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摘要：以连霍高速公路洛三灵段改扩建为背景，综合项目特点、地形地质、城镇规划、旧路现状、事故黑点、运营保通等，对改扩建方案进行比选研究，科学选定了改扩建方案。
关键词：高速公路；改建；扩容；方案；研究
连霍高速公路(G30)是国家高速公路“7918”网中的重要组成部分，是我国东西走向跨省区最多、里程最长的交通大动脉，在河南省境内全长610公里，自东向西贯穿商丘、开封、郑州、洛阳、三门峡5地市。洛三灵段是连霍高速公路河南省境内的最西段。
洛三灵高速公路全长195.056km，位于豫西山岭重丘区，按JTJ01-88《公路工程技术标准》四车道高速公路标准建设，路基宽度24.5m，计算行车速度100km/h。
随着国家经济社会的快速发展，洛三灵高速公路自2001年底建成以来，交通量增长迅猛，2008年底交通路达3.4万辆小客车/d，2002-2008年平均增长17%，已超过了原设计标准，通行能力和服务水平无法满足经济发展和人民群众的出行需要，改扩建势在必行。
1 总体设计理念及建设方案选定原则
坚持以人为本的设计思想，树立“安全、环保、舒适、和谐、精品”的设计理念。
1）安全：从建设期的施工安全和建成后运营安全综合考虑；
2）环保：从人与自然相和谐、尊重自然、保护环境考虑；
3）土地：从节约土地资源、减少占地、保护耕地考虑；
4）投资：从减少工程量、降低建设费用、节约投资考虑；
5）实施难度：从实施难度、工期控制、施工质量控制等方面考虑；
6）稳定性：从建成后减少不均匀沉降、保证路基及构造物稳定考虑。
2 扩容方案
高速公路改扩容有沿现有高速公路改建扩容和按高速公路标准另辟新建复线扩容两种方案。
1）现有高速公路连接了沿线主要城镇，占据了最佳的通道资源，两侧已形成依托现有高速公路的产业带，改扩建方案在充分发挥通道资源优势、减少占地、吸引交通量及降低工程造价等方面具有优势，且现有高速公路路基、路面及桥涵结构物等的使用情况总体良好，具備改扩建条件。
2）新建复线方案虽不影响施工期交通保通，但沿线地形地质条件复杂，铁路、管线等控制性地物较为密集，通道资源有限，新建复线布线空间小，工程规模大，投资高，占用土地多，对沿线经济带动作用较弱。
从路线通道资源利用、高速公路社会经济效益、通行能力和安全性、占用土地和工程投资、环境保护、高速公路改扩建实施经验等方面进行综合比较、论证，结合与该项目衔接的前后路段改扩建方案，确定洛三灵段采用沿现有公路进行改建的扩容方案。
3 加宽方案
高速公路加宽路基形式有整体式路基和分离式路基。在本项目改扩建分析中，根据地形按平丘区和重丘区，对分离式路基、双侧整体式加宽和单侧整体式加宽进行论证分析：
1）对于平丘区，分离式路基施工期间可避免对现有高速公路通行的影响，避免了路基、路面、桥涵、立交的拼接，但具有占地多、工程量大、拆迁大、对环境影响较大等缺点。而双侧整体式路基虽然施工期间对现有高速公路通行影响较大，但具有占地少、拆迁小、对环境影响小、运营效果好等优点，综合优势明显。单侧整体式加宽能够避免路面、桥涵、立交的拼接，但是其征地和对环境的影响均不如双侧整体式加宽，运营效果也不如双侧整体式加宽。故平原区高速公路改扩建以双侧加宽整体式路基为宜。
2）对于重丘区，分离式路基仍然具有占地多、工程量大、拆迁大、对环境影响较大等缺点。但是具有可避免对现有高速公路通行（尤其是石质挖方路段，实施期间存在较大的安全隐患）的影响，避免了路基、路面、桥涵、立交等拼接，同时可避免天桥和上跨式分离式立交的拆迁，对施工期间高速公路的正常运营有利。而整体式路基具有占地少、拆迁小、运营效果好等优点，但在石质深挖路堑段施工期间对交通行车安全影响巨大。因此在重丘区路段，分离式路基与双侧整体式加宽相比优势较明显。
