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        高烈度地震區(qū)高等級公路路線方案的思考

        2022-06-23 02:34:24
        黑龍江交通科技 2022年5期
        關(guān)鍵詞:尋甸牛欄走廊

        梁 棟

        (中國華西工程設(shè)計(jì)建設(shè)有限公司,湖南 長沙 410000)

        尋甸縣易隆至白石巖公路工程項(xiàng)目地處云南省東南部,總體呈南北走向,起于易隆,經(jīng)星河溫泉小鎮(zhèn)、鐘靈山國家級森林公園、鳳龍灣水庫旅游景區(qū)、云南影視產(chǎn)業(yè)實(shí)驗(yàn)區(qū)天湖島基地,止于白石巖。項(xiàng)目起點(diǎn)處接國家高速公路網(wǎng)G60滬昆高速易隆立交,蒲草塘處接國家高速公路網(wǎng)G85渝昆高速蒲草塘立交,與規(guī)劃中的金七一級公路、倘甸-甸沙-尋甸-河口-白石巖高速公路相銜接,南北縱向連接了兩條國家高速公路,串聯(lián)尋甸縣“三橫五縱”公路網(wǎng)的“兩橫”,連通尋甸東部旅游發(fā)展軸的重要節(jié)點(diǎn),并能快速連接昆明主城區(qū)和昆明長水國際機(jī)場,該項(xiàng)目將填補(bǔ)該區(qū)域縱向高等級公路空白的現(xiàn)狀及規(guī)劃縱向路網(wǎng)空白的缺陷,是區(qū)域干線路網(wǎng)重要組成部分。

        尋甸縣易隆至白石巖公路起點(diǎn)至蒲草塘段(K0+000~K54+600)采用四車道一級公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè),設(shè)計(jì)速度80 km/h,路基寬24.5 m;蒲草塘至止點(diǎn)段(K54+600~K71+864.123)采用兩車道二級公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè),設(shè)計(jì)速度60 km/h,路基寬12 m;尋甸縣城聯(lián)絡(luò)線(LK0+000~LK7+563.186)采用四車道一級公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè),設(shè)計(jì)速度80 km/h,路基寬24.5 m。

        項(xiàng)目所經(jīng)區(qū)域地形地貌極為復(fù)雜,屬高烈度地震區(qū),由于控制點(diǎn)間的相對高差大,須反復(fù)傍山展線,不可避免出現(xiàn)高墩橋、隧道等控制性構(gòu)造物,總體指標(biāo)與沿線控制性構(gòu)造物規(guī)模之間取舍是矛盾集中體現(xiàn),選取了較為典型的K29~K42路段,從工程規(guī)模、環(huán)境保護(hù)及工程造價(jià)上進(jìn)行分析論證,得到最優(yōu)方案。

        1 典型路段基本情況

        尋甸縣易隆至白石巖公路K29~K42路段所經(jīng)區(qū)域?yàn)槿芪g侵蝕地貌,多為巖溶低中山、溶丘洼地、峰叢洼地亞區(qū),路線所經(jīng)區(qū)域地震加速度0.3 g,對應(yīng)地震烈度為Ⅷ度;本路段路線方案限制較多,高烈度地震區(qū)橋梁墩高過大存在一定的工程風(fēng)險(xiǎn),需綜合考慮橋梁墩高、隧道規(guī)模及其他因素等對工程可行性及風(fēng)險(xiǎn)性的影響,本路段先對區(qū)域走廊帶進(jìn)行分析比選,并針對跨越牛欄江段落提出兩個(gè)局部方案分析比選。

        2 路線走廊帶的比選

        2.1 K線走廊帶方案

        K線起于發(fā)達(dá)小村,起點(diǎn)樁號K29+300,經(jīng)瓦窯松棵、糯基、老荒地,在白沙坡跨越牛欄江,新建隧道穿越象鼻嶺,在良子處跨越深切河谷,終于黃蘿卜陷塘,終點(diǎn)樁號K42+428,路線全長13.128 km。

        2.2 A線走廊帶方案

        A線起于發(fā)達(dá)小村,起點(diǎn)樁號AK29+300(對應(yīng)正線K29+300),經(jīng)阿那發(fā),在大河口跨越牛欄江、舊營村跨越深切河谷,經(jīng)良子,于黃蘿卜陷塘與正線相接,終點(diǎn)樁號AK41+414(對應(yīng)正線樁號K42+428),路線全長12.114 km。

