。

1.2工程地質(zhì)

云臺(tái)山所處區(qū)域構(gòu)造位于鄂爾多斯斷塊南緣的關(guān)王廟北東向褶帶中部，屬于構(gòu)造運(yùn)動(dòng)相對(duì)穩(wěn)定地區(qū)，隧址區(qū)屬于黃土覆蓋單斜構(gòu)造區(qū)，區(qū)內(nèi)地層總體向北西緩傾，產(chǎn)狀介于300°～330°∠3°～8°之間。斷裂構(gòu)造不發(fā)育，野外調(diào)查、鉆探及物探均未發(fā)現(xiàn)斷層跡象。進(jìn)出口基巖中發(fā)育兩組直立節(jié)理，走向分別為3200°～330°、50°～60°，節(jié)理面平直，微張，黏性土充填。

該路段廣泛分布第四系黃土，二疊及三疊系巖層僅在溝谷底部出露，構(gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)單，對(duì)路線的主要影響來(lái)源于復(fù)雜的地形，由于Q2亞黏土壁立性強(qiáng)，經(jīng)常形成深大沖溝，失穩(wěn)后有滑塌的可能。該段線路工程地質(zhì)條件比較簡(jiǎn)單，屬于較穩(wěn)定工程地質(zhì)分區(qū)。

1.3水文地質(zhì)、地震

位于鄉(xiāng)寧縣劉家溝與吉縣棗莊河西溝之間，穿越鄉(xiāng)寧縣和吉縣之間的分水嶺云臺(tái)山，吉縣端洞口前河溝中有微量的溪流，個(gè)別點(diǎn)有泉眼，云臺(tái)山嶺脊的洞頂沒(méi)有地表水，臨汾端馬家河溝中有微量的溪流。隧址區(qū)地表水來(lái)自大氣降水及山泉等共同補(bǔ)給。

隧址區(qū)地下水較少，圍巖出水狀態(tài)一般表現(xiàn)為砂質(zhì)巖裂隙中可能有很少量的滴滲水現(xiàn)象，并以局部滲水為主。

項(xiàng)目區(qū)位于山西省南部，屬典型的板內(nèi)構(gòu)造地震區(qū)，特點(diǎn)是強(qiáng)度大、震源淺，破壞性地震多為主震余震型，小震多屬震群型或單個(gè)突發(fā)型，震中在平面上多為北北東向、北東向或北西向的條帶狀，與斜列盆地邊緣的構(gòu)造斷裂方向相一致，震源深度在剖面上多呈層狀，多數(shù)地震的震源在14km～20km之間。2路線設(shè)計(jì)原則

經(jīng)對(duì)高速公路實(shí)地勘測(cè)調(diào)查，在1：2000地形圖上對(duì)線位進(jìn)行詳細(xì)優(yōu)化，對(duì)局部線位及主要控制點(diǎn)的線位段進(jìn)行了認(rèn)真比對(duì)、布設(shè)，作了局部的調(diào)整優(yōu)化。路線具體設(shè)計(jì)中，從公路線形人手，優(yōu)化平縱組合、改善線形，使線形組合的各技術(shù)指標(biāo)除符合平面、縱斷面規(guī)定外，還考慮了橫斷面對(duì)線形組合與行駛安全的影響，避免了平面、縱斷面、橫斷面的最不利值的相互組合。在對(duì)臨吉高速公路云臺(tái)山段進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)先確定、遵從總體設(shè)計(jì)原則如下：

(1)路線走向符合路網(wǎng)總體規(guī)劃，為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展服務(wù)，合理選擇交通車流集散點(diǎn)，注意路網(wǎng)布局的合理性。

(2)路線布設(shè)盡量采用低線位，以避免高填深挖，減少橋梁、隧道的數(shù)量；同時(shí)對(duì)滑坡等不良地質(zhì)盡量繞避。

(3)根據(jù)實(shí)際地形、地物，在平、縱面上可以采用較低指標(biāo)。以減少工程數(shù)量，降低工程造價(jià)。

(4)堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展主題，合理有效地利用資源，做到“四個(gè)合理”：合理把握路線走廊帶、合理利用線位資源、合理確定建設(shè)規(guī)模、合理確定工程方案。

(5)嚴(yán)格控制工程造價(jià)，倡導(dǎo)科學(xué)合理的全壽命周期成本理念，加強(qiáng)各專業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)技術(shù)與經(jīng)濟(jì)的有機(jī)結(jié)合，在確保安全和功能的前提下，嚴(yán)格控制工程造價(jià)，節(jié)約工程投資，以達(dá)到最佳的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。

3 路線設(shè)計(jì)中的特點(diǎn)和難點(diǎn)

項(xiàng)目路線設(shè)計(jì)的特點(diǎn)：臨吉高速公路項(xiàng)目區(qū)總地勢(shì)為“兩川夾一山”，受地形限制，路線走廊帶非常狹窄，只能沿劉家溝布設(shè)以隧道形式穿過(guò)云臺(tái)山，沿馬家河溝布設(shè)，地形條件復(fù)雜，自然橫坡較大，多處存在路基高邊坡問(wèn)題，為了邊坡加強(qiáng)穩(wěn)定性，在邊坡形式上采用了設(shè)置寬平臺(tái)。

項(xiàng)目路線設(shè)計(jì)的難點(diǎn)：在地形條件受限制情況下，提出合理的路線方案，減少壓站煤礦資源，縮短特長(zhǎng)隧道長(zhǎng)度。在地形條件復(fù)雜、自然橫坡較陡段的條件下，尋求路線平、縱、橫最有利的結(jié)合，確保路基穩(wěn)定性，消減路基高邊坡。

