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        水庫庫區(qū)復(fù)建公路總體設(shè)計方案比選及設(shè)計要點
        ——以瀘定水電站國道318復(fù)建工程為例

        2023-03-12 12:20:22陳校寧李國兵
        四川水泥 2023年2期
        關(guān)鍵詞:公路

        陳校寧 李國兵

        (四川省林業(yè)和草原調(diào)查規(guī)劃院,四川 成都 610081)

        0 引言

        瀘定水電站位于四川省甘孜藏族自治州瀘定縣境內(nèi),為《四川省大渡河干流水電規(guī)劃調(diào)整報告》推薦22級方案中的第12個梯級電站。電站設(shè)計正常蓄水位1378m,死水位1375m,總庫容2.195億m3,裝機(jī)容量920MW。國道318線K2800+062~K2814+880段在瀘定水電站下閘蓄水后將被淹沒,應(yīng)對其進(jìn)行復(fù)建。項目于2007年6月開始施工,2012年6月國道318復(fù)建段全線建成通車。本文就以該復(fù)建工程為例,并結(jié)合多條庫區(qū)復(fù)建公路的設(shè)計經(jīng)驗,對庫區(qū)復(fù)建公路總體設(shè)計方案進(jìn)行比選,并分析設(shè)計要點。

        1 工程地質(zhì)條件及采用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

        1.1 工程地質(zhì)條件

        瀘定水電站318國道復(fù)建工程位于大渡河中上游瀘定縣境內(nèi),為高山峽谷地形,河谷兩岸山體雄厚,谷坡陡峻,自然坡度一般45°~60°,第四系松散堆積物與基巖相間出露?;鶐r強(qiáng)風(fēng)化帶較厚,第四系松散堆積物以崩坡積塊碎石土和沖洪積碎(卵)石土為主,結(jié)構(gòu)較松散。

        根據(jù)瀘定水電站可行性研究報告,國道318復(fù)建工程所在的岸坡共有坍岸影響區(qū)7個,合計長4.579km,其中傘崗坪影響區(qū)和咱里影響區(qū)共2.085km,3處復(fù)建路線對其進(jìn)行了繞避,其余2.494km,4處均位于復(fù)建路線范圍內(nèi),均為覆蓋層坍岸,可能坍岸寬度為17~18m,高度為16~17m。

        1.2 采用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

        根據(jù)本項目的功能定位,結(jié)合交通量發(fā)展、地形地質(zhì)條件,按照《水電工程水庫淹沒處理規(guī)劃設(shè)計規(guī)范》(DL/T 5064-1996)確定的“原規(guī)模、原標(biāo)準(zhǔn)或者原恢復(fù)功能”的復(fù)建原則,綜合確定該復(fù)建工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為二級公路,設(shè)計速度40km/h,路基寬度8.5m。

        2 典型路段路線方案

        2.1 樞紐區(qū)路線方案比選

        根據(jù)瀘定電站樞紐區(qū)建筑物的布置,擬定了多個路線方案,經(jīng)論證分析,重點研究走右岸的兩個方案(見圖1),其中A線方案完全避開電站樞紐區(qū),K線方案從樞紐區(qū)中穿過。

        圖1 樞紐區(qū)路線方案平面示意圖比較

        A線方案起點接原318國道AK2797+900m處,在AK2798+290以半徑R=255m的左轉(zhuǎn)彎進(jìn)洞,在咱里出洞(AK2801+160),隧道全長2870m,隧道內(nèi)縱坡1.90%,單向坡。A線方案路線全長3.76km。

        K線方案起點接原318國道K2797+900處,K2798+600~K2798+800段路線跨越瀘定水電站尾水渠,K2798+985~K2800+643為隧道路段。隧道內(nèi)縱坡3.0%,隧道全長1658m。K線路線全長4.028km。樞紐區(qū)路線方案比較見表1。

        表1 樞紐區(qū)路線方案比較

        K線瀘橋隧道位于瀘定水電站泄洪洞與引水洞之間(均為無壓水工隧道),平面上距離泄洪洞50~70m,距離引水洞100~260m;高程上,瀘橋隧道整體均比泄洪洞和引水洞高,比泄洪洞底板高44.8~37.6m,比引水洞底板高程高19.1~40.6m。隧道軸線距離右岸壩肩垂直距離227m,在垂點位置隧道設(shè)計高程比正常蓄水位低7m?,F(xiàn)經(jīng)過10余年的運營,瀘橋隧道運行較好,無滲水現(xiàn)象。

