成贵客运专线选线设计中的风险防范分析
牛建青高崇华
（中国中铁二院工程集团有限责任公司成都 610031）
摘要：风险存在于高速铁路建设的各阶段，而选线设计作为铁路工程建设的源头，自然成为规避、减少安全风险的重点，从源头控制风险，是项目安全质量的根本保证。本文以成贵客专为例，介绍了各阶段选线设计安全风险防范的原则和方法，总结出在复杂山区高速铁路各阶段选线设计中，首先要坚持“安全第一”的设计理念，必须要坚持工程地质选线、重大工程优先选址、采用合适的坡度、充分考虑工点布局的安全性及处理好与外部因素的关系等原则，做到工程风险不遗留，确保铁路施工及运营安全。
【关键词】高速铁路；选线设计；工程风险；防范
Risk Prevention on Railway Selection of Chengdu-Guiyang Passenger Dedicated Line
NIU Jian-qing GAO Chong-hua
(China Railway Eryuan Engineering Group Co., Ltd., Chengdu 610031, China) Abstract: Risks exist in each construction stage of high-speed railway. As the initial work in building a railway line, railway location naturally becomes the focal point of avoiding and reducing risks. Controlling risk from the source is the fundamental guarantee for project safety. Taking Chengdu-Guiyang PDL for example, this paper introduces the principles and methods of risk prevention in each stage of railway location. The principles for railway location of high speed railway in complicated mountainous region have been summarized: we should persist in the design concept of ‘safety p rimary’, insist on the principles of engineering geological location of line, and top priority for the site of major engineering projects, by using suitable gradient, fully considering the safety of work site layout and dealing with the relationship between external factors, to ensure that risk is not left behind and the railway construction or operation is in safety.
Key words: high-speed railway；railway location；engineering risk；prevention
1前言
在高速铁路工程中，存在着各种风险，如设计后期、施工阶段线路方案发生重大变更，导致工程投资增大、工期不能满足要求，施工或运营中出现安全事故等。这就需要从工程设计到施工运营各阶段对风险进行识别、防范，保证工程安全。选线设计阶段作为铁路工程建设的源头，是安全风险防范十分重要的环节，需要我们在设计过程中，根据建设项目的技术标准、所处的政治、经济环境，地形地貌特征及地质条件等要素，分析、识别项目潜在的风险因素，按照风险的特征及对工程的影响程度，采取相应的方法对其进行规避、防范。
2 成都至贵阳铁路概述
成都至贵阳客运专线乐山至贵阳段西起四川省的乐山市，向东经四川省的犍为县、宜宾市、长宁县、兴文县，云南省的威信县、镇雄县，贵州省的毕节市、大方县、黔西县，东至贵阳市，正线建筑长度约515km。
本线是典型的复杂山区高速铁路，速度目标值为250km/h，地形地质特别复杂，桥隧比79%，经过丘陵，低、中山，云贵高原三个地貌单元，不良地质众多，具有“矿藏多、采空区多、天然气多，地质构造发育、岩溶发育、重力不良地质发育、岩盐发育”的特点。
3 结合本项目的特点，本文主要从重大工程地质、最大坡度、重大工程优先选址、工点布局的安全性以及如何处理与既有构筑物的关系等方面论述复杂山区高速铁路选线设计中主要的风险因素及规避、防范措施
3.1重大工程地质问题是影响程度最大，范围最广的高风险源，严重制约复杂山区高速铁路线路方案选择及重大工程设置的可行性，严重影响着施工及运营的安全性，选线设计
各阶段首先要坚持地质选线规避地质高风险源
复杂山区铁路出现的各种安全问题，大多数是由地质原因引起的，设计各阶段必须以地质条件为首要因素来进行线路方案的选择，尽量规避潜在的地质高风险源。
3.1.1成贵客运专线在项目预可研阶段，全面搜集并现场核对沿线矿产规划区、煤矿采空区和开采标高、天然气分布范围。专题研究本线的地质灾害问题，重点分析川东南滇东北和黔西北的天然气地层、煤系地层、岩溶发育特点和已开采情况，以及沿江梯级电站对线路方案的影响，开展工程地质、水文地质条件与线路方案的综合研究，进行了大面积选线。选择了四大走向方案，经综合比选，最终选择了经宜宾、蜀南竹海、毕节方案，因为首先从工程地质条件方面来分析，该方案线路从南广河、赤水河上游通过，线路高程较高，经过的煤矿少，较好地减轻了煤矿采空区、有害气体、岩溶的危害，较大范围绕开了不良地质，从源头有效降低了工程综合风险。
3.1.2可行性研究阶段，根据本线地形、地质条件极为复杂，采空区、岩溶及浅层天然气尤为突出的特点，开展了大范围的加深地质工作及《成贵线煤系地层、采空区专项地质工作》、《成贵线岩溶水文地质专项地质工作》、《成贵线浅层天然气专项地质工作》三项地质专题工作。广泛收集区域地质和煤矿、采空区、天然气资料，现场调绘不良地质范围，利用详细的地质基础资料来指导选线，绕避区域性和重大的不良地质；并在方案研究中充分应用加深地质及专题研究工作的成果结论，在众多不良地质体中反复进行方案比选，规避了地质风险，逐步稳定线路方案。
（1）沿线煤矿采空区分布广密，部分开采历史久远，大面积煤矿采空区、小煤窑形成的移动盆地或地面沉降对铁路的运营存在重大安全风险。选线过程中首先收集各种资料，实测线路附近煤矿的坑道位置，推算移动盆地范围，从而对其绕避。对于年代久远已经封闭、无资料记录且无法测量的小煤窑，坚决予以绕避，全线绕避了35处大型煤矿采空区，21处小煤窑采空区，尽最大可能对采空区风险进行了绕避。
（2）岩溶发育也是本线主要不良地质特征之一，主要分布于兴文至贵阳段，约占全线长度的39%，选线过程采取的原则有：1）线路尽量靠近岩溶水排泄区（靠近河流）。2）在选线过程中尽量抬高线路标高，远离岩溶发育面，在岩溶水垂直循环带内通过以降低隧道涌水、突泥的风险。3）线路尽可能绕避大的坍坑、陷坑、漏斗、暗河等。通过坚持以上选线原则，有效地降低了岩溶风险。
