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        山區(qū)高速公路路線設(shè)計比選研究

        2023-10-20 00:12:40吉明李昂
        運輸經(jīng)理世界 2023年16期
        關(guān)鍵詞:南盤江五龍互通

        吉明、李昂

        (貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計研究院股份有限公司,貴州貴陽 550000)

        0 引言

        公路線路方案的比較與選擇,是公路工程設(shè)計的重點,也是公路設(shè)計的根本,其對于公路建設(shè)施工起著至關(guān)重要的作用,只有科學(xué)合理地比較和選擇,才能確保打造出高質(zhì)量的設(shè)計產(chǎn)品。線路比選方法是公路工程設(shè)計方案比選工作的關(guān)鍵,要想將其有效地應(yīng)用到實際工作當(dāng)中,就必須掌握其在具體應(yīng)用時的優(yōu)勢和不足之處,將其優(yōu)勢充分地發(fā)揮出來[1]。

        1 路線設(shè)計要點

        對于山區(qū)范圍內(nèi)的高速公路建設(shè)工作而言,首要面對的便是路線的設(shè)計選擇工作。山區(qū)中由于山多谷深,再加上其山勢、地質(zhì)等情況都要比平原地區(qū)更為復(fù)雜,使得路線設(shè)計工作需承擔(dān)的任務(wù)量十分龐大,而最終能夠被用來進行具體實施的方案又較少。

        從地形的角度加以分析。在山地區(qū)域中建設(shè)高速公路,其在路線設(shè)計方面往往需要考慮的因素眾多,如平、縱、橫等幾個方面的情況都需要細(xì)致研究。其中,平面主要包括平曲線半徑、平曲線長度等;而縱面主要包括縱坡、最大坡度、豎曲線長度、豎曲線半徑等。這些都是在具體設(shè)計過程中需要注意的事項[2]。從地形地勢角度考慮,主要包括地形地勢的高差、坡度和坡向等幾個方面。由于山區(qū)地形、地質(zhì)條件較為復(fù)雜,路線方案的比選以及平縱指標(biāo)的選擇就尤為關(guān)鍵。

        2 各路線方案分析及方案對比

        2.1 高良至終點段

        2.1.1 嶺黑至三家寨段路線

        K 線(見圖1)采用避繞科白小學(xué)、科白電站的方式,路線總體走鳳尾河右岸通過,同時較工可線位平面指標(biāo)大大提高。

        圖1 K 線分布圖

        第一,工可線長4000m,K 線長3900m。

        第二,工可線平面最小半徑R=700m,最大縱坡坡i=4%,K 線最小平曲線半徑R=1200m,最大縱坡i=3.903%。

        2.1.2 三家寨至衛(wèi)那普段路

        K 線適當(dāng)繞長,取消工可的3 座短隧道雨廈1 號(412m)、雨廈2 號(205m)、衛(wèi)那普隧道(266m)。

        第一,工可線長6000m,K 線長6200m。

        第二,工可線平面最小半徑R=700m,最大縱坡坡i=4%,K 線最小平曲線半徑R=900m,最大縱坡i=3.9%。

        2.1.3 腳家箐至普格段路線

        K 線加大羊七溝段平面指標(biāo),減小縱坡,同時路線偏溝谷左側(cè)布線,以便溫瀏互通布置,減少溫瀏互通連接線長度。

        溫瀏互通連接線工可方案長9.4km,初設(shè)推薦線K 線方案長7.9km。

        2.1.4 大壩至大箐段路線

        K 線加大云龍段平面指標(biāo),結(jié)合地形布線取消工可的2 座短隧道云龍1 號隧道(248m)、云龍2 號隧道(586m)。

        2.1.5 普格至云龍段

        該段K 線為工可優(yōu)化線位,在地質(zhì)調(diào)查過程中,發(fā)現(xiàn)K 線堆積體范圍較大,深度較深,K 線橋梁及路基段均不穩(wěn)定,處置費用及風(fēng)險極大,影響路線方案,地勘建議改線繞避。

        2.2 路線方案比較

        2.2.1 起點至龍慶段(K0+000—K20+400)