        尾水渠大橋位于R=255m的平曲線上,橋上縱坡4%,采用6~40m現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁。施工中遇到尾水渠大橋與壓力鋼管運輸、廠房基坑施工及機(jī)電安裝交叉作業(yè)等干擾問題[1]。招標(biāo)時甲方采用電站廠房與尾水渠大橋打捆發(fā)包的方式,施工干擾程度有所降低。

        2.2 水庫移民安置區(qū)路線方案

        瀘定水電站擬在復(fù)建G318公路周邊新建傘崗坪、沙灣、烹壩三個移民安置點,總搬遷安置人口為2442人。G318復(fù)建路線與移民安置點規(guī)劃充分銜接,考慮將移民安置點作為路線控制點,采取“近而不進(jìn)”的原則予以連接。本文以烹壩集鎮(zhèn)安置點為例進(jìn)行介紹。

        從圖2可知,F(xiàn)線為高線方案,該方案路線基本位于正常蓄水位以上,從既有場鎮(zhèn)與規(guī)劃移民安置點之間經(jīng)過。K線方案K2810+300~K2811+226.96為低線方案,該線基本位于水庫淹沒線以下,以填方的形式從規(guī)劃的移民安置點外側(cè)通過,路基需修建浸水擋土墻。水庫移民安置區(qū)路線方案比較見表2

        圖2 移民安置點路線方案比較圖

        表2 水庫移民安置區(qū)路線方案比較

        按K線方案實施后,與移民安置點結(jié)合良好,路線從移民安置點及既有場鎮(zhèn)的外側(cè)通過,場鎮(zhèn)對G318的行車干擾較少。此路段路線標(biāo)高的確定至關(guān)重要,不但要滿足《公路路線設(shè)計規(guī)范》規(guī)定的臨水庫路基設(shè)計標(biāo)高要求,也要滿足移民安置點場地設(shè)計標(biāo)高要求。

        2.3 淺淹沒區(qū)和坍岸影響區(qū)路線方案

        國道318線K2811+300~2814+600段,被淹沒原路標(biāo)高低于正常蓄水位10m以內(nèi),且原路平、縱面指標(biāo)基本滿足復(fù)建公路設(shè)計要求。同時此段包含坍岸影響區(qū)長2.038km,共3處。復(fù)建路線經(jīng)綜合考慮庫岸再造影響、既有公路的保通等因素,采取在既有國道內(nèi)側(cè)修建衡重式路肩墻的路線方案。淺淹沒區(qū)路基典型橫斷面示意圖見圖3。

        圖3 淺淹沒區(qū)路基典型橫斷面示意圖

        該方案的優(yōu)點:

        (1)新建路基內(nèi)邊坡開挖很少,有利于既有G318線的保通;

        (2)采用高大片石混凝土擋土墻作為防洪路堤,減輕了庫岸再造;

        (3)在路基填方內(nèi)側(cè)進(jìn)行回填造地,新增了寶貴的土地資源。該方案的缺點:工程造價相對較高。

        通過G318復(fù)建段通車后運營10年的檢驗,該段路基在蓄水后1~2年內(nèi)發(fā)生了多處不均勻沉降,主要是墻背填筑料壓實不足引起,后期已較穩(wěn)定。

        2.4 保通路段路線方案

        G318線是川藏南線公路進(jìn)藏的咽喉要道。據(jù)交通量調(diào)查,2006年G318瀘定路段的交通量為3100輛/天,實施期2011年交通量為4500輛/天。G318復(fù)建線路位于既有G318線的山坡上方,施工期保通壓力很大。

        施工圖設(shè)計時在有較好繞行條件的路段設(shè)置繞行保通便道2.2km,并設(shè)置工字鋼木欄攔渣墻2.098km。實施時該墻在陡坡路段的使用效果不佳。如G318復(fù)建工程K2805+300~K2806+000段為崩坡積塊碎石土挖方路段,開挖時邊坡不斷發(fā)生垮塌,設(shè)置4道攔渣墻+被動防護(hù)網(wǎng)成效均較差,不得不在大渡河對岸新建一條長2.1km的繞行便道及便橋。保通重點路段現(xiàn)場情況見圖4。

        圖4 保通重點路段現(xiàn)場情況

        3 庫區(qū)公路復(fù)建總體設(shè)計要點

        3.1 合理選擇技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),靈活運用技術(shù)指標(biāo)