3.1.3初步设计局部方案比选中，根据地质专业提供的不良地质资料，首先采取绕避的措施规避风险，无法完全绕避时，针对不良地质的特征，采取相应的原则来指导选线设计，保证最大程度降低风险。
（1）到初步设计阶段，由于受条件限制，线路还是穿越了8处浅层小煤窑采空区，对于不同的工程类型采取不同处理措施，路基地段采用桩板结构处理，同时全断面注浆；桥梁地段桩基础应伸入小煤窑采空区下方的基岩；隧道范围的小煤窑采空区，根据地质钻探揭示及物探探测结果显示的煤层采空区位置，采取混凝土回填、钢管桩注浆加固、浆砌片石护墙、土石回填、施作混凝土护拱及干砌片石缓冲层等措施，采空区段洞身加强支护及衬砌，并加强超前地质预报等措施保证安全。
（2）对于隧道工程穿越岩溶地段，不仅会在施工、运营阶段出现涌水、突泥等地质灾害，还可能存在附近水库干枯、河水断道、地表塌陷等隐患。选线时选择在岩溶发育相对较弱的地带通过，隧道内纵坡尽可能设计成人字坡，保证施工安全及工期要求，减小施工、运营风险。
以路基、桥梁通过地段，对已知的大片覆盖型岩溶的地表塌陷区，要予以绕避；对于地面洼地、漏斗等，线路抬高标高以桥梁跨越，尽量避开封闭溶蚀洼地的中心地带，保证工程不留安全隐患。
（3）危岩落石也是本线广泛分布的不良地质之一，全线对线路有直接影响的有220处，长24.42km，其中对线路影响大的有18处。
首先采取绕避原则，对于危岩落石发育地段，不应顺着山脚选线，应将线位移进山里做隧道，或者尽量拉开与山脚的距离，留出一定的安全距离。如DK462～DK463金家槽危岩落石段，线路初步设计方案沟槽内紧贴山脚走行，大多以路基通过，后来初设修编时线位往山外平移了20m，原因就是经过进一步地勘工作，认为该段地形陡峭，局部坡面岩体多受溶蚀、节理裂缝切割形成危岩，对铁路存在一定的安全隐患。把线路平移20m后给危岩落石留出一个平台，避免落石侵入铁路限界，绕避了风险；同时，在落石影响范围加强主、被动防护措施，保证铁路运营安全。
无法绕避时，调整纵坡，采用隧道或明洞通过危岩落石区，对危岩落石采取清除、主（被）动网防护、接长明洞等措施综合整治。
3.2在从盆地向高原攀升的过渡地段，高桥、长隧工程较多，工程施工难度及风险极大，线路设计采用合适的最大坡度，能有效降低特殊桥梁墩高、减小跨度，并缩短隧道长度、降低隧道施工风险，且加大了绕避不良地质风险能力
《高铁规范》规定，区间正线的最大坡度，不宜大于20‰，困难条件下经技术经济比较，不应大于30‰。对于成贵客专，局部地段采用25‰或30‰的坡度。
兴文至毕节段为线路从盆地向高原攀升的过渡地段，地形起伏大，深切河谷多，岩溶发育，高桥、长隧工程较多，工程施工难度及风险极大，经过比选后，采用25‰的坡度可以有效地优化线路条件，降低工程风险，本段使用25‰坡度后主要工程改善情况见表3-2-1。
25‰坡度使用情况表表3-2-1
范围
长度
（km）
25‰坡度
（个-km）
25‰坡度改善工程情况
兴文至威信
CK225+400~293+800 65.56 2-19.35
1、线路长度缩短200m。
2、玉京山隧道长度缩短3km，改善了设横洞的条件，
降低了施工风险。
3、南广河特大桥主跨由168m降为128m，降低了工
程难度和运营风险。
4、南广河特大桥完全避开滑坡和不良地质，降低了
施工难度和运营风险。
威信至毕节
CK293+800~CK362+000 68.0 2-31
1、线路长度缩短3.77km。
2、线路完全绕避沿线多处私采小煤窑及规划矿权。
3、线路标高走行较高，降低岩溶水和暗河的危害。
从上表中可以看出，25‰坡度方案对改善工程条件，降低工程难度、工程风险和运营风险效果明显。
3.3高墩、大跨桥梁，复杂隧道众多，要坚持重大工程优先选址规避风险，避免因重大工程这一点发生变化引起整段线路方案的变动，出现影响勘察工期和返工浪费的风险重大工程具有“牵一发而动全身”的特点，必须坚持重大工程优先选址的原则，首先对重大工程进行多方案比选，确定其位置在工程地质、水文地质和环境条件等方面处于优势的的前提下，再进行两端相接线路的综合性技术经济比选，这样才能保证整段线路方案的可行、可靠性，避免一旦重大工程出现难以克服的工程地质问题时，影响整段的线路方案，出现影响勘查工期和返工浪费的风险。
成贵铁路的宜宾至威信段南广河大桥、玉京山隧道、天蓬隧道；威信至毕节段香坝河大桥、姚家坪隧道；毕节至贵阳段鸭池河大桥、吊南河大桥、落脚河大桥等均为控制性工程或施工条件困难的复杂工程，选线时均以重点工程为主，进行多方案细致的论证和比选，从中选择一个各方面条件均最佳的方案，从而确定本段线路方案。
如鸭池河两岸高山峡谷，岩壁陡峭，该桥位是全线的控制要素之一，从乌江上游约70km
至下游约25km，共计约95km的范围内研究了14个桥位（参见图3-4-1）。结合桥位附近的地形、交通、水文、地质条件，桥式方案的经济性、技术可行性等因素进行综合比选后，逐步到初步设计确定最终桥位方案，从而确定两端线路方案。
图3-4-1 鸭池河桥位示意图
3.4由于标准高，地形地质复杂，车站设置受限制条件多，虽经各阶段多次优化，车站范围内仍不可避免地出现高边坡、穿越不良地质等困难工点，在选线时要充分考虑工点布局的安全性，确保工程措施得当，使风险降至最低，并在可控的范围内
由于受经济据点及地形地质条件控制，成贵铁路威信、毕节和大方等多个车站范围出现了困难工点。威信站贵阳端咽喉处有一山体突出部分，边坡最大刷方高度为48m，宽度为114m，对车站安全及运营存在较大的影响，从安全第一的角度出发，经综合比选，在初步设计方案基础上，线路平面往右侧微调，绕避山体突出部分，并以四线桥的形式通过，投资虽增加了，但安全性大大提高（参见图3-5-1）。
图3-5-1 威信站线路优化平面示意图
大方车站范围内遇到了私挖乱采和开采历史久远的小型煤窑采空区，经多方案比选，线路无法绕避，最终采用地基处理的新型方法—桩板结构进行处理，在桩板结构施工前进行全断面注浆处理的工程措施，保证了方案成立，工程安全可靠。
3.5铁路不可避免地与拟建或在建的高速公路、机场等大型基础设施，以及公路、水库、军事设施等既有构筑物发生关系，从而存在相互利益冲突及工程安全方面的问题，选线设计中必须处理好与这些外部因素的关系，以规避或减少外部风险，保证线路方案稳定及工程安全
铁路是呈线型分布的大型建筑物，必然会与拟建或在建的高等级公路、机场，以及地面原有构筑物相遇或相近，选线中尽量避开这些外部因素或保持足够的距离，但多数情况下，
铁路不可避免地要与其发生关系，必须处理好相互的关系。
3.5.1首先要与相关部门积极沟通，全面收集相关资料，避免遗漏控制线路方案的某些因素，影响线路方案比选结果，造成方案不成立、后续阶段改线、投资增加及工期延长等风险。
成贵选线过程中，就与宜宾机场、拟建毕节机场、拟建杭瑞高速公路、夏蓉高速公路等大型基础设施发生关系，各阶段都多次进行积极沟通、交换资料，确保了双方能安全、正常地发挥功能。
3.5.2要依法、合规选线，除执行铁路本身相关的法律、法规及规范外，还要考虑相关行业的有关法规要求，避免只顾各自的利益而给项目埋下经济、工期及安全等方面风险。
3.5.3铁路与各种既有构筑物或拟建大型基础设施发生关系时，具体的选线要求各不相同，主要有以下几种情形：
（1）在与高速公路交叉跨越时，要采用客运专线铁路上跨高速公路方案，个别地段确实受条件限制，不能上跨公路时，要考虑采用可靠、万无一失的防护措施，确保以后行车安全。
（2）避免将一些重大或特殊的单位按照一般性质的建筑物或设施来对待，没有及时绕避或安全距离不够等，造成后续阶段改线，或者付出更大代价来赔偿等经济风险的后果。