单侧整体式加宽既有可避免对现有高速公路通行的影响、避免路面、桥涵、立交等拼接的优点，同时其占地、拆迁、工程量、对环境的影响、路基间排水等方面均比分离式路基为优。虽然需要拆迁天桥和上跨式分离式立交，但是由于其占地远少于分离式路基，其造价相比分离式路基要少很多，故比分离式路基具有优势。因此，重丘区高速公路改扩建以单侧整体式路基加宽为宜，同时结合实际地形、地质情况，对不宜采用整体式加宽的局部路段，采用单侧分离式路基加宽。
图1 双侧加宽整体式路基断面示意图
图2 分离式路基断面示意图
图3 单侧加宽整体式路基断面示意图
综合以上因素，洛三灵高速公路加宽改扩建方案采用单侧整体加宽或近距离的分离，对特殊路段采用局部分离式路基，终点路段采用双侧拼宽整体式路基的组合式改扩建方案，改扩建标准为双向八车道高速公路，路基宽：单侧整体式加宽或近距离的分离式加宽路基宽为19.5m（加宽部分），单侧分离式路基路基宽为20.5m，双侧加宽整体式路基宽41m。
4 洛三灵项目方案选定
4.1 项目特点
连霍高速公路洛三灵段位于秦岭余脉的山岭重丘区，地形起伏大，沟壑纵横，地质复杂，是河南省最复杂的高速公路改扩建项目。现有高速公路最大填高35m，最大挖深63m，高填深挖路段占路线全长的35%，且高墩桥梁较多。
现有公路过境车辆及货车比例较高，区域内没有可代替的交通通道，施工期保障通行压力较大。采用单侧加宽方案不仅有利于施工期保通，且有利于改善纵面线形、消除事故黑点，提高行车安全。
4.2 推荐加宽方案分段及理由论述
针对本项目的实际情况，改扩建采用“因地制宜、灵活多变，若即若离、时隐时现”的方针，以整体式单侧加宽或近距离的分离和分离式单侧加宽结合运用，力求达到改善线形、弥补缺陷、保障通行、降低造价的目的。
1）LK10+597～LBK56+324.306路段，即起点至义马互通段，加宽方案为LK10+597～LK21+941.353南侧整体式加宽，RK21+947.968～RK45+068.68北侧整体式加宽，LK45+082.375～LK46+300南侧整体式加宽，LK46+300～LK55+313.712南侧分离式加宽LK55+313.712～LK56+238.574南侧整体式加宽
本段为本项目起点段，位于孟津县，连接郑洛高速改扩建工程终点，继续进行南侧近距离整体式加宽。
2）RK56+192.712～RK83+050路段，加宽方案为北侧整体式加宽。
本段采用整体式加宽的原因如下：
⑴ 本段处于黄土地带，采用整体式路基有利于减少工程量和拆迁征地。
⑵ 本段道路南侧是义马市、渑池县的市区范围，建筑物密集，不利于南侧分离式加宽；北侧村庄密集，土地为基本农田，同样不利于北侧分离式加宽。
⑶ 采用单侧整体式加宽不会对老路通行保障产生影响。
3）RK83+050～RK106+700路段，加宽方案为北侧分离式路基。
4）RK106+700～RK112+152.632路段，加宽方案为北侧整体式加宽。
本段采用分离式加宽的原因如下：
⑴ 改善道路的行驶特性，消除事故隐患：本段老路自K97+930至K101+100段，3.7km长大纵坡，平均纵坡3.34%；K101+900至K107+250段5.35km长大纵坡，平均纵坡2.8%。这些路段是交通事故的多发点，为降低车速，高速公路养护公司特地在下坡路段尤其是北侧下坡路段设置了多道突起式横向标线，以起到拦截高速车辆、降低下坡车速、减少事故的作用。本段再用分离式路基，以隧道形式穿越本段高速公路的最高点，同时将大大减缓纵坡，有效地绕避长大下坡路段，对行车安全起到了决定性作用。
⑵ 避免与郑西铁路客运专线的交叉，减少了公路、铁路之间的干扰。
⑶ 对吉家河滑坡路段进行了绕避，从根本上避免了吉家河滑坡一旦活动后带来的不良影响：吉家河滑坡路段目前表现出了较稳定的状态，但是如果采用整体式或近距离分离式加宽，以路基形式通过时，施工期间不敢保证不会产生不利于路基稳定的影响。因此，采用桥梁形式，绕避滑坡路段，对改扩建工程不产生影响。
5）K112+426.381～K147+590.117路段，加宽方案为双侧整体式加宽。
