G85渝昆高速麻柳灣至昭通(上高橋)段總體設(shè)計(jì)

程 名

(安徽省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究總院股份有限公司，安徽 合肥 230088)

G85渝昆高速麻柳灣至昭通(上高橋)段總體設(shè)計(jì)

程 名

(安徽省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究總院股份有限公司，安徽 合肥 230088)

根據(jù)G85渝昆高速麻柳灣至昭通(上高橋)段項(xiàng)目的特點(diǎn)，確定了線路的總體設(shè)計(jì)思路，對路基重點(diǎn)工程方案、橋梁設(shè)計(jì)、互通立交及服務(wù)區(qū)設(shè)置等進(jìn)行了闡述，該設(shè)計(jì)總方案達(dá)到了安全舒適、節(jié)約和諧、景觀優(yōu)美的效果。

高速公路，方案，路線，設(shè)計(jì)

1 概述

麻柳灣至昭通(上高橋)段高速公路，是國家高速公路網(wǎng)南北縱線G85重慶—昆明高速公路的重要組成部分；也是云南省干線公路網(wǎng)“七出省”通道的重要組成部分。

項(xiàng)目起于水富至麻柳灣高速公路止點(diǎn)，止于昭通市大關(guān)縣上高橋鄉(xiāng)小丫口附近，順接同步設(shè)計(jì)的G85渝昆高速上高橋至昭通段，全長35.13 km，設(shè)計(jì)速度80 km/h，整體式路基寬24.5 m，分離式路基寬12.25 m。

2 項(xiàng)目特點(diǎn)

1)項(xiàng)目屬于山嶺重丘區(qū)高速公路，路線經(jīng)過區(qū)域具有典型的喀斯特地貌特征，河谷多呈“V”字形，岸坡陡峻；沿線巖堆、崩塌、危巖陡壁、滑坡、泥石流等不良地質(zhì)分布廣泛。

2)項(xiàng)目起、訖點(diǎn)高程落差大，全線平均縱坡2.58%，路線因?yàn)榭朔卟睿闲幸宦放榔?，路線走勢高，易誘發(fā)大型貨車爬坡及下坡安全風(fēng)險(xiǎn)。

3)項(xiàng)目橋隧比例高，互通立交及服務(wù)區(qū)選址困難，且橋梁墩高、跨大，很大程度上制約路線方案選擇。

4)沿線滑坡、危巖、崩塌等不良地質(zhì)路段，路基、橋梁墩柱、隧道洞口的防護(hù)處治困難。

3 總體設(shè)計(jì)思路

根據(jù)項(xiàng)目的功能及特點(diǎn)，積極吸收和借鑒省內(nèi)外山區(qū)高速公路勘察設(shè)計(jì)的成功經(jīng)驗(yàn)，貫徹“以人為本，安全至上；服務(wù)社會，公眾滿意；尊重自然，融入自然；節(jié)約資源”的理念，體現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展思路。

4 總體設(shè)計(jì)要點(diǎn)簡介

4.1 主要技術(shù)指標(biāo)的采用情況，不同技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)之間的銜接過渡情況

路線平、縱面指標(biāo)選取，充分考慮安全和工程規(guī)模，同時(shí)做好不同技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)之間的銜接過渡。

1)平面設(shè)計(jì)結(jié)合地形，靈活運(yùn)用平曲線要素，盡量避免追求高指標(biāo)。項(xiàng)目曲線半徑選取界于562 m～2 575 m之間；受特殊地形條件影響路段，同向平曲線間直線距離(L)，在確保安全情況下適當(dāng)放寬，按5V≤L≤6V控制。

2)隧道進(jìn)出洞口是事故多發(fā)段，保證隧道洞口內(nèi)外線形一致是必要的。項(xiàng)目平、縱面設(shè)計(jì)經(jīng)多次優(yōu)化，在確保安全和工程規(guī)模增加不大的前提下，全線隧道進(jìn)、出口內(nèi)外線形按“3 s行程線形一致”控制。

3)項(xiàng)目起點(diǎn)接水富至麻柳灣高速公路終點(diǎn)，水麻高速路基寬度為22.5 m，路面寬度21.5 m；小巖角連拱隧道，中分帶寬4.3 m，兩端整體式路基中分帶寬3 m；不同斷面銜接采用線性漸變方式進(jìn)行過渡。

4.2 路線方案比選

項(xiàng)目地形、地質(zhì)條件復(fù)雜，路線走廊狹窄，走廊橫向地形、地質(zhì)變換復(fù)雜，初步設(shè)計(jì)經(jīng)過多次現(xiàn)場定線，擬定了11段比較線位，比較線里程占總里程的281%，其中同等深度比較的比較線占總里程的70%。設(shè)施階段結(jié)合詳勘資料的研究，對初設(shè)的推薦路線方案又進(jìn)行了4段優(yōu)化，有效的避免了不良地質(zhì)災(zāi)害、降低了挖方邊坡、降低了橋梁墩高及橋梁長度，節(jié)約了工程造價(jià)。