（3）对于线路附近的采石场，首先考虑远离的方案，对于无法绕避的，严格按《铁路运输安全保护条例》规定进行关闭。
（4）尽量绕避居民集中区、学校、厂矿企业办公区，对在影响范围内噪声、振动超标的居民住宅进行功能置换或拆迁，按“成贵线环评批复”意见要求，拆迁或功能置换了新建线路外轨中心线30m内的居民点，防止了处理不当给后续工作埋下纠纷及安全隐患等风险。
（5）对于易燃易爆危险品厂、站、库、管线等威胁铁路施工运营安全的风险源，要严格执行相关条文，安全距离不够的予以搬迁，及时与相关产权单位签定迁改协议。
4 结语
通过对成贵铁路选线设计中的主要风险防范分析，认为在复杂山区的高速铁路各阶段选线设计中，应力求做到如下几点，以确保铁路施工及运营的安全：
4.1从工程的源头选线设计阶段去发现风险，规避和减小风险，是项目安全的根本保证。
4.2要坚持“安全第一”的选线理念，不能为了节省投资或出于其他方面考虑而忽视项目的安全性，埋下安全隐患。
4.3对于位于复杂山区的高速铁路，工程地质问题是影响程度最大，范围最广的高风险源，首先要坚持地质选线，在工程地质安全的前提下，再进行其他方面的比选。
4.4坚持重大工程优先选址、采用合适的坡度及处理好与外部因素的关系等，都是复杂山区高速铁路选线设计中风险防范的重要原则；另外在选线设计中，要充分考虑工点布局的安全性，确保工程措施得当，使风险降到最低可控。
参考文献
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铁路选线设计复习题参考答案 第一章铁路能力 习题一 一、填空题 1、铁路运送货物的生产量用（吨·公里）衡量。 2、铁路设计使用的规程和规范主要有：（铁路技术管理）规程，（铁路线路设计）规范。 3、近期通过能力是指运营后的第（五）年通过能力。 4、远期运量是指运营后的第（十）年运量。 5、初期为交付运营后第(三)年的客货运量。 6、（机车牵引力）是与列车运行方向相同并可由司机根据需要调解的外力。 7、根据列车运行阻力的性质可分为（基本）阻力、（附加）阻力和（起动）阻力三类。 8、我国《列车牵引计算规程》中规定：以（轮周牵引力）来衡量和表示机车牵引力的大小。. 9、机车车钩牵引力是指机车用来牵引列车的牵引力，其值等于轮周牵引力减去机车全部（运行阻力）。 10、列车阻力是（机车）阻力和（车辆）阻力之和。 11、单位阻力的单位是（N/t）。 12、列车在曲线上运行比在直线上运行的阻力大，增大的部分称为（曲线附加阻力）。 13、牵引质量就是机车牵引的车列质量，也称（牵引吨数）。 14、列车的制动距离是指（制动空走距离）和（有效制动距离）之和。 紧急制动时，对于时速120KM及以下列车，我国目前规定允许的最大制动距离为（800）米。 15、铁路每昼夜可以通过的列车对数称为（通过能力）。 16、铁路输送能力是铁路（单方向每年）能运送的货物吨数。 17、设计线的吸引范围按运量性质划分为（直通吸引范围）和(地方吸引范围)两种。 18、铁路能力是指（通过）能力和（输送）能力。 19、正线数目是指连接并贯穿（车站）的线路的数目。 二、判断题（正确打√错误打×） 1、设计线的主要技术标准在一定程度上影响线路走向的选择，同样的运输任务，采用大功率机车，可采用较大的坡度值，使线路有可能更靠近短直方向。（√） 2、紧坡地段和缓坡地段的定线方法是相同的。（×） 3、控制大中项目的设计阶断是初步设计。（√） 4、对于工程简易的建设项目，可按施工设计一阶段设计。（√） 5、铁路等级划分为四级。（×） 6、铁路网中起骨干作用，近期年客货运量大于或等于20Mt的铁路，在《线规》中规定为Ⅰ级铁路。（×） 7、铁路的等级可以全线一致，也可以按区段确定。如线路较长，经行地区的自然、经济条件及运量差别很大时，就可按区段确定等级。（√）
《铁路设计基础》套题练习适用专业：铁道工程技术专业 编写：刘淑娟 班级： 学号: 姓名： 注：每位同学必须人手一册，自觉动手练习，有问题集体处理。
第一章铁路能力 习题一 一、填空题 1、铁路运送货物的生产量用（吨 公里）衡量。 2、铁路设计使用的规程和规范主要有：（铁路技术管理）规程，（铁路线路设计）规 范。 3、近期通过能力是指运营后的第（ 5 ）年通过能力。 4、远期运量是指运营后的第（10 ）年运量。 5、初期为交付运营后第( 3 )年的客货运量。 6、（机车牵引力）是与列车运行方向相同并可由司机根据需要调解的外力。 7、根据列车运行阻力的性质可分为（基本）阻力、（附加）阻力和（起动）阻力三类。 8、我国《列车牵引计算规程》中规定：以（轮周牵引力）来衡量和表示机车牵引力的大小。. 9、机车车钩牵引力是指机车用来牵引列车的牵引力，其值等于轮周牵引力减去机车全部（运行阻力）。 10、列车阻力是（机车）阻力和（车辆）阻力之和。 11、单位阻力的单位是（N/t ）。 12、列车在曲线上运行比在直线上运行的阻力大，增大的部分称为（曲线附加阻力）。 13、牵引质量就是机车牵引的车列质量，也称（牵引力吨数）。 14、列车的制动距离是指（制动空走距离）和（有效制动距离）之和。 紧急制动时，对于时速120KM及以下列车，我国目前规定允许的最大制动距离为（800 ）米。 15、铁路每昼夜可以通过的列车对数称为（通过能力）。 16、铁路输送能力是铁路（单方向每年）能运送的货物吨数。 17、设计线的吸引范围按运量性质划分为（直通吸引范围）和(地方吸引范围)两种。 18、铁路能力是指（运输）能力和（通过）能力。 19、正线数目是指连接并贯穿（车站）的线路的数目。 二、判断题（正确打√错误打×） 1、设计线的主要技术标准在一定程度上影响线路走向的选择，同样的运输任务，采用 大功率机车，可采用较大的坡度值，使线路有可能更靠近短直方向。（√） 2、紧坡地段和缓坡地段的定线方法是相同的。（×） 3、控制大中项目的设计阶断是初步设计。（√） 4、对于工程简易的建设项目，可按施工设计一阶段设计。（√） 5、铁路等级划分为四级。（√）
"选线设计"学习指南 土木工程专业适用 课程名称：选线设计 课程学科类别：工学，道路与铁道工程 面向专业：土木工程 课程代码：0148200 学分：4 学时：64 一、课程任务与目的 选线设计是土木工程专业的一门重要的专业必修课。它着重研究铁路选线设计的基本原理和方法，重点培养学生的选线设计基本知识。通过本课程的学习，可使学生在了解铁路线路总体规划与勘测基本内容的基础上，掌握铁路能力与牵引计算的基本原理，理解线路平纵断面设计方法等基本知识，掌握铁路定线、车站设计、既有线改建和增建多线设计、方案技术经济比较等专业知识，了解重载运输与高速铁路线路设计特点等铁路选线设计的工作内容，掌握综合利用多专业领域知识分析问题的基本方法，培养学生从事铁路选线设计的初步能力。 二、程学习的基本要求 本课程的学习环节主要包括：课堂听课、实验、作业、课程设计、考试等。 1．课堂学习：采用“教师引导、师生互动”的授课方式，授课过程中，任课老师利用学生对铁路线路的直观感受进行引导，并借助多媒体工具辅助教学，以增强学生的求知欲，发挥其主观能动性。在课堂教授中，应注意以下要点：（1）要注意从内在逻辑关系上掌握知识体系 “铁路选线设计”是铁路与道路工程的的重要专业基础课程。在本考纲中，它由基本理论、基本方法和基本技能等有机部分构成完整的知识体系。其结构关系是： 基本理论部分，即铁路选线设计中的铁路能力，牵引计算。该部分主要从理论上概括铁路选线设计的基本概念、内容、基本原理与基本技术条件，从而建立铁路选线的基本概念。这一部分是本课程的基本指导思想。 基本方法和基本技能部分，即铁路平纵断面设计与定线方法、方案技术经济比较、车站设计、既有线改建与增建二线线路平、纵、横断面设计方法等。该部分具体阐述铁路选线的设计原则、技术条件应用这些原则和方法进行铁路线路设计的基本方法与技能。该部分是本课程的主体。 本课程知识结构的各个部分，存在着密切的内在联系。学习时，必须首先抓住知识体系，把基本理论、基本方法和基本技术统一在逻辑系统内，循序渐进，
