第四节 山岭区选线

第四节山岭区选线
教学目的：1、沿溪线
2、越岭线
重点难点：1、展线
2、路线布设
教学方法：课堂讲授+多媒体课件
教学课时：4课时
教学过程：
Ⅰ复习提问
1、平原区自然特征
2、平原区布设要点
Ⅱ导入新课
平原区相对来讲比较平坦，选线时多以直线为主，且以平面设计为主，山岭区起伏较大，怎么进行选线呢？
Ⅲ讲解新课
山岭地区(mountainous terrain)－－包括山岭、凸起的山脊、凹陷山谷、陡峻的山坡、悬崖、峭壁等，地形复杂多变，一般地面自然坡度在20度以上。

（一）、自然特征
1、地形条件
山高谷深、地形复杂。

（山脉水系分明，这给山区公路走向提供了依据，为选定路线的基本方向、确定大的控制点指明了方向）。

山区地形是影响路线布局的主要因素。

2、地质条件
岩石多、土层薄、地质复杂。

山岭地区地质现象比较复杂，常见的不良地质现象主要有：滑坡、碎落、泥石流等不良地质构造。

地质影响线位布设。

选线时应处理好路线和地址的关系，并在选线设计时中采取必要的防护措施，确保路线的质量和路基的稳定性。

3、水文条件
季暴雨集中，流速快、流量大、冲刷和破坏力很大。

4、气候条件
气候多变。

注：路线的类型
一般按照道路行经地区的地貌、地形特征，可分为沿溪线、山腰线、越岭线和山脊线四种。

路线的走向明确，顺山沿水方向和横越山岭方向。

顺山沿水方向，按其线位的高低，从低到高可分为沿溪线、山腰线和山脊线。

由于自然条件复杂，地形变化很大，使得路线在平、纵、横三方面受到很大限制，因而技术指标一般多采用低限，在所有自然因素中，高差急变是主导因素，因此，在路线布设时，一般多以纵面线形为主安排路线，其次是横断面和平面。

沿溪线-----是沿着河岸（溪岸）布设的路线
山腰线-----是离开河流一定高度在山坡上布设的路线越岭线----是翻越山岭的路线
山脊线----- 沿着分水岭布设的路线
（二）沿溪线
沿溪线：指公路沿一条河谷方向布设路线，
路线总的走向与等高线一致
1、路线特点
沿溪线的有利条件是：①路线走向明确，河床纵坡较小，平面受纵面线形的约束较小容易争取较好的线形；②砂、石材料丰富，用水便利；③溪岸两侧居民点密集，沿溪线能更好地为沿线居民点服务。

沿溪线的不利条件是：①受洪水威胁较大；
②布线活动范围小；
③陡岩河段，工程艰巨；
④桥涵及防护工程较多；
⑤路线布置与耕地的矛盾较大；
⑥河谷工程地质情况复杂。

2、布线要点
解决好路线与水的关系是沿溪线布局的关键。

平面主要是解决择岸、跨河问题，纵面主要是解决线位的高低问题
（1）河岸的选择确定路线走河的哪一岸的问题
①地形、地质、水文条件
优先选择台地较宽、支沟较少、地质水文条件较好的一岸
②气候条件
走阳坡面和迎风面。

减少冬季路面积雪
③城镇、工矿和居民点的分布
除高等级公路和国防公路以外，一般路线应选在工矿企业较集中、村镇较多、人口较为密集的一岸，以促进山区的经济发展和方便居民出行
④其他因素
具备上述有利条件的一岸即为选线时应走的河岸，但这些有利的条件可能不在一岸，而交替出现在两岸，此时就需要深入调查，进行技术论证和经济比较，最终确定一条合理的方案。