4.3 路基重點(diǎn)工程方案控制

項(xiàng)目走廊山高坡陡，不良地質(zhì)分布星羅棋布，路線縱面一路升坡，如何確保路基、路塹高邊坡的穩(wěn)定和安全，是項(xiàng)目的難點(diǎn)和關(guān)鍵點(diǎn)。

1)陡坡路基處理。開挖土質(zhì)臺階，采用高內(nèi)摩擦角填料；增設(shè)支擋構(gòu)造物、坡體加筋等，消弱側(cè)向變形；根據(jù)不平衡推力法，盡量放坡，降低擋墻高度；完善排水系統(tǒng)。

2)路塹邊坡高度控制。靈活采用分離路基、高低路基、半路半橋、半路半隧、半橋半隧；隧道洞口多采用棚洞或隧道明洞；全線分離式、高低路基占總里程81.7%；較好的適應(yīng)了地形，有效降低了路塹邊坡高度。

3)深路塹邊坡防護(hù)。通過初設(shè)、施設(shè)階段路線平、縱面的繞避和優(yōu)化，項(xiàng)目大于30 m的高邊坡減少到13處。對高邊坡穩(wěn)定性，采用定性、定量(Geo-slope、理正巖土軟件、大型有限元軟件)相結(jié)合的方法，進(jìn)行滑動面的搜索、分析、確定邊坡的安全系數(shù)及治理加固后的安全系數(shù)，合理確定邊坡的加固方案。

4.4 橋梁設(shè)計(jì)

項(xiàng)目沿線溝深谷寬，多處橋梁集高墩、大跨于一身，同時(shí)項(xiàng)目區(qū)域地震頻發(fā)。因此橋梁安全性、耐久性、適用性、環(huán)保性及經(jīng)濟(jì)和美觀性是設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。

1)橋梁的總體布置。對控制性的高墩、大跨特大橋梁，結(jié)合路線方案比選，選擇技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理的位置作為橋位；對一般大、中型橋梁，通過調(diào)整跨徑布置，避開不良地形、地質(zhì)，無法避讓處，加強(qiáng)橋梁下部及基礎(chǔ)的防護(hù)措施。

2)橋梁上部方案。一般標(biāo)準(zhǔn)跨徑橋梁，結(jié)合區(qū)域地形及施工便捷性，采用施工工藝成熟、簡單，吊裝重量輕，容易養(yǎng)護(hù)，適宜曲線橋布設(shè)的預(yù)應(yīng)力混凝土先簡支后連續(xù)T形連續(xù)梁。

高墩、大跨徑橋梁，采用連續(xù)剛構(gòu)方案。由于墩梁固結(jié)，橋墩較高，順橋向抗推剛度小，能有效減小溫度，混凝土收縮、徐變和地震的影響；順橋向抗彎剛度和橫橋向抗扭剛度較大，能滿足特大跨徑橋梁的受力要求；同時(shí)采用雙薄壁橋墩，消減墩頂負(fù)彎矩峰值，節(jié)省工程材料，外形輕巧美觀。

3)橋梁下部方案。項(xiàng)目橋墩高度變化落差較大，最高橋墩達(dá)140 m，因此橋墩采用抗震性能好、防撞能力強(qiáng)，且相對容易施工的橋墩，如樁柱式橋墩、矩形墩、Y形墩及空心墩。

4)橋梁抗震設(shè)計(jì)。首先上部結(jié)構(gòu)質(zhì)量要盡可能輕，盡量采用連續(xù)結(jié)構(gòu)；一聯(lián)結(jié)構(gòu)中設(shè)置多個(gè)制動墩，高墩設(shè)置墩梁固結(jié)結(jié)構(gòu)，分散地震力。其次加大關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)處配筋率和配箍率；在墩梁處設(shè)置抗震擋塊、防撞橡膠塊、防落梁對拉螺栓等被動抗震措施，主動、被動抗震相結(jié)合，保證結(jié)構(gòu)的抗震安全性。同時(shí)對控制性的高墩、大跨特大橋梁進(jìn)行橋梁安全風(fēng)險(xiǎn)性評估及橋梁抗震性能分析。

4.5 復(fù)雜地形、地質(zhì)條件下隧道洞口綜合設(shè)計(jì)

項(xiàng)目沿線泥灰?guī)r、泥巖、頁巖地層及危巖發(fā)育；如何確保不良地形、地質(zhì)處隧道口的穩(wěn)定和安全性，是項(xiàng)目設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。