        2.3 走廊帶方案建設(shè)規(guī)模

        表1 K線、A線主要工程規(guī)模表

        2.4 走廊帶方案分析比選

        (1)建設(shè)條件對比分析:兩方案都屬重丘地貌,低山與溝谷相間路段多高填深挖,溝谷與溪溝部位,工程地質(zhì)條件復(fù)雜,多采用高架橋跨越,山嶺部位多為隧道通過,路段大橋、隧道較多,地面高程變化一般1 800~2 200 m,地形切割強(qiáng)烈;A方案局部路段從河谷、菁溝分布較多農(nóng)田,不良地質(zhì)路段較多;從地形、地質(zhì)條件比較,K線較優(yōu)。

        (2)平縱面指標(biāo)對比分析:K線線性組合均衡,A線開始利用較低洼的走廊帶布線,減少跨越牛欄江橋梁高度,因此沿山體展線,平面指標(biāo)略差;兩方案的縱面沒有大的區(qū)別;從平面和縱面技術(shù)指標(biāo)比較,K線較A線具有一定的優(yōu)勢。

        (3)環(huán)境保護(hù)對比分析:兩方案沿線跨越牛欄江位置均采用高架橋形式通過,沿線設(shè)置隧道穿越山體,條件相當(dāng),而A線方案沿線兩次跨越低洼溝谷,溝谷下農(nóng)田分布,分布有較多民居,施工期間的污染難控制,對耕地及沿線居民造成較大影響;從環(huán)境保護(hù)比較,K線方案優(yōu)于A線方案。

        (4)公路用地對比分析:兩方案里程用地規(guī)模相差不大,但A線方案沿線局部耕地分布較多,占用耕地?cái)?shù)量較大;從用地來說,K線方案優(yōu)于A線方案。

        (5)工程規(guī)模對比分析:A線方案跨越牛欄江位置標(biāo)高較低,橋梁規(guī)??傮w比K線要優(yōu),K線在良子村處跨越良子菁溝橋墩較高,處于30~100 m之間,A比較線在此段橋梁高度處于30~70 m之間,減小了橋高,降低了施工難度;K線方案橋梁規(guī)模比A線少1 490 m,隧道規(guī)模長905 m,A線相對于K線節(jié)省建設(shè)里程1.03 km,但其橋梁工程規(guī)模比K線增加1 514 m,總的橋隧里程增加609 m,橋隧比中增加8.28%,兩者土石方、圬工數(shù)量相當(dāng),K線方案造價(jià)低于A線方案。

        (6)帶動區(qū)域旅游對比分析:K線方案從天湖島旅游度假區(qū)規(guī)劃區(qū)邊緣通過,避讓規(guī)劃區(qū)的同時(shí)也考慮度假區(qū)與連通本項(xiàng)目的便捷性,能夠有效帶動景區(qū)旅游經(jīng)濟(jì)發(fā)展,具有較高的社會、經(jīng)濟(jì)效益。A線方案從走廊帶上來看,距離天湖島旅游度假區(qū)規(guī)劃區(qū)較遠(yuǎn),社會、經(jīng)濟(jì)效益差;K線方案具有較大的優(yōu)勢。

        經(jīng)綜合比較,雖K線方案中白沙坡大橋、良子大橋存在橋梁標(biāo)高較高,橋梁跨徑偏大的問題,但橋梁標(biāo)高總體控制在技術(shù)成熟的方案內(nèi),風(fēng)險(xiǎn)可控;其余各方面K線方案均優(yōu)于A線方案,最終采用K線方案。

        3 跨牛欄江段落路線方案的比選

        3.1 K線方案

        K線跨牛欄江路段起于米咩哨村西側(cè),起點(diǎn)樁號K32+724,經(jīng)糯基、老荒地,在白沙坡跨越牛欄江,新建穿越象鼻嶺1#隧道穿越山體,終于K38+500,路線全長5.776 km。

        3.2 B線方案

        B線方案起于米咩哨村西側(cè),起點(diǎn)樁號BK32+724(對應(yīng)正線樁號K32+724),在糯基第一次跨越牛欄江后,沿牛欄江東側(cè)布線,在回龍?zhí)兜诙慰缭脚诮?,在沙溝跨越深切河谷,新建象鼻嶺1#隧道穿越山體,終于BK38+988.719(對應(yīng)正線K38+500),路線全長6.264 km。

