摘 要：为了确定银白高速城开段重点路段的完美路线方案，结合实际情况在对工可路线优化的基础上，从平纵面指标、工程地质、桥隧规模、公路用地及拆迁情况、环境影响评测、施工条件、互通功能、工程造价、行驶安全性、运营里程及社会效益等多方面多因素，分别对K线、A5线，K线、A7线2组路段进行同精度多方案相对，在多个控制指标中，A5线与A7线均有多个指标较优，因此提议银白高速城开段路线挑选K+A5+A7线方案。
银百高速城口(陕渝界)至开县段是银川—百色国家高速公路G69中的一部分。该工程项目从陕渝交界处最初，连接陕西省安康—岚皋(陕渝)高速公路，北接西安，止于开县，建成后可经开县—万州高速公路连接至长江黄金航道。这条高速公路的建成，将有利于推动国家西部大开发、完善全国高速公路网络及重庆市、陕西省与四川省的主干道布局，充分利用水能、矿产、旅游资源，发展生态涵养的全面交通系统，提升重庆保税港、万州港等特大型港口的辐射与聚集，对加快秦巴山地区的扶贫开发、带动周边地区的经济发展将起到很大的推ACT用，同时，这个工程不仅是连接渝陕的第一条通道，更是连接长江与“一带一路”的黄金通道。
本文以银百高速城口开县段为例，研究复杂路段多种控制条件下的道路选线方案。本项目研究路段标段起点位于大巴山隧道(陕渝界),和银百高速安康至岚皋高速公路对接。本标段终点位于城口县蓼子乡附近。该研究路段的主要控制点为苍坪村、北屏乡、城口县城、任河、覃家河、蓼子乡，主要对半河路段及烂田湾至覃家河段这2段重点路段进行多种控制条件下的道路选线。 该路段具有地形起伏大、地质构造复杂、土地资源稀缺、自然资源丰富等特征，会影响山区公路的选线设计，为保证不遗漏有价值的路线方案，本文结合道路选线设计的多种控制因素，拟定多路线方案进行比选。
1) 沿线重要城镇
拟建公路位于城口县域内，项目路线涉及到北屏乡、龙田乡、葛城街道、复兴街道、高燕镇、蓼子乡。
2) 自然保护区与风景名胜区[1]
项目影响区内路线不能穿梭的自然保护区为大巴山国家级自然保护区。
3) 矿产资源开采及采矿区
城口县位于大巴山锰矿带东带，其区域内的高燕锰矿区、大渡溪与修齐矿区均在K线附近。
4) 该路线横穿任河、东河、任家河等河流，需思考对河流的干扰。
5) 路线方案需思考城口县的规划发展方案。
6) 该路线会干扰省道S202、省道S301。
7) 北屏至烂田湾路段有半河峡谷区不良地质区段[2]。
8) 烂田湾至覃家河路段有覃家河不良地质区段。
9) 互通立交配置位置及形式会影响路线的布设。
路线总体方案挑选时，在收集整理沿线气象、水文、地质等相关资料的基础上，结合对工可报告路线方案的研究，充分思考沿线城镇规划、水利设施及通信管线，合理利用地形，少拆迁，少占良田，灵活使用技术指标，使路线平面线形均衡连续[3]。全面思考工程地质和路基构造物、跨河沟桥位的关系，立交、服务区、匝道收费站及主线收费站的位置关系。对路线也许存在的方案进行深入研究，多方案比选、论证，从而找出最合理的路线方案[4]。采用行车速度对线路线形进行安全检查，确保了线路的安全性，同时也将节约用地的设计思想作为线路方案的重点。
为了“安全、优质、环保、舒适、与谐”的设计目标以及不遗漏有价值的路线方案甚至走廊带，在充分征求地方政府意见、合理利用走廊带资源的前提下，尽量采用适中均衡的技术要求，合理控制构造物、土石方、防护工程及拆迁数量，拟定多路线方案进行比选。
在工可走廊范围内，项目组在1∶10 000的地形图上结合踏勘所观察到的地形地貌对本项目路线方案进行了优化设计，并对各种也许的路线方案进行了比选研究。项目组在纸上初步研究达280余km, 如图1所示。首先，针对K线分别提出了A线、B线、C线与D线4个走廊带路线方案，就鸡鸣隧道、旗杆山隧道、蓼子互通、城口互通、北屏乡、城口页岩气井、北屏服务区、大巴山隧道等问题提出了A1、A2、A3、A4、B1、B2、B3、C、D线等共9条相对路线方案进行纸上方案比选。
