摘要：文章主要介紹臨吉高速公路雲臺山段項目區的地理地貌和工程地質概況，以及該段路線方案設計過程及經驗。
關鍵詞：雲臺山特長隧道；路線設計
國家高速公路網青島至蘭州公路山西境臨汾至吉縣段高速公路第LZ2合同段位於山西省臨汾市鄉寧縣和吉縣境內，本合同段項目起點位於鄉寧縣高崖底村南，終點位於吉縣葦子灣。路線全長50.75km，採用四車道高速公路標準建設，設計速度採用80km／h，路基寬度採用24.5m(分離式路基寬度12.25m)。本項目是國家高速公路網“7918”規劃方案第六橫的重要組成部分，也是山西省規劃的“人字骨架，9橫9環”高速公路網主骨架中第八橫(黎城下灣至吉縣壺口)的重要組成部分。
項目區位於山西省東南部，大的地貌單元上屬於黃土高原，總地勢爲“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，除沖積平原區地形條件簡單外，其他區地形切割劇烈，河谷發育、溝壑縱橫，屬於地形條件複雜地區。區內最高點爲鄉寧與吉縣分界的高天山，海拔1820m，最低點位於黃河河谷中段，海拔約爲420m,兩者之差約爲1400m。
1 雲臺山段自然地理和工程地質概況
1.1地形地貌
總體地貌單元上屬於黃土高原，地勢爲“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，沖溝底部大多基岩出露。羣山疊嶂，溝壑縱橫，地形複雜，高差變化較大，使得氣候特徵各具代表性。區內總體屬暖溫帶大陸性季風氣候區，具有四季分明，冬長夏短，春季乾燥、多風；夏季炎熱、雨量集中；秋季涼爽溼潤，秋雨多於春雨；冬季寒冷乾燥，雨雪偏少。
根據地表形態特徵及其成因類型，該地區屬黃土殘塬區。微地貌單元以黃土塬、黃土樑、黃土沖溝爲主，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岩夾泥岩，水平狀，中薄層。區內黃土沖溝多爲近南北向，溝壁陡立，多呈“V”字型，與路線多呈大角度相交。本區段海拔在619m～916m之間，溝谷切割深度100m～200m。
1.2工程地質
雲臺山所處區域構造位於鄂爾多斯斷塊南緣的關王廟北東向褶帶中部，屬於構造運動相對穩定地區，隧址區屬於黃土覆蓋單斜構造區，區內地層總體向北西緩傾，產狀介於300°～330°∠3°～8°之間。斷裂構造不發育，野外調查、鑽探及物探均未發現斷層跡象。進出口基岩中發育兩組直立節理，走向分別爲3200°～330°、50°～60°，節理面平直，微張，黏性土充填。
該路段廣泛分佈第四系黃土，二疊及三疊系岩層僅在溝谷底部出露，構造相對簡單，對路線的主要影響來源於複雜的地形，由於Q2亞黏土壁立性強，經常形成深大沖溝，失穩後有滑塌的可能。該段線路工程地質條件比較簡單，屬於較穩定工程地質分區。
1.3水文地質、地震
位於鄉寧縣劉家溝與吉縣棗莊河西溝之間，穿越鄉寧縣和吉縣之間的分水嶺雲臺山，吉縣端洞口前河溝中有微量的溪流，個別點有泉眼，雲臺山嶺脊的洞頂沒有地表水，臨汾端馬家河溝中有微量的溪流。隧址區地表水來自大氣降水及山泉等共同補給。
隧址區地下水較少，圍巖出水狀態一般表現爲砂質巖裂隙中可能有很少量的滴滲水現象，並以局部滲水爲主。
項目區位於山西省南部，屬典型的板內構造地震區，特點是強度大、震源淺，破壞性地震多爲主震餘震型，小震多屬震羣型或單個突發型，震中在平面上多爲北北東向、北東向或北西向的條帶狀，與斜列盆地邊緣的構造斷裂方向相一致，震源深度在剖面上多呈層狀，多數地震的震源在14km～20km之間。2路線設計原則
經對高速公路實地勘測調查，在1：2000地形圖上對線位進行詳細優化，對局部線位及主要控制點的線位段進行了認真比對、佈設，作了局部的調整優化。路線具體設計中，從公路線形人手，優化平縱組合、改善線形，使線形組合的各技術指標除符合平面、縱斷面規定外，還考慮了橫斷面對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。在對臨吉高速公路雲臺山段進行設計時先確定、遵從總體設計原則如下：
(1)路線走向符合路網總體規劃，爲當地經濟發展服務，合理選擇交通車流集散點，注意路網布局的合理性。