        3.3 C線方案

        C線起于米咩哨村西側(cè),起點(diǎn)樁號CK32+724(對應(yīng)正線樁號K32+724),在白沙坡南側(cè)跨越牛欄江,新建象鼻嶺1#隧道穿越山體,終于CK38+531(對應(yīng)正線K38+500),全長5.807 km。

        3.4 C線方案

        表2 K線、BK線、CK線主要工程規(guī)模對比表

        3.5 跨牛欄江段落方案建設(shè)規(guī)模

        (1)建設(shè)條件對比分析:由于路線位置相距不大,本路段三個(gè)方案建設(shè)條件差別不大,都屬于重丘地貌,地形起伏較大,低山與溝谷相間路段多高填深挖,溝谷與溪溝部位,工程地質(zhì)條件較復(fù)雜,多采用高架橋跨越,山嶺部位多為隧道通過,本路段大橋、隧道較多,地面高程變化一般1 800~2 200 m,山坡上植被發(fā)育,地形切割強(qiáng)烈;

        (2)平縱面指標(biāo)對比分析:K線線性組合均衡,連續(xù);B線方案在跨越牛欄江位置,兩交點(diǎn)曲線基本呈C線曲線,線性差;C線方案從主線分離繞行K線方案西側(cè),線性指標(biāo)較差,略優(yōu)于B線;三方案縱斷面指標(biāo)差別不大;綜合比較,K線較最優(yōu),C線次之,B線最差。

        (3)環(huán)境保護(hù)對比分析:此路段三個(gè)方案環(huán)境敏感點(diǎn)主要是跨越牛欄江和隧道長度兩方面,K線方案跨越牛欄江一次,設(shè)置了一個(gè)885 m的隧道,對環(huán)境有一定影響;B線方案在此路段兩次跨越牛欄江,設(shè)置了一個(gè)950 m的隧道,對環(huán)境破壞大;C線方案跨越牛欄江一次,設(shè)置了一個(gè)1 236 m的隧道,對環(huán)境破壞較大;綜合比較,K線較最優(yōu),C線次之,B線最差。

        (4)公路用地對比分析:三方案用地類型區(qū)別不大,都是以林地和河流為主;C線方案因設(shè)置了兩處隧道,里程和K線方案差不多,用地最少;K線方案次之;B線方案里程最長,用地最大;

        (5)工程規(guī)模對比分析:此路段三個(gè)方案工程規(guī)模,主要是集中在橋梁和隧道兩個(gè)方面,本路段不可避免的是設(shè)置橋梁跨越牛欄江,克服高差而設(shè)置隧道下穿山體;三個(gè)方案因線位高程差別不大,橋梁高度相當(dāng),隧道因地形地貌有一定區(qū)別;K線方案設(shè)置了一座連續(xù)鋼構(gòu)大橋跨越牛欄江、一座隧道,橋梁、隧道綜合里程為2 719 m,工程規(guī)模最小,造價(jià)最低;B線方案設(shè)置了三座連續(xù)鋼構(gòu)大橋兩跨牛欄江、一次跨越河谷,一座隧道,橋梁、隧道綜合里程為3 444 m,工程規(guī)模最大,造價(jià)最高;C線方案設(shè)置了一座連續(xù)鋼構(gòu)大橋跨越牛欄江、一座隧道,橋梁、隧道綜合里程為3 350 m,工程規(guī)模較大,造價(jià)較高;綜合比較,K線較最優(yōu),C線次之,B線最差。

        經(jīng)綜合比較,從工程規(guī)模、環(huán)境保護(hù)及工程造價(jià)上看,K線方案最優(yōu),C線次之,B線最差,最終采用K線方案。

        4 結(jié) 語

        以尋甸縣易隆至白石巖公路為依托,選取了受地形地貌、地震烈度影響較大的K29~K42段落進(jìn)行實(shí)例分析,通過對兩大走廊帶方案及三大節(jié)點(diǎn)方案的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行量化,從影響工程建設(shè)多方面因素比選分析,較好的解決了總體指標(biāo)與控制性構(gòu)造物之間平衡關(guān)系,選出了最優(yōu)的路線方案;也為類似高等級公路面對類似情況時(shí),采取大方案走廊帶到關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)、由宏觀方案到微觀方案的逐漸深入的方式,從把握路線走廊帶、利用線位資源、選擇控制性構(gòu)造物規(guī)模、制定工程方案等達(dá)到技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益最佳提供了經(jīng)驗(yàn)。

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