原则：一般应选择地形平坦、支沟少，水文地质良好、阳坡、迎风、人口密的一岸。

例：乙方案为避让河左岸的两处断续陡崖，跨河利用右岸的较好地形，但过夏村后，右岸出现更陡更长悬崖，路线又须跨回左岸，在3km内，两次跨河，须建中桥两座。

甲方案一直走左岸，虽要集中开挖一段石方，但较建两座中桥经济得多，因此不宜跨河换岸。

（2）线位的高度确定线形应放在什么高度的问题
1）低线位：是指高出设计洪水位不多，路基一侧临水很近的布线方案
优点：①线形好。

无论是平面或纵断面都容易达到较高的标准。

②土石方工程量省、边坡低、易稳定。

由于河谷地形平坦，有阶地可以利用，使得路基土石方工程数量较小，路基高度降低，路基稳定性好。

③路线活动范围相对较大。

便于选择有利地形和避让不良地形。

④跨支沟和主流方便。

养护和施工用水、材料运输比较方便。

缺点：①受洪水威胁大；②防护工程多；
③占田多，废方不好处理；
低线位
2）高线位：指路线高出洪水位较多，完全不受洪水威胁的布线方案。

优点：不受洪水影响；废方易于处理，当采用台口路基时，路基比较稳定。

缺点：路线在山坡通过，路线曲折，纵坡起伏，线形差，工程大，路基挖方往往较大、废方多；由于线位高，路线势必随着山形走势绕行，平面线形指标低；跨主河时，由于路线过高，常需展线急下才能跨过；跨支流时，需建大跨径高桥，或路线绕进很多，使线形标准降低，里程增长，工程增大；支挡、加固工程较多；施工、养护用料取水较困难，如路基一旦损坏，抢修较难。

综上比较，高线弊多而利少，在洪水位允许、无特殊困难时，一般以低线位为主。

（3）桥位的选择
跨主河——路线布局问题
跨支流——局部方案问题
1）跨主河道
跨主河道的桥位一般属于决定路线走向的控制点，其桥位地点的选择属于路线布局的问题。

在山区，一般要求选在河段顺直、河面较窄、河岸稳定、施工方便以及桥头引线舒顺的地方。

①利用河曲河段跨河
桥头引道也比较平顺。

要注意的是河湾水流对桥的影响，应采取防护措施
②利用“S”形河段跨河
桥头引道线形平顺、舒畅。

如果为大桥，应力求正交。

若为中、小桥梁，可采用适当斜交，有利于路桥配合。

③改善桥头线形
在与路线接近平行的顺直河段上跨河，桥头引道难以舒顺。

当必须在这种河段跨越时，中、小桥可考虑设置斜桥以改善桥头线形；如为大桥，当不宜设斜桥时，宜把桥头路线作成勺形或布置一段弯引桥，如图所示，或两者兼用。

总之，桥头曲线要争取较大半径，以利行车。

注：2）跨支流
跨支流的桥位选择一般属于局部方案问题，不作为控制点。

跨越方式有两种：一是在沟口直跨；二是绕进支沟上游的绕跨。

具体采用哪一种方法，应根据道路等级、地形、地质等决定。

一般高等级公路宜采用直跨；低等级公路可采用绕跨。

3、河谷断面路线的布设
1）开阔河谷
路线有三种走法：
①沿河线：如课本中图5-11的实线方案。

路线坡度均匀平缓，并对保村护田有利。

但一般路线较长，路基受洪水威胁较大，防护工程大。

②傍山线，如课本中图5-11中的点画线方案。

占田少，路基远离河岸，故较稳定且无防护工程。

但纵面线形略有起伏，土石方工程稍大。

是常采用的一种方案。

③中穿线，如课本中图5-11中的虚线方案。

线形好，路线短，标准较高。

但占田较多，路基稳定性差，施工时需换土，一般不宜采用。

2）狭窄河谷
①沿河岸自然地形，绕山嘴、沿河弯布线。

②按直线布线。

如下图所示。

3）陡崖峭壁河谷
（1）绕避：当岩壁陡峻又很长，路线无法直穿时，只能采取绕避。

绕避方案有绕走对岸、绕走岩顶和另找越岭垭口三种方案，如下图所示。

Ⅱ方案需要有适当的展线地形，Ⅲ方案需要附近有适当的越岭垭口。

这两种方案的持点是：展线使路线增长，纵面线形上而复下，纵坡较大，并且过渡段的土石方工程也较大。

Ⅰ方案避免了上述缺点，但增加了两座桥
（2）直穿陡崖峭壁
①与水争路、侵河筑堤。

适用于河床较宽，压缩河道后洪水位抬高不多，靠河侧应修建漫水挡墙
②硬开石壁等特殊措施通过。

通过技术经济比较考虑可考虑在石壁上开挖出路基形成半山洞，或采用隧道、半山桥及悬出路台等措施通过，如下图所示
特殊措施通过陡崖地段布线图
a）半山洞b）隧道c）悬出路台d）半山桥
台口式：在河床一侧硬开路基，要注意废方的处理，不能堆入河道。

半山洞和隧道适用于石壁坚硬路段
悬出路台和半山桥适用于V形谷
4、急流及跌水河段
河床纵坡陡峻时，河床纵断面在短距离内突然下落几米至几十米，形成急流、跌水，这时的河床纵坡远远陡于路线纵坡的允许值，为了尽快降低线位，避开陡峻的山腰线，布线时应利用平缓的山坡地形和支谷展线来降低线位，如图所示。