        根據(jù)院內(nèi)方案審查意見及初步設(shè)計大線方案審查意見,對A3、A4 與K 線進行比較。

        K 線:起點至補勒段為工可優(yōu)化方案。

        A3 線:起點南移約2.8km,以順直線形布線至補勒接上K線,建設(shè)里程減短約1.4km。

        A4 線:起點與K 線一致,以順直線形布線至菁門接上K線,建設(shè)里程減短約0.73km。

        對K 線、A3 線方案進行比較。第一,技術(shù)指標(biāo):A3 線建設(shè)里程短約1.376km,平縱面指標(biāo)較高。第二,功能定位:該項目為云南省高速公路規(guī)劃網(wǎng)中第一縱的一段,主交通流方向多繞行約1.4km。第三,地方政府意見:A3 線起點段位于紅河州瀘西縣境內(nèi),用地、建設(shè)等報建手續(xù)較麻煩,地方政府支持K 線方案。第四,建安費:A3 線低7200 萬元。綜合比較,K線、A3 線方案各有優(yōu)劣,初設(shè)階段推薦K線,A3 線同精度比較,K 線、A3 線方案比較如表1 所示。

        表1 K 線、A3 線方案比較表

        K 線、A4 線方案比較:第一,技術(shù)指標(biāo):A4 線路線長度短約728m、平縱指標(biāo)與K 線相當(dāng)。A4 線增加一座特長隧道,行車舒適性K 線較好。第二,施工難度:A2 線橋隧規(guī)模相對較大,且有一座特長隧道,施工難度相對較大。綜合比較,K 線較優(yōu),K 線、A4 線方案比較如表2 所示。

        表2 K 線、A4 線方案比較表

        對K 線、A3 線、A5 線方案進行比較。第一,技術(shù)指 標(biāo):K 線、A3 線、A5 線方案平面指標(biāo)均較高;K 線、A3 線縱面指標(biāo)較高,A5 線縱面指標(biāo)相對較低;A3 線建設(shè)里程相比K 線短約1.376km,A5 線建設(shè)里程相比K 線短約1.111km。第二,功能定位:該項目為云南省高速公路規(guī)劃網(wǎng)中第一縱的一段,師宗至丘北方向為主交通流方向,交通量約為瀘西至丘北方向的3.8 倍。K 線位置符合交通量需求;A3 線主交通流方向繞行約1.4km;A5 線主交通流方向繞行0.6km。第三,工可批復(fù)符合性:K 線為工可起點位置,A3 線、A5 線與工可批復(fù)起點位置距離較遠(yuǎn)。第四,地方政府意見:A3 線主交通流方向繞行較遠(yuǎn),A5 線對居者樂村影響較大。師宗縣支持采用K 線方案。第五,A3 線、A5線建設(shè)里程較短,建安費較少,A3 線方案可節(jié)約5800萬元,A5 線方案可節(jié)約3100 萬元。綜合比較,三個方案各有優(yōu)劣,初設(shè)階段推薦K線,A3 線同精度比較,A5 線論證后舍棄,K 線、A3 線、A5線方案比較如表3所示。

        表3 K 線、A3 線、A5線方案比較表

        2.2.2 大六菁隧道段比較

        根據(jù)大六菁隧道設(shè)置情況,對A1、A2 與K 線進行比較。

        K 線:從工可線位左側(cè)繞行至菁門,取消大六菁隧道。

        A1 線:A1 線為工可線位右側(cè)繞行方案,減短大六菁隧道長度。

        A2 線:A2 線為工可優(yōu)化線位。

        對K 線、A1 線方案進行比較。第一,技術(shù)指標(biāo):A1 線繞長236m,K 線平縱面指標(biāo)優(yōu)于A1 線。第二,施工難度:A1 線有一座長隧道,施工難度相對較大。第三,建安費:K 線低1.2 億元。綜合比較,K 線較優(yōu),初設(shè)階段推薦K線,K 線、A1 線方案比較如表4 所示。

        表4 K 線、A1 線方案比較表

        對K 線、A2 線方案進行比較。第一,技術(shù)指標(biāo):A2 線繞長53m,K 線平縱面指標(biāo)優(yōu)于A2 線。第二,施工難度:A2 線橋隧規(guī)模較大,且有一座長隧道,施工難度相對較大。第三,建安費:K 線低1.85 億元。綜合比較,K 線較優(yōu),初設(shè)階段推薦K線,A2 定性比較后 舍棄,K 線、A2 線方案比較如表5所示。

        表5 K 線、A2 線方案比較表

        2.2.3 龍慶至高良段(K20+400—K57+280.971)

        根據(jù)工可方案,龍慶至高良段主要影響因素有四個:其一,龍慶至南盤江段為連續(xù)下坡路段,長度約為27km,高差672m,平均縱坡2.49%;其二,工可方案穿越菌子山保護區(qū)緩沖區(qū)約14.6km;其三,南盤江橋位選擇:工可推薦方案為主跨750m 的懸索橋;其四,五龍互通設(shè)置情況:工可五龍互通方案規(guī)模較大,且連接線設(shè)置一座2km 隧道,整體規(guī)模較大。