4 對(duì)路線設(shè)計(jì)時(shí)難點(diǎn)的主要對(duì)策

根據(jù)山嶺區(qū)地形特點(diǎn)，在對(duì)臨吉高速公路路線設(shè)計(jì)時(shí)，結(jié)合地形條件和工程地質(zhì)條件，提出多個(gè)方案進(jìn)行認(rèn)真比對(duì)，合理采用路線平縱指標(biāo)。在路線方案優(yōu)化過(guò)程中，采用路線方案總體圖的方式，使平、縱、橫有利的結(jié)合，縮短橋梁和隧道長(zhǎng)度，使工程造價(jià)最低。在特長(zhǎng)隧道方案的選擇上，對(duì)隧道長(zhǎng)度、斜豎井及后期運(yùn)營(yíng)及養(yǎng)護(hù)費(fèi)用方面進(jìn)行了比選。

我們通過(guò)對(duì)本區(qū)進(jìn)行了較為詳細(xì)的地形概況和工程地質(zhì)分析后，結(jié)合本次總體的線路選線原則，針對(duì)云臺(tái)山特長(zhǎng)隧道設(shè)置長(zhǎng)度不同的情況，共提出A、P、u三個(gè)方案，見(jiàn)圖1。

4.1 A線方案(AK224+300～AK236+920)

A線方案基本采用工可方案，路線長(zhǎng)度12.62km，特長(zhǎng)隧道縱坡為-1.864％，特長(zhǎng)隧道長(zhǎng)度4485m，橋梁長(zhǎng)度4028m。

4.2 P線方案(PK224+300～PK235+041.901)

P線方案線位于AK224+300處與A線分離向西展線，設(shè)一座6950m的云臺(tái)山特長(zhǎng)隧道后與A線方案相接，P線方案路線長(zhǎng)度10.742km，特長(zhǎng)隧道縱坡-1.632％，橋梁長(zhǎng)度1978.5m。

與對(duì)應(yīng)的A線方案相比，優(yōu)點(diǎn)：比對(duì)應(yīng)的A線方案里程短1778m；特長(zhǎng)隧道縱坡較A線方案特長(zhǎng)隧道縱坡小；橋梁比對(duì)應(yīng)的A線方案橋梁短2049.5m。

缺點(diǎn)：比對(duì)應(yīng)的A線方案特長(zhǎng)隧道長(zhǎng)2465m；P線方案云臺(tái)山特長(zhǎng)隧道需設(shè)斜、豎井通風(fēng)，對(duì)應(yīng)的A線方案云臺(tái)山特長(zhǎng)隧道不需設(shè)斜、豎井；P線方案特長(zhǎng)隧道比對(duì)應(yīng)的A線方案施工工期長(zhǎng)，特長(zhǎng)隧道的前期投資和后期運(yùn)營(yíng)費(fèi)用高；比A線方案壓占煤礦資源多。

4.3 U線方案(UK224+300～UK235+526.807)

u線方案線位從AK224+300處與A線分離向西展線，設(shè)一座6519m的特長(zhǎng)隧道后與A線方案相接。U線方案路線長(zhǎng)度11.227km，特長(zhǎng)隧道縱坡-1.3％，橋梁長(zhǎng)度2497m。

與對(duì)應(yīng)的A線方案相比，優(yōu)點(diǎn)：比對(duì)應(yīng)的A線方案里程短1393m；特長(zhǎng)隧道縱坡較A線方案特長(zhǎng)隧道縱坡??；橋梁比對(duì)應(yīng)的A線方案橋梁短1531m。

缺點(diǎn)：比對(duì)應(yīng)的A線方案特長(zhǎng)隧道長(zhǎng)2034m；u線方案特長(zhǎng)隧道需設(shè)斜、豎井通風(fēng)，對(duì)應(yīng)的A線方案云臺(tái)山特長(zhǎng)隧道不需設(shè)斜、豎井；U線方案特長(zhǎng)隧道比對(duì)應(yīng)的A線方案施工工期長(zhǎng)，后期運(yùn)營(yíng)費(fèi)用高，比A線方案壓占煤礦資源多。

經(jīng)過(guò)綜合比選論證，從施工和運(yùn)營(yíng)安全、工程造價(jià)方面考慮，因此推薦A線方案。

5 結(jié)束語(yǔ)

路線的選定應(yīng)根據(jù)地形條件，并在對(duì)工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、自然景觀等進(jìn)行充分調(diào)查的基礎(chǔ)上，以選定路線線位、主要平縱技術(shù)指標(biāo)、沿線橋隧設(shè)置，還應(yīng)綜合考慮公路的平面、縱斷面、橫斷面三者間的關(guān)系，做到平面順適、縱面均衡、橫面合理，以及隧道后期運(yùn)營(yíng)情況。本文結(jié)合臨吉高速公路云臺(tái)山段路線設(shè)計(jì)實(shí)例，對(duì)山嶺區(qū)高速公路路線設(shè)計(jì)作了初步探討，總結(jié)了設(shè)計(jì)中成功的經(jīng)驗(yàn)。路線設(shè)計(jì)必須綜合考慮各方面因素，是一個(gè)不斷重復(fù)、優(yōu)化的總體設(shè)計(jì)過(guò)程，平縱面線形的合理組合，不僅僅要滿足規(guī)范、指標(biāo)，更要在設(shè)計(jì)中貫穿“以人為本”的理念，讓公路真正做到安全、環(huán)保、舒適、美觀。

作者簡(jiǎn)介：高青海，1979年出生，山西省屯留縣人，2004年畢業(yè)于長(zhǎng)安大學(xué)交通工程專業(yè)，助理工程師。