铁路与公路选线习题解答 一、铁路选线设计部分 1．简述选线设计的基本任务 答：（1）根据国家政治、经济、国防的需要，结合线路经过地区的自然条件、资源分布、 工农业发展等情况，规划线路的基本走向，选定铁路主要技术标准； （2）根据沿线的地形、地质、水文等自然条件和村镇、交通、农田、水利设施等具体情况，设计线路的空间位置（平面、立面），在保证行车安全的前提下，力争提高线路质量、降低工程造价，节约运营支出。 （3）与其它各专业共同研究，布置线路上各种建筑物，如车站、桥梁、隧道、涵洞、路基、挡墙等，并确定其类型或大小，使其总体上互相配合，全局上经济合理，为进一步单项设计提供依据。 2．名词解释（有计算公式时，应给出相应的计算公式）：货运量、货物周转量、货运密度、货流比、货运波动系数、铁路设计年度、轮周牵引力、车钩牵引力、列车运行基本阻力。 答：货运量：一年内单方向需要运输的货物吨数，应按设计线(或区段)上、下行分别由下式计算： ∑=i C C (104 t/a) 式中 C i 某种货物的年货运量（104 t/a ）。 货物周转量：设计线(或区段)一年内所完成的货运工作量，可根据单方向一年内各种货运量C i （104 t/a ）与相应的运输距离L i （km ）按下式计算： ∑?=)(i i HZ L C C （104 t .km/a ） 货运密度：设计线(或区段)每km 的平均货物周转量。 L C C HZ M = （104 t .km/km.a ） 式中C HZ ——设计线(或区段)的货物周转量（104 t .km/a ）； L ——设计线(或区段)的长度（km ）。
山区高速公路选线和路线设计研究钱橹江 发表时间：2019-09-21T12:04:38.720Z 来源：《基层建设》2019年第19期作者：钱橹江 [导读] 摘要：为了促进山区经济进步发展，我国逐步加大对山区交通建设投入。 中铁第一勘察设计院集团有限公司陕西省西安市 710000 摘要：为了促进山区经济进步发展，我国逐步加大对山区交通建设投入。山区高速公路工程项目目前正在越来越多的开展实施，而公路选线在山区高速公路工程建设中是最为关键的工作环节，合理选线对山区高速公路的质量、进度以及投资控制有直接影响。所以，山区高速公路选线工作成为山区高速公路工程建设重点。 关键词：山区高速公路；选线；路线设计；研究 一、山区高速公路路线优化设计 1、科学 科学性主要是指在山区高速公路选线中与技术指标相关的因素要满足规范要求，如直线段长度、最大纵坡坡度、平均纵坡坡度、平面线形组合、平纵面线形组合、最小曲线半径、缓和曲线最小长度等要满足相关要求，选线要做到科学合理。在山区高速公路选线中，平面线形和纵面线形都很难达到较高的技术指标，因此平纵横配合设计就显得极为重要。 2、环保 山区地形地貌复杂，局部路段植被稀少，山体土质较差。在山区高速公路路线设计与建设过程中应尽量减小对土体的扰动，特别在植被较少的路段应避免大量开挖山体，尽量少挖多填，路基边坡以及公路路线两旁应种植植被，减少路线周围土体的水土流失，保护生态环境。确定路线的走向时，路线要与周围的自然环境协调，还要避免路线两旁的景观对司机视线的遮挡，要求路线设计要与环境相适应，还要求能够满足合理的行车视线。山区高速公路路线多选择螺旋展线，能使行车达到环保且舒适的效果。 3、与地形协调 山区地形的特点是短距离内标高差值大，山高流急，山区复杂的自然条件直接影响指标的选用，采用高指标有利于车辆运行和驾驶员操作，但势必会造成填挖量增大，构造物和拆迁数量增加，影响区域生态环境，项目成本增加。山区高速公路设计要坚持以人为本、安全至上的理念，但并不是片面追求高标准，还应强调因地制宜，坚持路线与地形相协调。山区选线时应结合迂回曲折的山体、高低起伏的地形，合理选用各种线形要素，可以采用对称性、非对称型、S型、卵型等多种线形组合，以减小对环境的破坏，在困难地段还可以采用左右分离、上下分离、半路半桥等多种路基形势与地形协调。 4、经济 高速公路是国民经济建设的基础设施，同时也是一项耗资巨大的工程，所需要成本较高，但在山区修建高速公路可以完善山区的公路网，有利于发展山区落后的经济，改变山区贫穷的面貌，这也是一项重要的民生工程。山区地形复杂，公路的勘察设计和施工困难，其建设成本要远远高于平原地区，所以在选线时应进行技术经济对比分析，要选择符合平、纵、横设计且造价经济合理的路线方案。 5、安全 随着山区高速公路的快速发展，公路交通安全已经成为公路设计首要关心的问题。山区高速公路，由于纵坡较长、长大纵坡较多、平纵线形指标低、线形选择不合理等原因，经常在线形较差的路段发生交通事故。所以为了避免交通安全事故，应该在长大纵坡路段行车道外侧增设避险车道；其次，对条件受限、指标较低的特殊路段，应对线形指标进行安全评价，从而预防或减少交通事故的发生。 二、高速公路路线设计中的问题 1、平面直线设计 因山区地质地形条件复杂，平面直线设计在山区高速公路线路设计中困难较大。在平原区域高速公路路线设计中，如果所设计的平面直线路段较长，会增加驾驶员疲惫感，影响行车安全，在较长平直路段上，容易出现车辆超速情况。如果这时驾驶员精神力不集中或疲劳驾驶，可能会无法及时发现前往道路转向，无法稳定操作，从而引发安全事故。在山区地带，地形复杂，曲线指标较多，所以很少出现长直线路面，但是圆曲线间的直线长度也不能太短，必须保证道路线形的连续性，如果直线长度过短则会呈现快速的线形变化，这样驾驶员
一、 单项选择题（本大题共10小题，每小题1分，共10分）在每小题列出的四个备选项中只有一个是 符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1．衡量铁路运输效能最重要的指标是 [ ] A. 客运密度 B. 货运密度 C. 运输密度 D. 货物周转量 2．一列车以75km/h 的速度惰行进入2.5‰的下坡道时，其单位合力t N w c d /300-==，若不改变工况，则列车将 [ ] A ．加速运行 B. 等速运行 C.减速运行 D. 停止 3．铁路输送能力是指 [ ] A. 铁路单方向每年能运送的货物吨数 B. 铁路双方向每年能运送的货物吨数 C. 铁路单方向每年能运送的客货运量总和 D. 铁路双方向每年能运送的客货运量总和 4．在铁路新线设计时，一般是列车以机车计算速度在下列坡道上作等速运行为条件来确定货物列车的牵引质量 [ ] A. 平坡 B. 加力坡 C. 限制坡度/2 D. 限制坡度 5．线路平面上两相邻曲线间的夹直线长度是指 [ ] A. ZY1到ZY2之间的距离 B. HZ1到ZH2之间的距离 C. HZ1到ZY2之间的距离 D.YZ1到ZH2之间的距离 6．某Ⅱ级铁路上一坡度差为14‰的凸型变坡点的设计高程为250.0m ，此处的地面高程为255.0m ，则该变坡点处的挖方高度为 [ ] A. 4.75m B. 5.00m C. 5.25m D. 4.50m 7．在缓坡地段定线时，最好争取将车站设置在纵断面的 [ ] A. 平坡地段 B. 凹形地段 C. 凸形地段 D. 一面坡地段 8．对地区国民经济的发展和交通网的构成有重要影响的方案是 [ ] A 全局方案 B 网性方案 C 原则方案 D 局部方案 9．