        初設(shè)階段結(jié)合長大下坡、穿越菌子山保護區(qū)緩沖區(qū)范圍、五龍互通設(shè)置、南盤江橋位等因素,對B1、B2、B3、B4、B5、B6、B7、B8、B9、B10、B11 等方案與K線進行比較。

        (1)K 線、B1 線、B2 線方案比較

        該段為龍慶鄉(xiāng)至南盤江段段大線方案比較。

        K 線:過龍慶鄉(xiāng)后,設(shè)置隧道穿越菌子山保護區(qū)緩沖區(qū),之后沿地形經(jīng)芭蕉溝、大黑溝、巖峰洞、花桂至羅里溝附近設(shè)置五龍互通連接五龍鄉(xiāng),之后設(shè)置隧道穿越山體至未蘭溝,設(shè)置南盤江服務(wù)區(qū),之后設(shè)置南盤江特大橋跨越南盤江。

        B1 線:為工可優(yōu)化線位。過龍慶鄉(xiāng)后,設(shè)置隧道穿越山體至結(jié)雨坡,之后沿地形展線,經(jīng)獅子山、小板田、石界埡口、干石洞、芭蕉溝、大黑溝、巖峰洞、花桂,之后設(shè)置隧道穿越山體至未蘭溝附近,設(shè)置五龍互通,之后接入K 線。

        B2 線:過龍慶鄉(xiāng)后,設(shè)置隧道穿越菌子山保護區(qū)緩沖區(qū),之后沿地形經(jīng)芭蕉溝、大黑溝、巖峰洞、果吉、花桂至羅里溝附近設(shè)置五龍互通連接五龍鄉(xiāng),之后設(shè)置隧道穿越山體至未蘭溝,接入K 線。

        對K 線、B1 線、B2 線方案進行比較。第一,技術(shù)指標(biāo):三個方案長度相當(dāng),K 線平縱指標(biāo)最好。第二,施工難度:K 線隧道規(guī)模較大,加上五龍互通后,K 線橋隧規(guī)模小于B1 線。第三,五龍互通設(shè)置:K 線、B2線五龍互通設(shè)置條件較好,B1 線連接線需增加2.2km隧道。第四,地方政府意見:地方政府同意并支持在羅里溝附近設(shè)置五龍互通。第五,建安費:加上五龍互通及連接線,K 線最低,為39.01 億元,B1線比K 線高1.13 億元,B2 線比K 線高0.25 億元。綜合比較,K線較優(yōu),該段推薦K線,K 線、B1 線、B2 線方案比較如表6 所示。

        表6 K 線、B1 線、B2 線方案比較 表

        (2)K 線、B11 線方案比較

        該段為龍慶鄉(xiāng)至南盤江段段大線方案比較。

        K 線:過龍慶鄉(xiāng)后,設(shè)置隧道穿越菌子山保護區(qū)緩沖區(qū),之后沿地形經(jīng)芭蕉溝、大黑溝、巖峰洞、花桂至羅里溝附近設(shè)置五龍互通連接五龍鄉(xiāng),之后設(shè)置隧道穿越山體至未蘭溝,設(shè)置南盤江服務(wù)區(qū),之后設(shè)置南盤江特大橋跨越南盤江。

        B11 線:與K 線基本一致,羅里溝處加大半徑到2000m,龍慶段適當(dāng)繞長。

        對K 線、B11 線方案進行比較。第一,技術(shù)指標(biāo):K 線路線長約400m、平縱指標(biāo)K 線較好。第二,施工難度:兩方案橋隧規(guī)模相當(dāng),B11 線南盤江橋位適當(dāng)抬高,主跨有所增大,施工難度相對較大。第三,五龍互通設(shè)置:K 線五龍互通設(shè)置在羅里溝處,B11 線五龍互通設(shè)置在未蘭溝附近。B11 線互通匝道橋較多、橋高較高,無合適位置設(shè)置收費站及場坪,連接線繞長約2480m,其中隧道約1600m。第四,建安費:K 線低0.8 億元。加上五龍互通,K 線低約2.57 億元。綜合比較,K 線最優(yōu),K 線、B11 線方案比較如表7 所示。

        表7 K 線、B11線方案比較表

        3 結(jié)語

        公路路線設(shè)計方案的比選對公路設(shè)計方案的改進起著非常重要的作用。掌握多種比選方法,綜合運用各種比選方法的優(yōu)勢,結(jié)合工程概況和各項經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo),抓住控制方案的關(guān)鍵問題和關(guān)鍵指標(biāo),進行綜合比較和認(rèn)真分析,可以從根本上保證公路工程路線設(shè)計方案的科學(xué)性和合理性[3]。

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