本段路线平纵线形指标较高，路段内地形南高北低，主要控制因素有青龙涧河大桥、三门峡互通式立交，西贺家庄大桥（桥高48m）火烧阳沟大桥（桥高40m）、三门峡服务区、三门峡西互通式立交、郑西客运专线陕县特大桥等。
图4 沿线控制点分布示意图
此段路线采用双侧加宽，主要原因如下：
连霍老路沿青龙涧河谷及黄土台塬布设，地形相对平坦。老路的平纵面指标相对较高，具备整体式加宽的条件。
三门峡电厂（惠能集团）紧邻现有连霍高速K131+600～K132+150的北侧，高压线塔密集。平行老路分布两排110kv及220kv高压线塔。其中距离老路最近的110kv高压线塔与老路隔离栅边缘仅有6m，且有7个塔平行与老路；110kv高压线塔以北20m外还有高压线塔。
由于本路段K149+200附近弘農涧河特大桥采用24×50m连续T粱桥，不仅桥长而且墩深，最大墩深60余米，桥梁拼接有很大难度，所以双侧拼宽方案终于弘农涧河特大桥东侧。
综合考虑沿线地形、拆迁及现有大型构造物的现状，推荐采用双侧拼宽方案。
6）RK147+592.157～RK191+632.108路段，加宽方案为北侧整体式加宽或近距离分离式路基。
本路段改建工程的主要控制因素有：
黄河、弘农涧河、黄土塬、函谷关景区规划；弘农涧河特大桥（24-50mT梁，桥高60m）、灵宝互通式立交（单喇叭）；
郑西铁路客运专线函谷关隧道（隧道全长7851m，是世界上最长的湿陷性黄土隧道。其进口工区下穿连霍高速公路，埋深50m；横洞工区下穿收费站及滑底村，埋深60m）。
国道G310三门峡至灵宝一级公路改建工程。
7）K191+645.918～K205+719.055路段，为双侧加宽整体式路基。
4.3 总体方案
经上述分析论证，项目采用整体式路基单侧加宽（局部分离）为主的加宽方式，有条件地段采用双层整体式加宽方案。
5 结语
高速公路改扩建项目由于其特点不同，改扩建方案也灵活多样。设计者要充分认识改扩建工程的复杂性，对于不同的项目应科学合理地选择改扩建方案。
参考文献：
[1] JTG D20-2006，公路路线设计规范[S]
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：高速公路；改建；扩容；方案；研究
连霍高速公路(G30)是国家高速公路“7918”网中的重要组成部分，是我国东西走向跨省区最多、里程最长的交通大动脉，在河南省境内全长610公里，自东向西贯穿商丘、开封、郑州、洛阳、三门峡5地市。洛三灵段是连霍高速公路河南省境内的最西段。
洛三灵高速公路全长195.056km，位于豫西山岭重丘区，按JTJ01-88《公路工程技术标准》四车道高速公路标准建设，路基宽度24.5m，计算行车速度100km/h。
随着国家经济社会的快速发展，洛三灵高速公路自2001年底建成以来，交通量增长迅猛，2008年底交通路达3.4万辆小客车/d，2002-2008年平均增长17%，已超过了原设计标准，通行能力和服务水平无法满足经济发展和人民群众的出行需要，改扩建势在必行。
1 总体设计理念及建设方案选定原则
坚持以人为本的设计思想，树立“安全、环保、舒适、和谐、精品”的设计理念。
1）安全：从建设期的施工安全和建成后运营安全综合考虑；
2）环保：从人与自然相和谐、尊重自然、保护环境考虑；
3）土地：从节约土地资源、减少占地、保护耕地考虑；
4）投资：从减少工程量、降低建设费用、节约投资考虑；
5）实施难度：从实施难度、工期控制、施工质量控制等方面考虑；
6）稳定性：从建成后减少不均匀沉降、保证路基及构造物稳定考虑。
2 扩容方案
高速公路改扩容有沿现有高速公路改建扩容和按高速公路标准另辟新建复线扩容两种方案。
1）现有高速公路连接了沿线主要城镇，占据了最佳的通道资源，两侧已形成依托现有高速公路的产业带，改扩建方案在充分发挥通道资源优势、减少占地、吸引交通量及降低工程造价等方面具有优势，且现有高速公路路基、路面及桥涵结构物等的使用情况总体良好，具備改扩建条件。