5、不良地质地段的路线布设
沿河两岸的滑坡、崩塌、岩堆、泥石流等是较为常见地质病害。

路线通过这些地带时、应遵循：避强制弱．加强调查、综合防治的原则
（三）越岭线
越岭线是指公路走向与河谷及分水岭方向横交时所布设的路线
越岭线：就是沿分水岭一侧山坡爬上山脊，在适当地点穿过垭口，再沿另一侧山坡下降的路线。

1、路线特点
特点是路线需要克服很大的高差，路线的长度和平面位置主要取决于路线纵坡的安排。

因此，越岭线选线中，是以路线纵断面为主导的。

➢越岭线有利条件是布线不受河谷限制，布线较为灵活；越岭线不受洪水威胁和影响，路基稳定，沿线的桥涵及防护工程较少。

➢越岭线不利条件是里程较长、线形差、指标低；越岭线的线位高，远离河谷，施工和运营条件较差。

2、布设要点
越岭线布线要点：如何处理好垭口选择、过岭高程和展线布局三个问题。

1）垭口的选择
垭口：是指分水岭上一些马鞍形的凹口。

对越岭线来说，垭口是路线方案的重要控制点。

垭口的位置、高低，决定了将来路线的长度和标准。

垭口的位置、高度和垭口两侧的展线条件这三方面是密切相关的，垭口位置选择时必须对三者综合考虑。

①垭口的位置
垭口位置的选择应在符合路线基本走向的前提下，与两侧路线展线方案一起考虑。

首先选择标高较低、而且展线后能很快与山下控制点直接相连的垭口。

其次再考虑稍微偏离路线方向，但是接线较顺、增加路线里程不多的垭口。

如图，A、B控制点间有C、D两个垭口，从平面位置看，C垭口在AB直线上，D垭口稍微偏离在AB直线方向，但从符合路线基本定向来看，穿D垭口比穿C垭口反而展线短些，而且平面线形较好。

因此，D垭口比C垭口更有优势。

②垭口的高度
垭口与其山下控制点的高差，直接影响路线展线长度、工程数量大小及运营条件。

在展线条件相同时，垭口降低的高度和缩短的里程有如下的关系：
式中：i 均——展线的平均坡度，一般可取5～5.5％
当i 均一定时，高差越小，里程越短。

因此，选线时应选择低的垭口通过，或将垭口向下挖一定深度或深路堑通过，或以隧道形式通过。

当高差一定时，里程越短，i 均越大。

越岭线AB 之间的自然坡度通常比标准规定的坡度大，此时，必须通过展线来延长路线长度L ，目的时为了减小纵坡，使i 满足规定。

一般应选择标高较低的垭口为宜。

高海拔地区常有积雪、结冰、大雾等气候，对行车很不利，有时为避免这种不利气候的影响也应选择海拔标高较低的垭口。

有时为了走低垭口，即使方向有些偏离，距离有些绕远，也应注意比较。

③垭口的展线条件
垭口选择要与侧坡展线条件结合考虑。

选择时，如有地质稳定、地形平缓有利于展线的侧坡，即使垭口位置略偏或垭口较高，也应比较，不要轻易放弃 2)过岭高程
过岭高程是越岭线布局的重要控制因素。

不同的控制标高，不仅影响工程大小，路线长短，线形标准。

而且直接关系到垭口两端的展线布局。

垭口的标高：是没有开挖之前垭口原地面的高程。

过岭标高：是指路线采用不同方式通过垭口的标高。

均i h l 12⋅
∆⋅=∆
过岭标高不同时，路线的长度、工程量大小、投资费用等也就不同。

过岭标高越低，路线就越短，但路堑或隧道的长度就越深、越长，工程量也越大。

过岭标高的选择，与路线等级、垭口的地质条件、过岭方式有关。

(1)决定过岭标高的因素
①垭口及两侧的地形
②垭口的地质条件
松软土侵蚀型垭口：如图，这是由坡积或沉积形成的土层，经长期侵蚀而形成的山脊低凹地。

当土质松软、地下水较严重时，不宜深挖。

并在可能条件下尽量绕避。

软弱岩层垭口：如图，一般岩层外倾侧的边坡渗水性强、稳定性差，常引起顺层滑坡，不宜深挖。

构造破碎带垭口：由地层褶曲部或断层带经侵蚀风化所形成的垭口，如图。

这类垭口岩层破碎、地表水容易下渗，路基及边坡稳定性差，是地质条件最差的地带。

特别是图中(b)、(c)两种垭口最为不利。

对这类垭口一般应绕避，必须通过时，不能深挖，并结合岩层破碎程度、风化情况、断层及地下水状况慎重决定开挖深度，并要采取加固及排水措施
(2)过岭的方式有以下三种
1.浅挖低填
2.深挖垭口
3.隧道穿越
①浅挖低填垭口——山坡平缓、容易展线、垭口地带的地形宽而且厚时是，此时过岭高程和垭口高程基本一致。

