云南山区公路设计原则及设计理念探讨
摘要：云南省位于我国西南边陲。全省土地面积中，山地和高原分别占全省面积的84%和10%，盆地仅占6%。云南省地质地貌较差，导致云南省公路的等级较低,本文将结合云南省的土地资源、地质地貌、经济发展等方面，对云南省公路的设计原则和设计理念进行探讨。
关键词：云南省,山区公路,设计原则设计理念
1.引言
云南位于中国大陆西南边陲。高原山区省份，属青藏高原南延部分。南部以元江谷地、北部以云岭东侧的宽谷盆地为界，分为东、西两大地形区。东部为滇东、滇中高原区，地形波状起伏，平均海拔2000米左右;西部为横断山脉纵谷区，高山深谷相间，相对高差较大。南部海拔一般在1500-2200米，北部在3000-4000 米。只是在西南部边境地区，地势渐趋和缓，河谷开阔。
云南地质地貌较差，导致云南省公路的等级较低，修筑困难、成本投入较大。同时施工技术较落后，施工质量不高。且由于经济比较落后，新技术、新工艺推广困难，整体水平比较落后。总体来说，云南公路的设计特点有：
(1)特殊性：高原山区复杂的地理环境，决定了其间穿行的公路必须长距离展线克服高程障碍，越岭线、山腰线、傍山线是高速公路的主体，路线纵面指标的综合应用决定了工程项目的规模、投资，甚至走向等。路线方案必须以纵坡为主导，路线纵坡具有一票否决权决定路线方案的特殊性;
(2)复杂性：云南复杂多变的地形地貌、错综复杂的构造体系、垂直分布的立体气候，公路作为一种线性构造物，会遇到各种各样的情况，路线方案比选与确定的因素具有“因地制宜，就地取材”的特点，其决定性因素随设计人对地形、地质、水文、气候、人文、结构、材料、指标等不同阶段的了解和认知程度而不同，具有相当的复杂性。如何确定出合理的路线方案，成为设计人选线的关键;
(3)矛盾性：云南山区公路勘察设计理念、建设规模与时代观念、认识水平和经济实力、国家财政政策息息相关，并且由于其单元平均投人比平原区更高，投资回投比发达地区低和山区特殊、复杂的地理环境，联系更为紧密，决定了高原山区公路路线方案选择具有社会期盼和经济实力，发展与建设等多重矛盾的特点。
2. 云南山区公路设计理念
2.1 以功能为主线
公路建设要以国家高速公路网为重点，其中西部地区的重点是以国家网、西部开发公路干线为主。但值得注意的是西部地区公路建设规模过大，速度过快。我国西部地区的社会经济发展远滞后于东部、中部及南部地区，生态环境脆弱，现有公路交通量很小。相关资料指出不少地区在近几年竣工的国道主干线上，每小时的交通量只有几辆至几十辆。这些地区修建高速公路的资金除国家支持一部分外，大部分来自国内外银行贷款，由于交通量小，仅依靠收费不能还贷，每年还需偿还贷款利税，修建高速公路给这些地区背上了沉重的经济负担，也给国家的资金和自然资源造成了巨大的浪费。
2.2 以安全为核心
安全是公路设计和建设需考虑的首要因素。据估计，全世界每年约有100万人死于道路交通事故，1000万人在交通事故中受伤致残。通过对交通安全进行的大量的研究，西方发达国家从20世纪70年代以来，交通事故死亡人数逐渐下降。因驾驶员行为的改善，公路和车辆设计优化以及交通法规的完善，这种趋势还将持续保持下去。以2003年为例：2003年云南省的通车公路总里程为全国第一，达166133公里;全年共发生交通事故20 676起，死亡3138人，受伤7083人，经济损失近1亿元。但据统计，有10%-20%的交通事故与道路条件有直接的关系，有50%-60%的交通事故与道路条件有间接的关系。国外发展经验证明，国民经济快速增长事时期交通安全问题比较突出，我国是人口大国，目前也是“交通事故大国”，对于正处于经济快速发展时期的我国来说，分析把握不同因素对安全的影响，制定和采取相应安全的公路设计策略尤为重要。
2. 3合理采用技术标准 灵活运用技术指标
美国联邦公路管理局(FHWA )在 20世纪90年代后期出版了《Flexibility in Highway Design》(公路设计灵活性)的书，书中提出设计灵活性的概念。实际上，这种设计理念是建立在充分掌握和理解现有标准、规范本质的基础之上，在不降低安全性的前提下，通过合理选择标准、灵活运用设计指标，寻求达到更符合公路沿线可持续发展的需要和利益的目标。