曲线地段最大坡度折减范围应是 [ ] A. 缓和曲线加圆曲线范围 B. 未加设缓和曲线前的圆曲线范围 C. 圆曲线加两端半个缓和曲线长度范围 D. 圆曲线加前端半个列车长度范围 10．列车旅行速度是指普通货物列车在区段内运行， [ ] A 按所有中间车站不停车通过所计算的区段平均速度。 B 计入中间车站停车的起停附加时分所计算的区段平均速度。 C 计入中间车站停车的起停附加时分和中间车站停车时分所计算的区段平均速度。 D 列车运行的最高速度。 二、 多项选择题（本大题共5小题，每小题2分，共10分）在每小题列出的五个备择选项中有二个至五 个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选、少选或未选均无分 11．列车区间往返行车时分与下列因素有关 [ ] A. 区间距离 B. 闭塞方式 C. 线路平、纵面情况 D. 车站作业性质 E. 机车牵引力和制动能力 12．牵引计算中所研究的作用在列车上的外力包括 [ ] A 钢轨支承力 B 机车牵引力 C 列车重力 D 列车运行阻力 E 列车制动力 13．线路平面和纵断面设计必须保证 [ ] A 行车平顺 B 行车安全 C 节约资金 D 提高运输效益 E 各类建筑物协调配合 14．夹直线最小长度的控制条件包括： [ ] A. 线路养护要求 B. 行车安全要求 C. 行车平稳要求 D. 钢轨受力均等
课程名称：铁路选线设计 设计题目：珠河镇~后河镇铁路新线选线院系：土木工程系 专业：2011级铁工 年级：2011级 姓名：喻博__ 指导教师：王齐荣老师 西南交通大学峨眉校区 2014 年 6 月24日
课程设计目录 一出发资料 (3) 二牵引计算资料 (4) 1、牵引资料计算。 (4) 2、起动、到发线有效长度检算。 (5) 3、确定牵引定数。 (5) 4、列车长度、牵引净重、列车编挂辆数计算。 (6) 三．线路走向方案概述 (6) 1、沿线路地形地貌概述 (6) 2、线路走向方案 (5) 四、选定方案定线说明.................. 错误！未定义书签。 1、定线原则 (6) 2、平面设计 (6) 3．纵断面设计： (7) 4．设计方案的优点评述及改善意见： (8) 五．站间输送能力检算.................. 错误！未定义书签。 1、运行时分计算 (8) 2 区间能力检算 (10) 六、工程、运营经济指标计算资料 (12) 1、运营费计算 (12) (1) 列车行走费 (11) (2) 列车起停附加费 (14) (3) 固定设备维修费计算 (14) (4) 年运营费计算 (15) 2、工程投资费计算 (15) (1) 路基工程费 (15) (2) 桥梁工程费 (17) (3)涵洞工程费 (18) (4) 隧道工程费 (18) (5) 土地征用费 (18) (6) 轨道工程费 (19) (7) 机车、车辆购置费 (19) (8) 工程总投资 (20) 3、换算工程运营费 (21) 4、技术经济指标评述 (19) (1) 技术经济指标评述 (19) (2)技术经济指标表 (19)
课程设计 设计题目：珠海到后河铁路选线设计院系：城市轨道交通学院 专业：09级运营管理 小组成员：XXX 指导教师：
线路走向及方案概述 一、沿线地形地貌概述 线路起点 A位于珠河镇附近，中心里程 D1+000 ，中心高程35.0m。终点B位于后河镇附近，中心高程 50.0m。起点和终点地势平坦，适于建设车站。沿线有两河流，中河和后河。 沿线路起点，地形呈上升趋势且坡度较陡。三个垭口分别位于上、中、下三线上，其高程分别为113.5m、121.8m和84.3m。三个垭口后的地形呈下降趋势且坡度放缓，直到中河。中河后的地形起伏不大，坡度较缓。后河后等高线分布稀疏，地形平坦。 沿线有居民点若干，张村、李屯、笔湾、陈庄、马家、曾溪、周口、春头、孙家坎、理店、兰村等。 二、线路走向方案 本设计采用中线方案。线路大致走向为 A→中线垭口→B。 AB 两点航空折线距离（含中线垭口）为 12.125km。 从中线沿线地形来看，中河以前等高线密集，地势陡峭，高差大；中河以后地形相对平坦，高差小。 中线垭口附近高程较大，为克服高程障碍、降低越岭高程、缩短线路长度，需设置隧道。行经途中有汇入河中的细小水流，需设置涵洞。 初步概略定线方案为 A→李屯附近→中线垭口（高程121.8m）→中河→垭口（高程 62.0m）→孙家坎附近→垭口（高程 63.0m）→后河→ B。线路通过中河、后河，需设桥两座。
选定方案定线说明 一、定线原则 1、紧坡地段定线原则： 紧坡地段线路不仅受平面障碍的限制，更主要是受高程障碍的控制，这时主要矛盾在纵断面一方。紧坡地段通常应用足最大坡度定线，以便争取高度使线路不至额外展长。当线路遇到巨大高程障碍时，若按短直方向定线，就不能达到预定的高度，或出现很长的越岭隧道。为使线路达到预定高度，就需用足最大坡度结合地形展长线路。在展线地段定线时，应考虑到若在长距离内机械地全部用足最大坡度，丝毫不留余地，必然会给以后的局部改线带来严重困难。所以，应注意结合地形、地质等自然条件，在坡度设计上适当留有余地。线地段若无特殊原因，一般不采用反向坡度，以免增大克服高度引起线路不必要的展线长和增加运营支出。 在紧坡地段定线，一般应从困难地段向平易地段引线。因为垭口附近地形困难，展线不易，故从预定的越岭隧道洞口开始向下引线较为合适。个别情况下，当受山脚的控制点控制时，也可由山脚向垭口定线。 2、缓坡地段定线原则： 缓坡地段线路不受高程障碍的限制，这时主要矛盾在平面一方。只要注意绕避平面障碍，定线时可以航空线为主导方向，按短直方向定线，既要力争线路顺直，又尽量节省工程投资，即可得到合理的线路位置。
+ 课程名称：铁路勘测设计 设计题目：珠河镇~后河镇铁路选线设计 专业：宜铁工专 年级：2010 级 姓名： 学号： 3 设计成绩： 指导教师(签章) 西南交通大学峨眉校区 2012 年12 月28日
目录 一、出发资料 (2) 二、牵引计算资料 (3) 1、牵引质量计算。 (3) 2、起动检算 (4) 3、到发线有效长度检算。 (4) 4、确定牵引定数。 (5) 5、列车长度、牵引净重、列车编挂辆数计算。 (5) 三、站间输送能力检算 (6) 1、运行时分计算 (6) 三、线路走向方案概述 (8) 四、选定方案定线说明 (10) 1、定线原则 (10) 2、平面设计 (11) 3、纵断面设计 (11) 4、设计方案的优点评述及改善意见： (13) 五、区间能力检算 (14) 六、工程、运营经济指标计算资料 (15) 1、运营费计算 (15) (1) 列车行走费 (15) (2) 列车起停附加费 (17) (3) 固定设备维修费计算 (17) (4) 年运营费计算 (17) 2、工程投资计算 (18) (1) 路基工程费 (19) (2) 桥梁工程费 (19) (3) 涵洞工程费 (19) (4) 隧道工程费 (20) (5) 土地征用费 (20) (6) 轨道工程费 (20) (7) 机车、车辆购置费 (20) (8) 工程总投资 (21) 3、换算运营工程费 (22) (1)技术经济指标表 (22)