②深挖垭口——垭口比较瘦削时
适用于垭口较瘦削时，地质条件好的垭口。

可以采用深挖路堑的形式通过，但应注意挖方边坡的稳定性，一般不要超过20m。

深挖垭口，虽土石方工程较集中，但由于降低了过岭标高，相应缩短了展线长度，总工程量并不一定增加。

即使有所增加，也可从改善行车条件，节约运营费中得到补偿。

此时的过岭高程为深挖后的高程。

例：甲方案挖深9m，需要设两个回头曲线；
乙方案挖深13m，需一个回头曲线；
丙方案挖深20m，即可顺山势布线，不需回头曲线。

③隧道穿越——垭口地挖深较大时
适用于垭口挖深超过20～30米又不宜深挖路堑的情况。

当垭口挖深在20～30m以上时，应与隧道方案进行比较。

隧道穿越优点：具有路线短、线形好、路线隐蔽和路基稳定、保护环境等优点，在高寒
山区降低了标高，不受冰冻、积雪、大雾等的影响，大大改善了行车条件。

缺点：隧道造价较高，受地质条件影响大，施工技术复杂。

隧道的标高直接影响着路线的长短、建设投资费用、环境保护以及以后营运费用等。

3）展线布局
展线：以一定的坡度利用地形延长路线，克服高差
⑴越岭展线的形式
①自然展线。

自然展线：以适当的坡度，顺着自然地形，绕山咀，侧沟来延展距离，克服高差。

一般应优先考虑采用这种展线方式，而且实践中大多采用这种方式。

优点：线走向与地形走向基本一致，顺应地形自然升降，路线最短。

与回头展线相比，线形简单，技术指标较高，路线不重叠，对行车、施工、养护有利。

缺点：避让艰巨工程和不良地质能力差，只有调整纵坡这一途径解决。

自然展线
②回头展线
回头展线：路线从一侧山坡上回头后再回到该山坡上的展线方式。

适用场合：当控制点间的高差大，靠自然展线无法取得需要的距离以克服高差，或因地形、地质条件限制，不宜采用自然展线时，路线可利用有利地形设置回头曲线进行展线，优点：便于利用有利地形，避让不良地质、地形和艰巨工程。

缺点：同一面坡上，上下线重叠，工程集中，互相干扰，线形差，不利于行车、养护和施工。

适宜于设置回头曲线的有利地形。

a)利用山包；b)利用平缓山脊；c)利用平缓的山坡；d)利用较缓的山沟；e)利用较缓的山坳。

在实际工作中，当必须采用回头展线时，有两点要特别注意：
①正确选择回头地点。

对回头曲线工程量大小和使用质量关系很大。

②尽可能拉长两回头间的距离，避免一面山坡上多层展线，减少回头个数。

③螺旋展线。

当路线受到地形、地质限制，需要在某一处集中提高或降低一定高度才能充分利用前后的有利地形时，可以采用螺旋展线的方式。

实际就是一种路线转角>360°的回头展线形式。

特点是：路线利用有利的山包或山谷，在很短的平面距离内就能克服较大的高差。

优点：路线舒顺，比回头曲线有更好的线形，纵坡较小，行车质量较好；
缺点：因需修建旱桥或隧道，工程费用较高。

螺旋展线可有上线桥跨和下线隧道两种方式
利用山包上线跨桥
利用峡谷下线隧道
螺旋展线视为回头展线的一种变格，代替一组回头线(如前两图中虚线所示)。

实例：
山区螺旋展线实例
引桥螺旋展线实例
苜蓿叶环圈左转匝道螺旋展线实例
（2）展线布局的步骤
①拟定路线的大致走向
例：生产中大概坡度采用3°，即tan3°=5.25%，称为3度草坡，由A点开始利用有利地形，一直放坡到山下终点B点，高程和平面位置接近。