初设阶段在工可确定的走廊带内，结合区域内城镇规划与交通规划布局、基本农田保护等情况，对区域内自然环境、地形、地质等条件进一步研究，确定了以赵家、开县、温泉、大进、城口、北屏为主要控制点。根据路线方案和各主要控制点的衔接方法[5,6]以及区域内的实际情况，经过项目组多方案比选，认为K线较其他走廊带路线均显现出明显的优势，因此本项目路线方案研究只在工可主推K线走廊中进行相对，并以此为基础拟定了不同的“K线+”路线方案进行比选。初设方案布设如图2所示。
图1 1∶10 000路线方案布设 下载原图
Fig.1 1∶10 000 route scheme layout
图2 初步设计阶段1∶2 000路线方案布设 下载原图
Fig.2 1∶2 000 route scheme layout in preliminary design stage
经过初步设计相对、解析、筛选后，结合该路线方案的主要控制因素以及项目沿线地形地貌的不良地质分布情况，决定在半河路段与城口县城路段分别对K线、A5线与K线、A7线2个方案进行同精度相对，以此得出主推路线。
根据本项目的实际情况，结合初测外业验收意见，对各重点路段拟定多方案进行同深度比选[7],其中主要对K线、A5线，K线、A7线2组路段在平纵面指标、工程地质、桥隧规模、公路用地及拆迁情况、环境影响评测、施工条件、行驶安全性、运营里程及社会效益等方面进行同精度相对。
贯通K线在半河河谷中布设半河特大桥，由于半河河谷较为狭窄，和现状省道S202干扰较大，地质情况较为复杂，河谷两侧岩体较为破碎，裂隙较为发育，且存在崩坡积体及部分危岩体。因此，提出了在半河河谷地带，路线往南侧布线，并配置了北屏特长隧道，以隧道方法通过半河不良地质区域的A5线，如图3所示。本段相对主要是在地质不良的半河河谷区域中比选桥梁和隧道方法。
半河路段K线路线起于北屏乡松树坝附近，路线沿西侧布线，跨越尖坝，在龙头寨附近进洞，配置北屏隧道，在丁木湾附近出洞，路线再顺半河前行，配置半河特大桥，至本相对段终点烂田湾附近全长5.962 km。
A5线路线起于北屏乡松树坝附近，路线沿西侧布线，跨越尖坝，在龙头寨附近进洞，配置北屏隧道，在峡口子附近出洞，配置凉桥大桥至本相对段终点烂田湾附近，全长5.972 032 km。
A5线与K线路线方案共涉及8个方案影响因素，分别是平、纵线形技术指标、行驶安全性、工程地质条件、桥隧规模、施工条件、环境影响评测、公路用地及拆迁情况以及工程造价，对以上影响因素做同精度相对，结果如表1所示。
由表1中8项对比指标可发现，A5线方案有6项指标较优，在桥隧规模方面和K线等于，工程造价略低于K线方案，思考到A5方案的施工条件、行驶安全、环境影响以及后期运营维护等多方面的优势，全面思考采用A5线路方案。
图3 半河段路线方案 下载原图
Fig.3 Route scheme of Banhe Section
表1 K线、A5线主要技术指标相对 导出到EXCEL
Table 1 Comparison of main technical indexes between line K and line A5
相对项目
K线
A5线
相对结果
平、纵线形技术指标[8]
K线路线长5.962 km, 纵坡变化较大，最大纵坡3.9%/1处，最小半径：凸曲线32 000 m, 凹曲线23 000 m
A5线路线长5.97 km, 整个纵断面线形及竖曲线半径及T值均连续、匹配，最大纵坡2.5%/1处，最小半径：凸曲线25 000 m, 凹曲线11 000 m
A5线好
行驶安全性
K线在半河河谷内布设半河特大桥，由于半河河谷狭窄，两侧山势陡峭，整个半河河谷均处于阴坡，且半河特大桥桥面高程大多处于1 000 m以上，冬天存在桥面结冰风险，行车安全性存在风险