一、出发资料 （1）设计线为I级单线铁路，路段设计速度为120kM/h。（2）地形图比例尺1:25000，等高距5m。 （3）始点珠河车站，中心里程CK10+000，中心设计高程35m，该站为会让站；终点东后河站，为中间站，站场位置及 标高自行选定。 （4）运量资料（远期重车方向）： β，通过能力储备货运量12Mt/a,货运波动系数15 = .1 α；客车6对/d；摘挂2对/d；零担2对/d； 系数2.0 = 快货1对/d。 （5）限制坡度。 （6）牵引种类： 近期——电力；远期——电力。 （7）机车类型： 近期——SS3；远期——SS3。 （8）到发线有效长650m。 （9）最小曲线半径800m（困难600m）。 t t+=。 （10）信联闭设备为半自动闭塞，6min B H （11）近期货物列车长度计算确定。 （12）车辆组成： 每辆列车平均数据为：货车自重22.133t，总重 78.998t，净载量56.865t，车辆长度13.914m，净载系 数0.720，每延米质量5.677t/m，守车质量16t，守车 长度8.8m （13）制动装置资料：空气制动，换算制动率0.28。 （14）车站侧向过岔速度允许值为V=45km/h；直向过岔速度取设计速度。
西南交通大学200 －200 学年第( )学期考试试卷 课程代码 课程名称 选线设计(A) 考试时间 120分钟 一、 单项选择题（本大题共10小题，每小题1分，共10分）在每小题列出的四个备选项中只有一个是 符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1．衡量铁路运输效能最重要的指标是 [ ] A. 客运密度 B. 货运密度 C. 运输密度 D. 货物周转量 2．一列车以75km/h 的速度惰行进入2.5‰的下坡道时，其单位合力t N w c d /300-==，若不改变工况，则列车将 [ ] A ．加速运行 B. 等速运行 C.减速运行 D. 停止 3．铁路输送能力是指 [ ] A. 铁路单方向每年能运送的货物吨数 B. 铁路双方向每年能运送的货物吨数 C. 铁路单方向每年能运送的客货运量总和 D. 铁路双方向每年能运送的客货运量总和 4．在铁路新线设计时，一般是列车以机车计算速度在下列坡道上作等速运行为条件来确定货物列车的牵引质量 [ ] A. 平坡 B. 加力坡 C. 限制坡度/2 D. 限制坡度 5．线路平面上两相邻曲线间的夹直线长度是指 [ ] A. ZY1到ZY2之间的距离 B. HZ1到ZH2之间的距离 C. HZ1到ZY2之间的距离 D.YZ1到ZH2之间的距离 6．某Ⅱ级铁路上一坡度差为14‰的凸型变坡点的设计高程为250.0m ，此处的地面高程为255.0m ，则该变坡点处的挖方高度为 [ ] A. 4.75m B. 5.00m C. 5.25m D. 4.50m 7．在缓坡地段定线时，最好争取将车站设置在纵断面的 [ ] A. 平坡地段 B. 凹形地段 C. 凸形地段 D. 一面坡地段 8．对地区国民经济的发展和交通网的构成有重要影响的方案是 [ ] A 全局方案 B 网性方案 C 原则方案 D 局部方案 9．曲线地段最大坡度折减范围应是 [ ] A. 缓和曲线加圆曲线范围 B. 未加设缓和曲线前的圆曲线范围 C. 圆曲线加两端半个缓和曲线长度范围 D. 圆曲线加前端半个列车长度范围 10．列车旅行速度是指普通货物列车在区段内运行， [ ] A 按所有中间车站不停车通过所计算的区段平均速度。 B 计入中间车站停车的起停附加时分所计算的区段平均速度。 C 计入中间车站停车的起停附加时分和中间车站停车时分所计算的区段平均速度。 D 列车运行的最高速度。 二、 多项选择题（本大题共5小题，每小题2分，共10分）在每小题列出的五个备择选项中有二个至五 个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选、少选或未选均无分 11．列车区间往返行车时分与下列因素有关 [ ] A. 区间距离 B. 闭塞方式 C. 线路平、纵面情况 班 级 学 号 姓 名 密封装订线 密封装订线 密封装订线
铁路选线课程设计指导书 一、准备工作 1． 阅读《铁路选线设计》、《铁道工程》有关章节； 2． 文具用品： 三角板、分规或圆规、量角器；75cm*35cm 方格纸一张；用硬纸板自制铁路曲线板一套； 以上用品设计前应当准备好。 二、定线方法和步骤 （一）概略定线 （1）认识地形：根据任务书要求，在平面图上找出线路起点、终点的位置，然后在此两点之间识别山头、垭口、山谷、河流、村庄，并断定这些点的地面高程；山区铁路大多沿河谷选线，因此要特别注意水系分布，最好用蓝色铅笔将河流轻轻地标出。 （2）将两站中心以直线相连，称之为航空折线，量出其距离；定线时应使线路尽量接近航空折线。 （3）在航空折线附近，找出线路可能经行的垭口、河谷、桥址以及需要绕避的村镇；将上述有关控制点联折线，即成为线路不同的可能走向。 （4）找出上述有关部门控制点（要特别注意垭口、跨河点）的地面高程和所连折线的水平距离，求出各折线的概略自然坡度与概略定线坡度进行比较，若d Z i i ≥则为紧坡地段，若d Z i i <则为缓坡地段；要做到心中有数，在计算时，要注意垭口路堑开挖高度；当可能出现隧道时，要注意合理确定洞口高程。 （5）经过对概略选定的各方案的各项指标（如折线长度、沿线地形、起伏情况、高差大小、紧坡与缓坡地段概略长度、桥隧工程概况）的初步评比，选定线路的基本方向，作为定线依据。 （二）定线步骤 1．平面设计 （1）根据概略定线选定的线路基本方向，从始点车站中心开始，沿给定的站坪方向，量出半个站坪长度（站坪长度可根据到发线有效长，从《铁道工程》、《铁路选线设计》有关表中查得），从站坪末端开始用直尺（或三角板）和铁路曲线板进行试定线。 （2）对紧坡地段，要按其相应的定线原则进行定线。如果紧坡地段需要展线，要注意对展线方式的研究，如果越岭垭口出现隧道，要注意洞口位置的选择，洞口高程和隧道长度的研究。 （3）定线时一面定平面，一面概略地点绘相应的纵断面，大约定出3~4km ，进行一次初步的坡度设计，若填挖量太大，不合要求，则进行修改。修改时要特别注意，对紧坡地段而言，主要改变线路平面位置，以适应定线坡度的需要，使填挖量最小；对缓坡地段而言，改变坡度和改善平面位置结合进行，直到线路填挖工程量和线路平顺都符合要求，感到满意，在进行下一段定线工作，一定不要贪多，否则欲速而不达，反而增加工作量；切忌先把整个站间的线路平面一次都定出来，在进行纵断面设计。 为了减少填挖量而修改线路平面时有如下三种典型情况： a ．线路平面为直线时，如果全部都是高路堤，则线路在平面图上平行地向地形较高的方向移动；如果全部都是深路堑，则线路向地形较低处平行移动。 b ．线路为直线段，而施工标高从一端向另一端逐渐增加，改善时填挖较小的一端线路平面位置不动，移动较大的一端，使地面线更接近于设计线。 c ．线路填挖高度是由两端逐渐向中间增加的，若线路为直线段则可将直线改为折线，在中间加设曲线，以减少填挖高度；若线路为曲线段则可增大或减少曲线半径以适应地形。 上述三种情况的图示，见《铁路工程》、《铁路选线设计》有关章节。
毕业设计论文 （铁道工程2008级） 设计题目：松江河至漫江铁路CK21+000～CK41＋000段选线设计 任务下达日期：2012年3月12日 完成期限：自2012年3月12日 至2012年6月29 日 学生姓名：陈冬雨 学生班级、学号：土木08-1-21 指导教师：白海峰