云南省地形地质条件特殊，经济条件落后，这就要求在公路设计中秉承合理采用技术标准，灵活运用技术指标这一理念。如磨黑~思茅公路是国道213 线中的一段，全长 65km。与之相接的前后段高速公路标准均为设计计算行车速度60km/h，路基宽 22.5m 。从交通量上看与前后段亦无大的变化，故宜采用60km/h的标准进行设计，但这与现行标准不符。标准中规定：60km/h 高速公路只有在特殊困难的局部路段、且因新建工程可能诱发工程地质病害时，经论证后方可采用，但长度不宜大于15kmp。
3. 环境协调性分析与地质选线
公路的发展所带来的资源环境问题主要体现在资源占用、生态环境影响、水气声渣等污染物排放以及社会影响等方面。交通的建设和运营意味着将消耗一定的物质资源，其中包括土地、能源、旅游资源、水资源等一系列重要战略性资源的占用。根据有关预测，到2010年和2020年我国公路建设用地需求将较2004年分别新增129.83 万hm2和229.05 万hm2，若新增用地的耕地比重按 40%计算，2020年公路较2004年需要新占用耕地135.6 万hm2。通过GIS 分析，预计国家高速公路网将穿越森林约为4860km，草原为3374km，湿地为1220km，荒漠为3254km。预计国家高速公路网将影响47处国家级自然保护区、4 处世界自然文化遗产、27处国家森林公园、23处国家地质公园、7 处国家重点风景名胜区、11 个生物多样性保护关键地区和27个珍稀濒危物种分布区。因此，公路建设应充分考虑土地和生态环境保护的问题。
云南省素有“植物王国”的美誉，集中了从热带、亚热带、温带甚至寒带的所有品种，提供了种类繁多的野生动物栖息环境。因此，在云南省高速公路建设中加强生态环境的保护，如云南保山-腾冲高速公路环评和设计。
保山-腾冲公路起于国道主干线(GZ65) 上海-昆明-瑞丽高速公路保山立交，由东向西设隧道穿越高黎贡山，进入龙川江河谷，越岭经勐连、小关坡、和顺至腾冲与省道S317线和省道S233线交叉口相接。项目处于滇西西部交通枢纽的重要位置，是我国通往南亚国家的便捷通道。项目K0+000~K10+000 区域内涉及的自然保护区主要有高黎贡山自然保护区、小黑山自然保护区。为了避让自然保护区及生物走廊带，项目设置了3 段局部比较方案：A 方案置了7070m 特长隧道穿越高黎贡山生物走廊带，在陆地上没有经过自然保护区及生物走廊带;B 方案以路基的形式穿越拟建小黑山自然保护区的生物走廊带;C方案设置5850m 特长隧道穿越小黑山自然保护区古城寺片区的核心区与实验区。其中A 方案特长隧道进出口皆在生物走廊带之外，进口距生物走廊带边缘约为680m，出口距生物走廊带边缘约为1840m，且里程最短;B 方案在小黑山自然保护区生物走廊带里路基的长度约为1280m ;C 方案特长隧道进口距小黑山自然保护区古城寺片区实验区边缘约为370m，出口距实验区边缘约2510m。由于B方案经过小黑山自然保护区生物走廊带，路线采用路基通过，对保护区生物走廊带的物种多样性及物种之间的交流影响较大，且路线里程最长;C方案以特长隧道通过自然保护区的核心区和实验区，因地下水泄露、发生地表水疏干对核心区和实验区的植被产生不利影响的环境风险很大，并且路线位于怒江大断裂带上，互通式立交不易布设，且影响行车安全。而A 方案以隧道穿越保护区生物走廊带，对生态环境的不利影响相对较小，且路线最短，虽然隧址地下水含量较丰富，施工中可能发生的突涌，但通过有效的地质勘察、地质预测预报及合理的堵水防漏措施成功进行预防。因此，在工程可行的前提下，环评推荐采用了A 方案。
4. 结论
云南地形地质条件复杂，地质环境脆弱，灾害多发，分布有大量的滑坡、泥石流、岩崩、岩溶等不良地质现象。此外由于当地的气候和地理环境，云南素有“植物王国”的美誉。因此在建设山区公路中，应结合云南省独特的地质条件、地理环境，采用灵活的设计原则和理念，优选出工程地质条件最好、地质灾害最少、工程建设对地质环境的不利影响最小的最佳路线。
参考文献
1. 《国家发展改革委关于高速公路建设有关问题的通知》 (发改交运[2007] 720 号)
2. Pearce ，T.，Maunder，et a1 .Bus accidents in India ，Nepal，Tanzania ，and Zimbabwe[R-].Transportation Research Record 1726，Washington，D.C .2000 ：16—23
