郭兵文，魏世龍*，黃鵬菽，賈存鵬，，龐建平

（1．蘭州石化職業(yè)技術(shù)大學(xué) 土木工程學(xué)院，蘭州 730060；2．甘肅省交通規(guī)劃勘察設(shè)計院股份有限公司，蘭州 730030）

滑坡、地震、氣候?qū)こ淌┕び绕涫菍Ω咚俟返氖┕び绊懞艽?，本文有針對性地對古滑坡路線方案和寧遠(yuǎn)鎮(zhèn)過境段路線的初步設(shè)計方案與施工圖方案進(jìn)行路線、路基、路面、橋梁、隧道和交叉方面的比選，得出實際的施工方案，從而解決高速路和現(xiàn)有天巉路的橫向排水困難的問題，為以后此類工程項目提供相應(yīng)設(shè)計方案與施工圖方案。

1 工程概況

1.1 項目概況

本項目是連接通渭縣、安定區(qū)的一條便捷通道，同時也是連霍高速定西境內(nèi)的第二通道，能夠?qū)傻卮罅康娜宋暮妥匀宦糜钨Y源有機(jī)地聯(lián)系起來，形成一條有著豐富人文旅游資源和自然景觀的旅游走廊帶，帶動當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展[1-3]，而且景家店至唐家岔段與連霍高速構(gòu)成定西市繞城高速，有利于定西市城市發(fā)展。項目的建設(shè)對于完善區(qū)域路網(wǎng)結(jié)構(gòu)、帶動區(qū)域社會經(jīng)濟(jì)跨越式發(fā)展、促進(jìn)和諧社會和加快全面建成小康社會起到積極的作用[4-5]。項目路線起點（K0+000）位于通渭縣城北張家臺子與規(guī)劃S35景泰至禮縣高速公路以樞紐立交相接，經(jīng)通渭縣、馬營鎮(zhèn)、寧遠(yuǎn)鎮(zhèn)、李家堡鎮(zhèn)、鳳翔鎮(zhèn)景家口、團(tuán)結(jié)鎮(zhèn)、關(guān)門口、池溝、萬崖、新莊門、稱鉤驛鎮(zhèn)，至本項目終點（K118+040.877）稱鉤驛鎮(zhèn)唐家岔溝口與G22青蘭高速公路（與連霍高速公路共線）設(shè)置樞紐立交銜接。路線全長114.868 km，總體呈東南向西北走向。項目分兩期實施。一期工程起點位于通渭縣城西側(cè)楊家嘴（K5+920），與X093線以平面交叉連接，以銜接通渭縣城市道路，同時設(shè)置主線收費站，并預(yù)留通渭西互通立交位置，終點（K118+040.877）位于安定區(qū)稱鉤驛鎮(zhèn)唐家岔溝口，與G22青蘭高速采用樞紐互通立交連接本項目一期工程路線全長108.948 km。二期工程起點位于通渭縣張家臺子，終點與一期工程順接，并在規(guī)劃S35線位明確后與S35同步實施。

1.2 項目規(guī)模

本項目路線全長114.868 km，一期工程路線長108.948 km。一期工程主線共設(shè)置橋梁23 841.62 m；其中特大橋1 174.5 m/1座，大橋21 080.5 m/61座，中橋1 176 m/14座，通道橋410.62 m/20座；涵洞86道，通道涵102道（均以雙幅計，不含立交匝道橋涵），天橋5座；共設(shè)置隧道5 824 m/5座。橋隧占路線總長的27.2%；全線共占地6 001.58畝（1畝約等于667 m2，下同）；挖方共計1 700.807萬m3，填方322.411萬m3。共設(shè)置互通式立交11處，一期工程共設(shè)置互通式立交10處（其中樞紐互通2處），即通渭西立交、馬營立交、紅土窯立交、李家堡立交、高養(yǎng)中心立交（專用立交）、景家口樞紐立交、定西南立交、定西西立交、稱鉤驛立交和唐家岔樞紐立交。

2 沿線地形地貌、滑坡、地震及氣候特征

2.1 地形、地貌

項目區(qū)原始地形受新構(gòu)造運動的控制及后期流水作用的侵蝕，使得各地特征有所不同。按地貌類型的基本形態(tài)、組合形態(tài)、展布規(guī)律、空間關(guān)系及成因類型等特征，區(qū)段內(nèi)地貌類型主要為黃土堆積侵蝕長梁緩坡區(qū)如圖1所示。

圖1 黃土堆積侵蝕長梁緩坡地貌

該地貌主要分布于山前河谷階地后緣，由黃土梁峁組成，海拔一般為1 800～2 250 m，相對高差一般為50～200 m，梁頂不寬，坡翼到谷緣坡梁較長，坡面積較大，坡度在15°～25°。該區(qū)除局部出露的花崗巖、新近系褐紅色黏土巖外，主要由風(fēng)積黃土堆積而成，形成黃土堆積丘陵或長梁地貌，主要分布地層為第四系上更新統(tǒng)風(fēng)積黃土（Q3eol），下部為第四系下、中更新統(tǒng)（Q1-2al+pl）粉質(zhì)黏土和砂礫層，下伏基巖為新近系臨夏組第四段（N2l4）泥巖。

2.2 水文地質(zhì)

項目區(qū)屬干旱區(qū)，常年干旱少雨，河流沖溝常年干涸，只在每年暴雨季節(jié)形成洪流，地下水主要在黃土梁間川臺地貌區(qū)和黃土泥巖面附近存在，地下水類型為潛水和上層滯水。大氣降水是工程區(qū)地下水的主要補給來源，主要通過含水層孔隙、裂隙直接滲入補給，在斜坡段隨地形由高到低逕流運動，排泄于溝谷或河流，水文地質(zhì)條件相對簡單。