2）新建复线方案虽不影响施工期交通保通，但沿线地形地质条件复杂，铁路、管线等控制性地物较为密集，通道资源有限，新建复线布线空间小，工程规模大，投资高，占用土地多，对沿线经济带动作用较弱。
从路线通道资源利用、高速公路社会经济效益、通行能力和安全性、占用土地和工程投资、环境保护、高速公路改扩建实施经验等方面进行综合比较、论证，结合与该项目衔接的前后路段改扩建方案，确定洛三灵段采用沿现有公路进行改建的扩容方案。
3 加宽方案
高速公路加宽路基形式有整体式路基和分离式路基。在本项目改扩建分析中，根据地形按平丘区和重丘区，对分离式路基、双侧整体式加宽和单侧整体式加宽进行论证分析：
1）对于平丘区，分离式路基施工期间可避免对现有高速公路通行的影响，避免了路基、路面、桥涵、立交的拼接，但具有占地多、工程量大、拆迁大、对环境影响较大等缺点。而双侧整体式路基虽然施工期间对现有高速公路通行影响较大，但具有占地少、拆迁小、对环境影响小、运营效果好等优点，综合优势明显。单侧整体式加宽能够避免路面、桥涵、立交的拼接，但是其征地和对环境的影响均不如双侧整体式加宽，运营效果也不如双侧整体式加宽。故平原区高速公路改扩建以双侧加宽整体式路基为宜。
2）对于重丘区，分离式路基仍然具有占地多、工程量大、拆迁大、对环境影响较大等缺点。但是具有可避免对现有高速公路通行（尤其是石质挖方路段，实施期间存在较大的安全隐患）的影响，避免了路基、路面、桥涵、立交等拼接，同时可避免天桥和上跨式分离式立交的拆迁，对施工期间高速公路的正常运营有利。而整体式路基具有占地少、拆迁小、运营效果好等优点，但在石质深挖路堑段施工期间对交通行车安全影响巨大。因此在重丘区路段，分离式路基与双侧整体式加宽相比优势较明显。
单侧整体式加宽既有可避免对现有高速公路通行的影响、避免路面、桥涵、立交等拼接的优点，同时其占地、拆迁、工程量、对环境的影响、路基间排水等方面均比分离式路基为优。虽然需要拆迁天桥和上跨式分离式立交，但是由于其占地远少于分离式路基，其造价相比分离式路基要少很多，故比分离式路基具有优势。因此，重丘区高速公路改扩建以单侧整体式路基加宽为宜，同时结合实际地形、地质情况，对不宜采用整体式加宽的局部路段，采用单侧分离式路基加宽。
图1 双侧加宽整体式路基断面示意图
图2 分离式路基断面示意图
图3 单侧加宽整体式路基断面示意图
综合以上因素，洛三灵高速公路加宽改扩建方案采用单侧整体加宽或近距离的分离，对特殊路段采用局部分离式路基，终点路段采用双侧拼宽整体式路基的组合式改扩建方案，改扩建标准为双向八车道高速公路，路基宽：单侧整体式加宽或近距离的分离式加宽路基宽为19.5m（加宽部分），单侧分离式路基路基宽为20.5m，双侧加宽整体式路基宽41m。
4 洛三灵项目方案选定
4.1 项目特点
连霍高速公路洛三灵段位于秦岭余脉的山岭重丘区，地形起伏大，沟壑纵横，地质复杂，是河南省最复杂的高速公路改扩建项目。现有高速公路最大填高35m，最大挖深63m，高填深挖路段占路线全长的35%，且高墩桥梁较多。
现有公路过境车辆及货车比例较高，区域内没有可代替的交通通道，施工期保障通行压力较大。采用单侧加宽方案不仅有利于施工期保通，且有利于改善纵面线形、消除事故黑点，提高行车安全。
4.2 推荐加宽方案分段及理由论述
针对本项目的实际情况，改扩建采用“因地制宜、灵活多变，若即若离、时隐时现”的方针，以整体式单侧加宽或近距离的分离和分离式单侧加宽结合运用，力求达到改善线形、弥补缺陷、保障通行、降低造价的目的。
1）LK10+597～LBK56+324.306路段，即起点至义马互通段，加宽方案为LK10+597～LK21+941.353南侧整体式加宽，RK21+947.968～RK45+068.68北侧整体式加宽，LK45+082.375～LK46+300南侧整体式加宽，LK46+300～LK55+313.712南侧分离式加宽LK55+313.712～LK56+238.574南侧整体式加宽
本段为本项目起点段，位于孟津县，连接郑洛高速改扩建工程终点，继续进行南侧近距离整体式加宽。