        公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)主要指公路等級和路基寬度(車道數(shù))、設(shè)計速度兩個關(guān)鍵要素[2]。庫區(qū)公路復(fù)建的等級選用,應(yīng)按照水庫專業(yè)遷復(fù)建項目的“三原”原則[3]確定。如果路網(wǎng)規(guī)劃等級與“三原”原則之間不一致,則水庫建設(shè)方與地方政府應(yīng)進(jìn)行充分協(xié)商,確定最終采用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、建設(shè)方案及投資分?jǐn)偡桨?。?yīng)盡力避免不同設(shè)計階段技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)生變化。

        3.2 重點調(diào)查路線控制性因素

        近年來,公路受資源和環(huán)保的約束越來越強(qiáng),如永久基本農(nóng)田保護(hù)區(qū)、自然資源生態(tài)紅線、飲用水水源保護(hù)區(qū)、野生瀕危動植物保護(hù)等。水庫庫區(qū)公路由于受建設(shè)管理方式的制約,容易發(fā)生遺漏重要路線制約性因素的情況。例如,某水庫庫區(qū)公路在初步設(shè)計時未發(fā)現(xiàn)路線范圍內(nèi)有大量的野生瀕危植物,移植費用高昂,導(dǎo)致施工圖設(shè)計調(diào)整線位,工程造價突破了初設(shè)概算。

        3.3 認(rèn)真貫徹“地質(zhì)選線”理念

        在道路復(fù)建的可研階段,應(yīng)重點收集水庫樞紐區(qū)及庫區(qū)的地質(zhì)資料,將路線盡量布設(shè)在坍岸影響區(qū)以外;初設(shè)及施工圖設(shè)計階段,應(yīng)對重點路段進(jìn)行地質(zhì)勘察,在取得實測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上客觀進(jìn)行工程地質(zhì)條件評價,對坍岸影響區(qū)進(jìn)行預(yù)測與甄別,對繞避方案或治理方案作出合理的方案取舍。

        3.4 注重與水庫設(shè)計各專業(yè)的銜接

        水庫設(shè)計是一個系統(tǒng)工程,庫區(qū)公路作為征地移民安置專業(yè)的一項專項復(fù)建工程,要注重與水庫設(shè)計各專業(yè)的銜接,充分發(fā)揮水庫投資的綜合效益。重點考慮復(fù)建公路與電站樞紐區(qū)建筑物、移民安置點的關(guān)系,與場內(nèi)施工道路、庫周復(fù)建農(nóng)村公路的銜接及與水庫環(huán)保、水保專業(yè)的銜接等。

        3.5 高度重視老路保通方案

        庫區(qū)復(fù)建公路的建設(shè)常常伴隨著老路的保通,交通量大的國、省道干線公路,保通壓力尤其巨大。建議在地形起伏復(fù)雜、巖層節(jié)理發(fā)育的陡峻山坡上抬高建設(shè)復(fù)建道路時,可考慮對隧道方案與明線方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。隧道方案具有受地形地質(zhì)條件影響少,施工干擾少、保通性好等優(yōu)點,經(jīng)濟(jì)性也不一定劣于明線方案。無法采用隧道方案繞避的,宜首先考慮修建保通便道,保通便道將社會交通引導(dǎo)至施工區(qū)域以外,保證了通行安全,同時也避開了與施工車輛的干擾;沒有設(shè)置保通便道條件的,部分項目采用分層梯段微差松動爆破開挖,加設(shè)3層炮被,設(shè)置加強(qiáng)型工字鋼攔渣墻等措施[4],結(jié)合短時交通管制,能保證施工作業(yè)面下方公路的安全通行。

        4 結(jié)束語

        瀘定水電站318國道復(fù)建工程位于大渡河中上游瀘定縣境內(nèi),為高山峽谷地形,河谷兩岸山體雄厚,谷坡陡峻,庫區(qū)公路的勘察設(shè)計質(zhì)量影響因素眾多,其中總體設(shè)計是非常重要的一環(huán)。根據(jù)瀘定水電站國道318線復(fù)建工程及瀑布溝電站、兩河口電站等庫區(qū)公路復(fù)建工程的設(shè)計經(jīng)驗,通過對典型路段路線設(shè)計方案進(jìn)行比選,并總結(jié)庫區(qū)公路復(fù)建總體設(shè)計要點包括合理選擇技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、靈活運用技術(shù)指標(biāo),重點調(diào)查路線控制性因素,認(rèn)真貫徹“地質(zhì)選線”理念,注重與水庫設(shè)計各專業(yè)的銜接,高度重視老路保通方案等。

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