摘要 本设计的主要内容是对松江河至漫江新建铁路CK21+000～CK41＋000段进行选线设计，铁路全长共20km，铁路设计时速120km/h，为单线铁路。 通过对客货运量以及沿途的地形地貌进行分析，查找相应技术规范，从而确定铁路的等级以及设计所需要的各种参数。根据所学过的《铁路选线设计》、《路基工程》、《铁路轨道》等知识，运用CAD以及相关软件绘制线路的平面图，纵断面图、横断面图和相关的计算说明。此外，还要对线路的排水进行设计，对于轨道的强度进行检算，以及工程投资预算和远期客货运量预算。 关键词：客货运量地形地貌平面图工程投资预算 Abstract The design of the main contents of the selection design the Songjianghe Manjiang new railway CK21 +000 to CK41+000 segment, railways total length of 20km, railway design speed of 120km / h, single-track railway. Passengers and freight along the topography, look up the corresponding technical specifications in order to determine the level of the railway and the various parameters of the design. Based on knowledge of the railway line selection, subgrade, railway track, the use of CAD and related software to draw the line plan, longitudinal section, cross-sectional diagram and related calculations show. Also, on the lines of drainage design, check calculation, as well as engineering investment budget and forward passenger cargo budget for the strength of the track. Keywords: passenger and cargo traffic；Topography；Floor Plan；Engineering investment budget
公路设计中的选线与平面线形设计 发表时间：2008-10-31T14:35:53.437Z 来源：《中小企业管理与科技》作者：王璐 [导读] 针对山区公路选线与平面线形设计两个问题,提出如何从根本上避免路基高填深挖,使公路区域与周边环境融为一体,并重点分析了目前公路平面线形设计中采用的自线形设计和曲线形设计方法及应用。 摘要:针对山区公路选线与平面线形设计两个问题,提出如何从根本上避免路基高填深挖,使公路区域与周边环境融为一体,并重点分析了目前公路平面线形设计中采用的自线形设计和曲线形设计方法及应用。 关键词:公路山区公路选线设计平面线形自线形设计曲线形设计 1公路选线的原则 1.1控制路基填挖高度 (1)山区公路的选线除应关注重点桥隧工程外,还要特别注重避免高填深挖路基,为此,要尽量避免沿地形陡峭的狭窄山谷布设路线。(2)路基填挖工程量、填方高度、挖方深度及挖方边坡高度直接关系到工程安全、工程投资和环保景观,应对其进行合理控制。 1.2 合理选择路线平面线形指标 路线线形走向要与山川、河流、大地的形势相吻合,强拉直线将会硬切山梁,横过山谷应尽量避免长直线线形。 平曲线线形指标过高也会因切山填谷而造成深挖高填,山区高速公路选线、定线时,应注意路线及其结构物的所有设计要素,选择恰当的平曲线半径及其组合线形,使其尽可能与地形地貌相吻合,土石方开挖量要尽量少,将对自然的破坏减少到最小。 凡是路线平、纵组合得当、线形较均衡、相邻平曲线半径的比值在2以内时,即使平曲线半径采用一般最小半径的1～2倍。线形组合用“Ｓ”形或卵形的路段,也能达到“快速、方便、舒适、安全”的要求,但路段过长时,驾驶员因注意力高度集中而易感到疲惫,舒适条件稍差。当平曲线半径选用一般最小半径的3～5倍、相邻平曲线半径的比值在2以内时,驾驶员操作轻快,感到“快速、方便、舒适、安全”。因此山区高速公路的平曲线半径一般选用最小半径的3～5倍为宜,特殊困难路段可选用最小半径的1～2倍,尽量避免极限值。但连续低标准路段不宜大于20ｋｍ,相邻平曲线半径的比值一般控制在2以内,不应忽大忽小,随地形变化逐渐过渡较好;线形组合应顺适地形,可用基本形、“Ｓ”形或卵形,尽量避免“Ｃ”形或凸形;尽量避免在较长的直线两端设置小于或略大于一般最小半径的平曲线,必要时在长直线与小半径平曲线之间设置Ｒ>Ｌ(直线长度)的过渡曲线。 2路线平面线形设计 2.1平面线形直线设计方法 (1)根据地形特征(主要是对山岭重丘区而言),以地形为控制因素,以纵断面线形为主导,综合平面和横断面来确定路线。(2)根据地物特征(主要是对平原微丘区而言),以平面地物障碍为控制因素,以路线平面为主导,结合纵断面和横断面来确定路线。(3)根据地质特征(主要是对不良地质地段和特殊地貌地区而言),以避让和防止不良地质病害为主导综合平、纵、横来布设路线。 2.2 平面线形曲线形设计方法曲线形的具体设计方法有多种,每种方法都有其较为成熟的设计思想和设计理论.但总的设计思路大致相同,归纳起来可分为5步实施。(1)确定控制点。根据路线的走向、地形地物和环境的约束条件以及线形布设的标准和技术要求。在现场或纸上确定一系列线位控制点,粗略定出路线所要经过的位置。(2)采用曲线形成线形骨架。在地形图上绘制若干直线段和圆弧段,或者选择拟合曲线来控制路线的总体线位形成路线的基本线形框架。(3)确定合理的线形参数。反复设计拟定各线形要素之间的位置关系和参数值,或反复拟定拟合函数的参数值,确定最为合适的拟合曲线,直到满足规范和控制位置的要求,并认为是理想线位为止。(4)曲线计算和调整。采用各种具体曲线形设计法的计算方法进行曲线计算,对线形总体技术指标是否均衡,以及局部能否满足控制要求进行审定,对曲线进行修正和调整,直到满足要求为止。(5)绘制平面线位图。根据曲线计算数据,利用有关软件生成平面线位图。 3 路线平面线形设计运用 3.1 直线直线是两点间最简捷的路线。过去在设计中往往偏重于设置较长的直线。特别是设计山区公路时,争取有较长的直线,往往是工作的重点。但是直线的几何形态灵活性差,有僵硬而不易协调的缺点,所以难以适应地形的变化。而且特别过长的直线易使驾驶员产生单调、倦怠,注意力不集中,甚至感觉迟钝,反应缓慢,难以准确目测车间间距,增加夜间车灯眩目的危险,还会导致超高速行驶状态,这些均易造成事故。在《公路路线设计规范》(下称《规范》)中,对直线的长度给予了限制,要求直线的长度一般不宜超过设计车速的20倍,并要求在长直线两侧地形过于空旷时,采取栽植不同树种、设置风格各异建筑物等方式减轻景观单调的感觉。同时,在强调线形设计以曲线为主的情况下,要从客观条件出发、实事求是,不能生搬硬套一味地追求以曲线为主,增加不必要的工程量和工程投资。在107国道湖北段设计中,一段路沿铁路平行,根据地形条件,设置了7ｋｍ多的直线,这比《规范》要求的最大长度更长一些,但是客观情况无法改变。因为沿线立交、交通道较多,道路纵向又有所起伏,减弱了长直线的单调性,通过绿化,增加了一些景观效果,使得这段道路运营效果较理想。 3.2圆曲线和缓和曲线 (1)一般情况下采用极限最小半径的4～8倍或超高为2%～4%的圆曲线半径。(2)自然条件受限制时,应尽量采用大于或接近一般最小半径的圆曲线半径。