A5线采用隧道方法，既绕避了半河危岩的风险，同时不存在冬天桥面结冰等行车风险
A5线好
工程地质条件
K线线路区地貌为侵蚀中山地貌，半河特大桥区域内存在多处危岩带，且大部分危岩位置较高，处理困难，难以所有清除
A5线绕避了危岩带，无不良地质现象
A5线好
桥隧规模[9]
K线全段配置桥梁3 240 m/2座，隧道2 348 m/1座
A5线，全段配置桥梁1 230 m/2座，隧道4 332 m/1座
两者等于
施工条件[10]
K线采用桥梁形式，现状河谷边有省道S202,但桥梁施工对现状省道的干扰较大，且部分桥墩配置于半河河谷内及山坡上，隧道进口的施工便道的配置困难
A5线采用隧道形式，北屏隧道进口位于现状县道边上，施工条件较好
A5线好
环境影响评测[11]
K线采用了沿半河河谷布设桥梁，由于半河河谷狭窄，河道弯曲，且该段落靠近大巴山国家级自然保护区，生态环境脆弱，K线桥梁的布设，桥墩开挖对山地的影响、半河水环境的影响都较隧道方案劣势
A5线以隧道形式通过该段落，不需要布设桥梁，对半河水以及周边生态影响较K线小
A5线好
公路用地及拆迁情况
占用土地12.5 hm2
占用土地7 hm2
A5线好
工程造价
建安费6.442亿元
建安费6.714亿元
K线好
城口县工业园区配置于城口县西南部，且城口锰矿藏量达2 500万t, 属全国五大矿区之一；钡矿藏量达6 500万t, 居亚洲第一。现状工业园区的交通运输方法主要依托于省道S202,在城开高速建成后，同样需要通过省道S202上下本项目。为方便城口县对当地矿产资源的规划发展，后期需在覃家河段配置覃家河互通，带动城口工业园区及周边地区的经济发展。因此，标准在覃家河段采用明线，以便后期配置覃家河互通[12]。
为了在沱溪河配置城口互通，工可阶段路线绕行较长，前期工程建设费用及后期社会运营费用高；城口互通配置于沱溪河片区，现状沱溪河片区发展成熟，拆迁量较大，且和现状城口地方总体发展意见相悖。从地质条件角度，覃家河段落位于乌坪断裂带方位，路线顺给该断裂带前行，受该断裂影响，在该断裂带上发育数条次级断层，断裂带内岩体破碎，局部发育有断层泥与炭化带，滑坡、崩坡积体、不稳定斜坡等不良地质。根据城口全新规划及地方标准，不需在地质不良区域覃家河片区预留互通，因此，初步设计阶段城口过境段路线方案贯通K线和A7相对线均从地质选线、工程经济性的角度采用了绕避覃家河地质不良区，缩短路线的直连方案，又根据城口互通的服务功能提出了在棉沙窝配置城口互通的K线及在给岗岭配置城口互通的A7线[13],如图4所示。
城口县城路段K线起于龙田乡烂田湾附近，路线沿西南侧布线，穿梭罗家梁，在龙溪湾附近出洞，布设任河特大桥，在棉沙窝附近配置城口互通，路线继续给西南侧布设，跨越沱溪河，穿过尖东山，再跨越覃家河，穿梭旗杆山至本相对段终点蓼子附近，K线全长21.41 km。
该路线起于龙田乡烂田湾附近，路线沿西南侧布线，穿梭罗家梁，在大树梁附近出洞，布设任河特大桥，在给岗岭附近配置城口互通，路线继续给西南侧布设，跨越沱溪河，穿梭尖东山，再跨越覃家河，穿梭旗杆山至本相对段终点蓼子附近A7线全长21.540 674 km。
图4 龙田乡烂田湾至高燕镇覃家河段平面 下载原图
Fig.4 Plan of river section from Lantianwan in Longtian township to Qinjia in Gaoyan town
A7线与K线路线方案共涉及9个方案影响因素，分别是平、纵线形技术指标、工程地质、桥隧规模、公路用地及拆迁情况、互通功能评测、互通行车安全性、营运里程、造价比选以及地方总体意见，对以上影响因素做同精度相对，结果如表2所示。