2.3 滑坡

擬建公路位于隴中黃土高原丘陵壑區(qū)，沿線滑坡發(fā)育，多為黃土滑坡，主要分布于黃土溝壑區(qū)相對陡立的兩岸或邊坡地帶，滑坡總體不發(fā)育?；麦w一般堆積于坡腳處，部分被流水或人工搬運沖走?；w規(guī)模主要取決于土體厚度和性質(zhì)、斜坡的寬度、完整性和臨空面的高度，以中、小規(guī)模滑坡為主，滑坡平面上呈圈椅狀、弓形、舌形，滑坡周界清晰。經(jīng)地質(zhì)選線繞避，路線走廊帶大多滑坡距線路有一定距離，對擬建工程無直接影響。

2.4 地震

根據(jù)GB 18306—2015《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》表C.28“甘肅省城鎮(zhèn)II類場地基本地震動峰值加速度值和基本地震動加速度反應(yīng)譜特征周期列表”：通渭縣、華家?guī)X鄉(xiāng)、馬營鎮(zhèn)、寧遠(yuǎn)鎮(zhèn)、李家堡鎮(zhèn)、團(tuán)結(jié)鎮(zhèn)地震基本烈度為VIII度，地震動峰值加速度值為0.20 g，地震動反應(yīng)譜特征周期為0.45 s；鳳翔鎮(zhèn)、內(nèi)關(guān)營鎮(zhèn)、秤鉤驛鎮(zhèn)地震基本烈度為VII度，地震動峰值加速度值為0.15 g，地震動反應(yīng)譜特征周期為0.45 s[6-8]。

2.5 氣溫、降雨、日照、蒸發(fā)量、主導(dǎo)風(fēng)向及凍深等

研究區(qū)屬于溫帶半干旱氣候區(qū)。總的氣候特點是降水稀少、干燥寒冷、晝夜溫差大和冬季較長。據(jù)定西多年氣象資料統(tǒng)計，多年平均降雨量約390 mm。境內(nèi)降水分布很不均勻，區(qū)域降水量從東向西遞減，具體見表1。

表1 工程區(qū)氣象條件表

3 路線方案的優(yōu)化及比選論證

選取全線具有典型代表性的古滑坡路線段（K12+500—K12+800）和寧遠(yuǎn)鎮(zhèn)過境段（K47+300—K50+000）為例進(jìn)行線路設(shè)計的優(yōu)化和必選論證，施工圖設(shè)計階段根據(jù)初步設(shè)計確定的路線走向，經(jīng)實地調(diào)查地形、地物，充分考慮沿線城鎮(zhèn)規(guī)劃、生態(tài)環(huán)境、施工條件和施工期間的車輛保通、工程造價、當(dāng)?shù)卣罕娨庖?，對全線路線方案進(jìn)行了優(yōu)化及比選論證。

3.1 古滑坡路線方案（K12+500—K12+800）

初設(shè)階段在K12+450—K14+000設(shè)置填方路基壓占現(xiàn)有牛谷河溝道，對滑坡形成反壓，但天巉路在此段為高填方路基，在對應(yīng)主線樁號K12+656、K13+500處設(shè)置低位排洪涵，向牛谷河溝道排水，填溝方案導(dǎo)致高速路和現(xiàn)有天巉路的橫向排水困難。施設(shè)階段對此段方案進(jìn)行優(yōu)化，為繞避滑坡將高速公路路線調(diào)整至原天巉路位置，原天巉路左改移。有效解決高速路和現(xiàn)有天巉路的橫向排水困難的問題，無需將此段天巉路低位涵廢棄。對滑坡前緣無擾動，避免地質(zhì)災(zāi)害，具體方案對比見圖2、表2。

圖2 K12+500—K12+800初步設(shè)計與施工圖設(shè)計方案對比圖

表2 主要技術(shù)指標(biāo)及工程規(guī)模對比表

3.2 寧遠(yuǎn)鎮(zhèn)過境段（K47+300—K50+000）

初步設(shè)計K48+000—K48+200段設(shè)置于前川河回水灣頂部通過，該回水灣河底至坎頂高約45 m，初步設(shè)計線位標(biāo)高距河底高差約58 m，路基邊緣距坎底約90 m，且K48+050—480段右側(cè)填高較高，最大填高約25 m，該段施工難度大，運營期間存在一定的安全隱患，因此施工圖階段將該段平面線位調(diào)整至坡腳處，K47+960—290段設(shè)置11～30 m橋梁跨越回水灣。該段施工圖設(shè)計較初步設(shè)計增加橋梁長度150 m，具體方案對比見圖3、表3。

圖3 K47+300—K50+000初步設(shè)計與施工圖設(shè)計方案對比圖

表3 主要技術(shù)指標(biāo)及工程規(guī)模對比表

4 結(jié)論

現(xiàn)場調(diào)研分析了線路經(jīng)過區(qū)域的地形地貌、滑坡、地震及氣候?qū)ζ涞挠绊?，有針對性地對古滑坡路線方案和寧遠(yuǎn)鎮(zhèn)過境段路線方案的初步設(shè)計方案與施工圖方案進(jìn)行路線、路基、路面、橋梁、隧道和交叉方面的比選，得出實際的施工方案，有效地解決了高速路和現(xiàn)有天巉路的橫向排水困難的問題，無需將原有路低位涵廢棄，對滑坡前緣無擾動，避免地質(zhì)災(zāi)害。寧遠(yuǎn)鎮(zhèn)過境段路基最高填方達(dá)25 m，原初步設(shè)計施工難度較大且存在一定的運營安全隱患，優(yōu)化后的實際施工方案增加150 m的橋梁解決了隱患，降低了施工難度，有效優(yōu)化了初步設(shè)計。