(3)只有在自然条件特殊、不得己时方可采用极限最小半径,以满足汽车运动学上的安全要求,但必须在一定路段设法使曲线半径逐渐变小或者在布置上设法使驾驶人员能事先意识到前面有急转弯。4)圆曲线半径过大以致使驾驶员感到与直线并无区别时,也无实际意义,因此,最大半径一般不宜超过10000ｍ。 选用半径时,为适应地形,应尽可能采用大半径曲线,并必须研究前后线形要素间的相互关系,考虑线形所有指标的均衡。同时要特别注意斟酌平曲线同纵坡的关系,勿使小半径曲线与陡坡重合。 为了使汽车从直线段到曲线段或从大圆曲线到小圆曲线平顺地行驶,使曲率及路面横坡变化缓和等,必须设置缓和曲线。汽车按等速行驶,转向盘等速转动所产生的轨迹与回旋曲线基本一致,所以在公路上用回旋曲线作为缓和曲线。其优越性为:①容易适应自然地形,并且增加了线形设计的自由度。②增进线形美观,线形变得平顺,适合驾驶员视觉和心理上的要求,有利于安全、舒适运行,增加乘车人的舒适感。因此,在线形设计中应把回旋曲线作为主要线形要素加以运用。 为了视觉上获得协调而又平顺的线形,在确定回旋曲线参数时,一般应在下述范围内选定:Ｒ/3≤Ａ≤Ｒ式中:Ａ为回旋曲线参数,Ａ2=ＬｈＲ;Ｌｈ为回旋曲线长度;Ｒ为与曲线相连接的圆曲线半径。 为了适应地形、地物圆曲线两边的回旋曲线参数可不相等,设计成非对称型的曲线。平曲线半径越大,回旋曲线越长,其长度与平曲线半径成正比。为使线形连续、协调,回旋曲线∶圆曲线∶回旋曲线的长度之比最好设计成1∶1∶1。 在设计高等级公路时,也遇到如何设置缓和曲线及其与圆曲线的关系问题,开始也只是按照《规范》的要求,设置最小缓和曲线长度,经过学习国内外的经验,逐步提高了对缓和曲线作用和应用的认识,采用了结合地形设计缓和曲线,如在京珠(北京—珠海)公路湖南段的设计中,就采用了
山区高速公路路线设计及选线探讨 发表时间：2018-08-21T16:44:44.493Z 来源：《基层建设》2018年第21期作者：王军 [导读] 摘要：近几年，我国的社会发展取得了卓著的成效，高速公路建设工作也面临着更大的挑战，对高速公路建设工作的要求也越来越高。 陕西德尚龙路桥工程设计有限公司 710016 摘要：近几年，我国的社会发展取得了卓著的成效，高速公路建设工作也面临着更大的挑战，对高速公路建设工作的要求也越来越高。要想满足不同区域对交通运输的不同要求，应该合理规划并认真完成高速公路的设计选线工作，确保工程的顺利落实。下面本文主要以某山区的高速公路现状为例进行了研究，分析山区高速公路路线设计及选线方法。 关键词：山区高速公路；路线设计；路线选线 1、某山区高速公路工程现状 本文主要以某山区高速公路工程为例进行研究分析，此工程的总施工长度为63km，项目所在地的地形较为复杂，属黔西南中山及华南低山丘陵的一部分，主要山峰、河谷的走向与背、向斜轴向基本一致，南北展布。背斜宽坦形成山岭，向斜狭窄形成河谷，大部分地势起伏较大，山体浑厚，局部陡峻，造成沿线大填大挖段落较多。地貌类型主要有侵蚀～溶蚀中低山地貌和溶蚀槽谷及溶蚀峰丛相间地貌。沿线地质病害主要有岩溶、采空区、滑坡、危岩体、顺层边坡、软土、高液限土等，地质情况复杂。项目沿线植被较好，对环境要求高。项目沿线村落数量多，分布广，在适当增加工程规模的基础上，尽可能减少或避免拆迁，以确保后期项目能够顺利实施。 2、山区高速公路的路线设计原则 （1）安全原则 综合考虑社会影响及资源的可持续利用，对地形、地质条件极其困难、大填大挖可能诱发工程地质病害路段，尽可能采用桥梁或隧道形式；对大型岩溶、采空区、滑坡等地质病害路段，尽量采用避绕方案，以减少工程造价，确保运营安全。 （2）生态环保原则 合理选择路线走廊带，严格保护耕地、保护自然环境。尽量选择荒山、荒坡地、废弃地、劣质地展线，少占用良田，与沿线历史、自然、人文旅游资源干扰较小。 （3）经济原则 山区高速公路的建设受地形、地质条件影响，耗资巨大，为了尽可能节省工程成本，在路线走廊带布设阶段，需加强高速公路的利用率，尽可能的把当地的经济体都穿起来。具体设计阶段应加强路基设计，切实减少占用耕地、减少征地拆迁。 3 山区高速公路路线选线方式 3.1 地质选线 一般情况下，山区高速公路选线方法选用地质选线方式，这种选线方式的主要原理就是借助工程地质资料进行公路设计、方案决策以及建设。地质选线的应用可有效降低山区高速公路的建设费用及后期运营成本，对减少高速公路工程造价，提高公路的安全运营有很重要的意义。 下例所示，路线需横穿南北向长八公里的煤矿采空区，根据实际地形、地质情况，通过地质选线的方案优化过程如下： 对路线方案及初步地质勘察资料进行研究发现，采空区段线路经过偏坡院南侧，经上克细南侧，向西北展线，至杨雀寨附近，之后以路基、隧道的形式通过原杨柳冲、永顺、福兴煤矿矿区。通过对比分析可得出，该路线的绕行距离短，纵断面指标相对较高，但后段约5km穿过煤矿及采空区，且采用隧道通过采空区，工程建设受采空区影响大，潜在风险高。 对路段上下范围进行详细踏勘，收集采空区相关资料，摸清采空区边界范围，以勘察资料为基础，对路段每处采空区的危险性进行合理性评价，同时，充分了解熟知采空区对线路布设和治理的影响。然后对相关方案进行合理优化，在优化过程中，应将优化主要工作放在减少及避让采空区路段的设计上，在设计平面时，尽量避开采空区区域通过。优化方案采空区路段路线自董弄南侧向西展线，经冗立设置高寨隧道，从团坡村北侧通过，之后主要沿原福兴煤矿遗留的采空区边界外通过；之后从湾河和大树脚两个村庄之间通过，至岜茅冲南侧。此方案路线绕行距离长，但桥隧规模、拆迁规模明显较小，且避绕了采空区，后期施工和运营期间潜在风险低。优化方案符合安全选线，地质选线和经济选线的原则。 3.2 环境选线 随着国家对环保的要求越来越高，环境选线是公路设计阶段的主要选线方式。公路设计阶段应注重环境保护和景观设计尽量减少对工程实施对自然环境的破坏。本段路线总体设计全面考虑了路线与地形地貌相吻合、充分结合山体的曲折与地形的起伏情况，尽量做到宜曲不宜直，对各种地形要素进行充分利用，以满足相关规范为基础，合理地与当地地形地貌进行结合。填挖土石方尽量减少、避绕大的地质病害路段等，努力减少公路建设对自然景观环境的影响。 下例所示，路线经过石头寨、大坡等村庄密集区，根据实际地形、地物情况，通过环境选线的方案优化过程如下： 原方案向西经石头寨、大坡至牛滚塘北侧。路线顺直，但拆迁规模大。原方案路线长4.9km，设置桥梁1410m/5座，设置隧道1162m/2座。优化方案从花石头附近向西北展线，向北绕行经荒地展线，避绕拆迁后至牛滚塘北侧。该段路线长5.5km，设置桥梁1713m/4座，隧道932m/3座。优化方案较原方案路线里程长约0.6km，桥梁长303m，隧道短230m，桥隧规模基本相当；优化方案对密集村庄进行了避绕，拆迁规模明显较小，且少占用基本农田。优化方案符合生态环保选线和经济选线的原则。 3.3 安全选线 安全选线方式是借助几何线性指标进行安全选线，实际上就是结合不同地形选择不同的结合指标，灵活应用技术指标，不片面追求高标准，保持全路段线形标准的连续。在视觉上对驾驶员进行引导。 在平面线形上，严格遵守规范确定的同向圆曲线半径之比在0.2～0.8范围、反向圆曲线半径之比在l～l/2范围的要求，做到地形复杂路段的较低标准与地形舒缓路段的较高标准的平顺过渡，保持全路段线形指标的连续、均衡，相邻路段运行速度相差不超过20km/h。 路段连续纵坡指标较低，设计过程中主要考虑以下内容：连续下坡路段坡顶位置上游段根据大型车运行速度控制平曲线指标，避免货车进入连续下坡路段的运行速度过高，在连续连续下坡路段上，平曲线指标宜适中，避免货车运行速度过高；纵面设计宜保持坡度均衡，