由表2中9项指标对比可发现，A7线方案6项较优，互通行车安全和K线相相对弱。但A7线较K线能更好地服务于城口县及周边地区，对推动城口县城后期的扩容及带动规划的袁池岭片区发展有积极作用，建设费较K线低，且符合地方总体意见。针对A7线互通行车安全性问题，可通过拓宽罗家梁隧道出口及加强交通安全设施设计等措施进行改善。因此全面以上各项影响因素，主推采用A7线路方案。
表2 K线、A7线主要技术指标相对 导出到EXCEL
Table 2 Comparison of main technical indexes between line K and line A7
相对项目
K线
A7线
相对结果
平、纵线形技术指标
K线路线长21.414 128 km, 最小半径800 m, 最大纵坡3.9%/1处，最小半径：凸曲线12 000 m, 凹曲线20 000 m
A7线路线长21.540 674 km, 最小半径800 m; 最大纵坡3.9%/1处，最小半径：凸曲线12 500 m, 凹曲线13 000 m
两者等于
工程地质
K线主要地貌以高中山地貌、河谷地貌、溶蚀侵蚀中山地貌为主，岩性主要为含砾凝灰质杂砂岩，变余条纹状含粉砂凝灰质板岩，线路区穿梭城巴大断裂及3个断层，其余无不良地质现象，土层厚度一般在3 m～24 m之间
A7线路地质条件和K线类似，土层厚度一般在3 m～18 m之间
K线稍好于A7线
桥隧规模
K线全段配置桥梁3 775 m/5座，隧道17 409 m/4座；K线任河特大桥存在较多高墩，造价较高；城口隧道浅埋、偏压严重
A7线全段配置桥梁3 035 m/6座，隧道18 116 m/4座
A7线方案好
公路用地及拆迁情况
K线占用土地31.16 hm2,布设沱溪河大桥需穿梭沱溪河房屋密集区，拆迁量较大
A7线占用土地28.6 hm2,A7线在沱溪河上游穿梭，比较K线拆迁量较少
A7线方案好
互通功能[14]
K线城口互通距离城口较近，于城口远期规划有一定干扰
A7线城口互通虽然距离城口县城较K线远，但对城口规划基本无干扰，而且可带动周边片区的发展，对县城及周边场镇服务、辐射功能较好
A7线方案好
互通行车安全性[15]
K线城口互通采用加长匝道进出口远离隧道洞口的匝道搭配方案，不在主线上配置加减速车道，有效避免了距离隧道进出口较近的问题
A7线城口互通方案以罗家梁隧道进出口为控制因素，隧道间距较短，无法采用加长匝道进出口远离隧道洞口的匝道搭配方案，其进出口距离罗家梁隧道较近，需在主线上需配置加减速车道
K线方案好
营运里程
K线城口互通采用了迂回式立交方案，车辆需通过迂回匝道进行交通转换，行车绕行较长，后期社会营运效益较低
A7线互通布设紧凑，绕行长度较短
A7线好
造价比选
K线建安费35.727 9亿元
A7线建安费35.414 2亿元
A7线方案好
地方总体意见
根据城口县政府标准并结合城口全新发展规划以及城镇规划，地方意见明确标准提议采用A7线走廊
A7线方案好
1) 初步设计在工可路线走廊带范围内，结合该路线方案的主要控制因素，全面思考技术指标、工程规模、环境影响、建设条件、互通功能及地方政府意见等多种因素，并结合当地发展规划与标准，以及工程实施规模，全面论证路线方案，通过多方案比选，提议银白高速城开段路线挑选K+A5+A7线方案。
2) 高速路网路线布设方案应全面思考和周边路网与其他运输方法的均衡布置与合理衔接，应尽也许地带动沿线经济社会的发展。在方案论证阶段需重视对环境的保护，尽量避免路线经过不良地质地段时最大限度地保护耕地，减少建筑物的拆迁。
3) 以银白高速城开段为例，对该路线的半河路段及烂田湾至覃家河段这2段重点路段进行复杂控制条件下的道路选线方案研究，对各重点路段的拟定多方案进行了同深度比选，对比了2种高速路网布设方案的多种技术指标以及其对周边路网、环境及经济的影响，可供类似工程参考。