(2)路線佈設儘量採用低線位，以避免高填深挖，減少橋樑、隧道的數量；同時對滑坡等不良地質儘量繞避。
(3)根據實際地形、地物，在平、縱面上可以採用較低指標。以減少工程數量，降低工程造價。
(4)堅持可持續發展主題，合理有效地利用資源，做到“四個合理”：合理把握路線走廊帶、合理利用線位資源、合理確定建設規模、合理確定工程方案。
(5)嚴格控制工程造價，倡導科學合理的全壽命週期成本理念，加強各專業設計時技術與經濟的有機結合，在確保安全和功能的前提下，嚴格控制工程造價，節約工程投資，以達到最佳的技術經濟效益。
3 路線設計中的特點和難點
項目路線設計的特點：臨吉高速公路項目區總地勢爲“兩川夾一山”，受地形限制，路線走廊帶非常狹窄，只能沿劉家溝佈設以隧道形式穿過雲臺山，沿馬家河溝佈設，地形條件複雜，自然橫坡較大，多處存在路基高邊坡問題，爲了邊坡加強穩定性，在邊坡形式上採用了設定寬平臺。
項目路線設計的難點：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，縮短特長隧道長度。在地形條件複雜、自然橫坡較陡段的條件下，尋求路線平、縱、橫最有利的結合，確保路基穩定性，消減路基高邊坡。
4 對路線設計時難點的主要對策
根據山嶺區地形特點，在對臨吉高速公路路線設計時，結合地形條件和工程地質條件，提出多個方案進行認真比對，合理採用路線平縱指標。在路線方案優化過程中，採用路線方案總體圖的方式，使平、縱、橫有利的結合，縮短橋樑和隧道長度，使工程造價最低。在特長隧道方案的選擇上，對隧道長度、斜豎井及後期運營及養護費用方面進行了比選。
我們透過對本區進行了較爲詳細的地形概況和工程地質分析後，結合本次總體的線路選線原則，針對雲臺山特長隧道設定長度不同的情況，共提出A、P、u三個方案，見圖1。
4.1 A線方案(AK224+300～AK236+920)
A線方案基本採用工可方案，路線長度12.62km，特長隧道縱坡爲-1.864％，特長隧道長度4485m，橋樑長度4028m。
4.2 P線方案(PK224+300～PK235+041.901) P線方案線位於AK224+300處與A線分離向西展線，設一座6950m的雲臺山特長隧道後與A線方案相接，P線方案路線長度10.742km，特長隧道縱坡-1.632％，橋樑長度1978.5m。與對應的A線方案相比，優點：比對應的'A線方案里程短1778m；特長隧道縱坡較A線方案特長隧道縱坡小；橋樑比對應的A線方案橋樑短2049.5m。
缺點：比對應的A線方案特長隧道長2465m；P線方案雲臺山特長隧道需設斜、豎井通風，對應的A線方案雲臺山特長隧道不需設斜、豎井；P線方案特長隧道比對應的A線方案施工工期長，特長隧道的前期投資和後期運營費用高；比A線方案壓佔煤礦資源多。
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，設一座6519m的特長隧道後與A線方案相接。U線方案路線長度11.227km，特長隧道縱坡-1.3％，橋樑長度2497m。與對應的A線方案相比，優點：比對應的A線方案里程短1393m；特長隧道縱坡較A線方案特長隧道縱坡小；橋樑比對應的A線方案橋樑短1531m。
缺點：比對應的A線方案特長隧道長2034m；u線方案特長隧道需設斜、豎井通風，對應的A線方案雲臺山特長隧道不需設斜、豎井；U線方案特長隧道比對應的A線方案施工工期長，後期運營費用高，比A線方案壓佔煤礦資源多。
經過綜合比選論證，從施工和運營安全、工程造價方面考慮，因此推薦A線方案。
5 結束語
路線的選定應根據地形條件，並在對工程地質、水文地質、自然景觀等進行充分調查的基礎上，以選定路線線位、主要平縱技術指標、沿線橋隧設定，還應綜合考慮公路的平面、縱斷面、橫斷面三者間的關係，做到平面順適、縱面均衡、橫面合理，以及隧道後期運營情況。本文結合臨吉高速公路雲臺山段路線設計實例，對山嶺區高速公路路線設計作了初步探討，總結了設計中成功的經驗。路線設計必須綜合考慮各方面因素，是一個不斷重複、優化的總體設計過程，平縱面線形的合理組合，不僅僅要滿足規範、指標，更要在設計中貫穿“以人爲本”的理念，讓公路真正做到安全、環保、舒適、美觀。