3°
3°
3°
②试坡布线
就是在两控制点之间（A、B）用手水准以平均坡度从上而下放通坡。

目的：落实上面拟定的大致走法，发现和加密中间控制点，发现局部新的比较方案，拟定路线布局。

试坡是从垭口A点开始向下进行的，因为由上而下视野开阔，便于了解和掌握地形的变化。

另外要说明的是必须以平均坡度放通坡（5％或5.5％），否则就无法控制路线的长度，也就很难保证任意连续3Km的平均坡度不大于5.5％。

③分析、落实控制点，决定路线布局
按控制点的位置和高程是否可变动，可将控制点分为固定控制点和活动控制点
在调整中，可先把活动范围小的控制点的平面位置和高程确定下来，然后适当调整坡度，定出活动范围大一点的控制点
调整控制点注意事项：
①相邻控制点之间坡度调整范围：Imin ≤i＜Imax
②相邻控制点之间不能出现反坡。

调整方法：
①先定控制点，后定两点间的匀坡线；如先定回头地点，后向两侧定匀坡线；
②用匀坡线交汇出活动控制点；利用匀坡线定出回头地点.
路线展线布局的结果还是一些控制点，将起、终点之间的所有控制点落实，它们的连线就是一个路线方案。

（四）、山脊线
1、路线特点
山脊线是指大致沿分水岭方向所布设的路线。

山脊线的有利条件是：
①当山脊条件好时，山脊线一般里程短，土石方工程量小；
②水文、地质条件好，路基病害少，稳定；
③地面排水条件好，桥涵人工构造物少。

山脊线的不利条件是；
①线位高，远离居民点，服务性能差；
②山势高、海拔高、空气稀薄，冬季云雾、积雪、结冰较大，对行车和养护都不利；
③远离河谷，砂石材料及施工用水运输不便。

2、山脊线的选择条件
主要应考虑下列条件：
1.分水岭的方向不能偏离路线总方向过远；
2.分水岭平面较顺直，纵断面各垭口间高差不过大；
3. 控制垭口间山坡的地质情况较好，地形不过于陡峻零乱；
控制垭口：在山脊上一系列垭口中，起控制作用的垭口。

当垭口高差不大时，每一个垭口都可作为控制垭口，当高差悬殊时，低垭口为控制垭口。

4.上下山脊的引线要有合适的地形可利用，否则，山脊本身条件再好也难以利用。

3、布设要点
当决定采用山脊线方案后，接着应解决山脊线的布设问题。

由于山脊线走向明确，基本是沿分水岭前进，因此，布线时主要解决三个问题：
一是选定控制垭口；
二是在控制垭口间决定路线走分水岭的哪一侧；
三是试坡布线。

（1）控制垭口的选择
在山脊上，连绵布置着很多垭口，每一组控制垭口代表着一个方案。

因此，选择控制垭口是山脊线布线的关键。

➢一般当分水岭顺直，起伏不大时，几乎每个垭口均可暂作控制点。

➢地形复杂，山脊起伏较大且较频繁，各垭口高低悬殊时，则低垭口即为路线控制点，而突出的高垭口可以舍去。

➢在有支脉的情况下，相距不远的并排垭口，则选择前后与路线联系较好、路线较短的垭口为控制点。

➢选择垭口时，还应与两侧布线条件结合起来考虑。

（2）.侧坡的选择
接近分水岭的侧坡时山脊线的主要布线地带，选择哪一侧山坡通过，要综合分析比较确定。

一般宜选择坡面整齐、横坡平缓、路线短捷、地质稳定、无支脉横隔的向阳山坡布线较为理想。

除两个侧坡优劣十分明显的情况外，两侧都要作比较以定取舍。

（3）.试坡布线
①垭口间平均纵坡不超过规定，如中间无太大的障碍，应以均匀坡度沿侧坡布线。

若中间遇障碍，则可以加设中间控制点，调整坡度，向两端垭口按均匀坡度布线。

②垭口间平均纵坡超过规定时，为利用山脊地形展线，选线时，应根据地形、地质条件，采用填挖、旱桥、隧道等工程措施来提高低垭口，降低高垭口。

也可利用侧坡、山脊有利地形作回头展线或螺旋展线
例：A、D两垭口是由前后路线所决定的固定控制点，其间B、C、E等垭口，哪个选为中间控制点，首先取决于路线布设在分水岭的哪一侧。

显然，位于左侧的甲线应舍C、E而取B，位于右侧的乙线应舍B而取C或E。

至于C、E的取舍以及甲、乙方案的比选问题，
则有待于试坡布线时解决
Ⅳ课堂小结
沿溪线和越岭线的布设
Ⅴ作业布置
课后作业1234567。