2）RK56+192.712～RK83+050路段，加宽方案为北侧整体式加宽。
本段采用整体式加宽的原因如下：
⑴ 本段处于黄土地带，采用整体式路基有利于减少工程量和拆迁征地。
⑵ 本段道路南侧是义马市、渑池县的市区范围，建筑物密集，不利于南侧分离式加宽；北侧村庄密集，土地为基本农田，同样不利于北侧分离式加宽。
⑶ 采用单侧整体式加宽不会对老路通行保障产生影响。
3）RK83+050～RK106+700路段，加宽方案为北侧分离式路基。
4）RK106+700～RK112+152.632路段，加宽方案为北侧整体式加宽。
本段采用分离式加宽的原因如下：
⑴ 改善道路的行驶特性，消除事故隐患：本段老路自K97+930至K101+100段，3.7km长大纵坡，平均纵坡3.34%；K101+900至K107+250段5.35km长大纵坡，平均纵坡2.8%。这些路段是交通事故的多发点，为降低车速，高速公路养护公司特地在下坡路段尤其是北侧下坡路段设置了多道突起式横向标线，以起到拦截高速车辆、降低下坡车速、减少事故的作用。本段再用分离式路基，以隧道形式穿越本段高速公路的最高点，同时将大大减缓纵坡，有效地绕避长大下坡路段，对行车安全起到了决定性作用。
⑵ 避免与郑西铁路客运专线的交叉，减少了公路、铁路之间的干扰。
⑶ 对吉家河滑坡路段进行了绕避，从根本上避免了吉家河滑坡一旦活动后带来的不良影响：吉家河滑坡路段目前表现出了较稳定的状态，但是如果采用整体式或近距离分离式加宽，以路基形式通过时，施工期间不敢保证不会产生不利于路基稳定的影响。因此，采用桥梁形式，绕避滑坡路段，对改扩建工程不产生影响。
5）K112+426.381～K147+590.117路段，加宽方案为双侧整体式加宽。
本段路线平纵线形指标较高，路段内地形南高北低，主要控制因素有青龙涧河大桥、三门峡互通式立交，西贺家庄大桥（桥高48m）火烧阳沟大桥（桥高40m）、三门峡服务区、三门峡西互通式立交、郑西客运专线陕县特大桥等。
图4 沿线控制点分布示意图
此段路线采用双侧加宽，主要原因如下：
连霍老路沿青龙涧河谷及黄土台塬布设，地形相对平坦。老路的平纵面指标相对较高，具备整体式加宽的条件。
三门峡电厂（惠能集团）紧邻现有连霍高速K131+600～K132+150的北侧，高压线塔密集。平行老路分布两排110kv及220kv高压线塔。其中距离老路最近的110kv高压线塔与老路隔离栅边缘仅有6m，且有7个塔平行与老路；110kv高压线塔以北20m外还有高压线塔。
由于本路段K149+200附近弘農涧河特大桥采用24×50m连续T粱桥，不仅桥长而且墩深，最大墩深60余米，桥梁拼接有很大难度，所以双侧拼宽方案终于弘农涧河特大桥东侧。
综合考虑沿线地形、拆迁及现有大型构造物的现状，推荐采用双侧拼宽方案。
6）RK147+592.157～RK191+632.108路段，加宽方案为北侧整体式加宽或近距离分离式路基。
本路段改建工程的主要控制因素有：
黄河、弘农涧河、黄土塬、函谷关景区规划；弘农涧河特大桥（24-50mT梁，桥高60m）、灵宝互通式立交（单喇叭）；
郑西铁路客运专线函谷关隧道（隧道全长7851m，是世界上最长的湿陷性黄土隧道。其进口工区下穿连霍高速公路，埋深50m；横洞工区下穿收费站及滑底村，埋深60m）。
国道G310三门峡至灵宝一级公路改建工程。
7）K191+645.918～K205+719.055路段，为双侧加宽整体式路基。
4.3 总体方案
经上述分析论证，项目采用整体式路基单侧加宽（局部分离）为主的加宽方式，有条件地段采用双层整体式加宽方案。
5 结语
高速公路改扩建项目由于其特点不同，改扩建方案也灵活多样。设计者要充分认识改扩建工程的复杂性，对于不同的项目应科学合理地选择改扩建方案。
参考文献：
[1] JTG D20-2006，公路路线设计规范[S]
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。