1)巖堆體處理。

堅(jiān)持“早進(jìn)晚出”；洞口淺埋段采用地表注漿加固；襯支采用Ⅰ22a型型鋼；超前支護(hù)采用雙層小導(dǎo)管；仰拱底設(shè)置φ42×4 mm導(dǎo)管加固基地；采用CD法或CRD法開挖。

2)危巖處理。

洞口段盡量接長明洞；清除危巖體，并采用錨噴支護(hù)、主動防護(hù)網(wǎng)、被動防護(hù)網(wǎng)等措施加固；盡早施工明洞及洞門，洞口段暗洞的施工注意控制爆破。

3)淺埋偏壓處理。

洞口段設(shè)置半明半暗型襯砌，外側(cè)設(shè)置抗偏壓擋墻及套拱；反壓回填注漿加固，明洞暗挖，減少洞口段山體開挖，降低邊坡高度。

4.6 互通立交及服務(wù)區(qū)設(shè)置

項(xiàng)目走廊狹窄，起、訖點(diǎn)落差大，山高坡陡，地質(zhì)災(zāi)害分布不均，互通、服務(wù)設(shè)施的布設(shè)空間選取及克服高程落差是項(xiàng)目的難點(diǎn)。全線設(shè)置互通立交2處，服務(wù)區(qū)1處，即大關(guān)互通、悅墨互通、悅樂服務(wù)區(qū)。

因此路線在平面及縱面選擇上，結(jié)合沿線地形特點(diǎn)，城鎮(zhèn)布局情況，充分利用地質(zhì)條件好的寬緩平臺，進(jìn)行互通、服務(wù)區(qū)布設(shè)?；ネ胺?wù)區(qū)的形式結(jié)合地形采用變異型，互通主線與相交道路及服務(wù)區(qū)廣場的高程銜接，采用匝道迂回展線，克服高差來實(shí)現(xiàn)。

4.7 行車安全措施

項(xiàng)目全線上行爬坡，下行降坡，橋隧比率高。為確保運(yùn)營行車安全及搶險(xiǎn)保通，充分利用地形條件，在工程量增加不大的情況下，全線設(shè)置港灣式緊急停車帶7處、爬坡車道1處、避險(xiǎn)自救匝道3處、隧道聯(lián)絡(luò)線3處、隧道車行橫洞7處、人行橫洞23處。

4.8 環(huán)保、景觀設(shè)計(jì)措施

貫徹“保護(hù)優(yōu)先，以防為主、以治為輔、綜合治理”的原則，避免和降低對沿線社會環(huán)境、自然生態(tài)的影響。

1)路線平面盡量采用分離路基，避讓環(huán)境敏感點(diǎn)、不良地質(zhì)路段；縱面采用高低路基，降低邊坡高度。

2)合理選取棄土場位置，對棄土場進(jìn)行專項(xiàng)設(shè)計(jì)，加強(qiáng)周邊防護(hù)及植被恢復(fù)。

3)在工程規(guī)模增加不大情況下，采用以隧(橋)代路，降低路基邊坡高度。

4)橋梁布跨，墩臺基礎(chǔ)盡量避讓陡峻山坡，避免墩臺基礎(chǔ)開挖造成的生態(tài)破壞及引發(fā)的次生災(zāi)害。

5)隧道洞口遵循“早進(jìn)洞，晚出洞”原則，結(jié)合地形設(shè)置明洞或棚洞。

6)路線河流、青山、瀑布、梯田、村莊縱橫交錯(cuò)，以營造“桃花源記”為主題，選擇觀賞性防眩植物，為司機(jī)、乘客營造世外景觀的氛圍。

4.9 臨時(shí)工程

烏蒙山區(qū)，項(xiàng)目沿線民族眾多，村莊星羅棋布。沿線地方道路稀少，等級低，路幅窄；電力桿線設(shè)施落后；施工場地及附屬建筑用地缺乏。

因此臨時(shí)工程遵循“永臨結(jié)合”的原則，對沿線施工便道、工程用電設(shè)施、施工場地進(jìn)行專項(xiàng)設(shè)計(jì)。施工便道及工程用電設(shè)施布局，盡量串聯(lián)沿線的村莊，改善沿線居民的生產(chǎn)、生活條件；施工場地布局應(yīng)與沿線附屬建筑用地相結(jié)合，如隧道管理站、隧道配電房。

4.10 工程造價(jià)控制

1)靈活運(yùn)用平、縱技術(shù)指標(biāo)，避免采用高指標(biāo)，造成山體切割和大填大挖。

2)加強(qiáng)路線多方案比選，選擇合理路線走向。避讓不良地質(zhì)災(zāi)害及可能誘發(fā)的次生災(zāi)害路段。

3)加強(qiáng)細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)，合理選擇隧道內(nèi)輪廓、支護(hù)參數(shù)及隧道形式；細(xì)化互通、服務(wù)區(qū)選址，提倡“互通瘦身”；橋梁墩臺基礎(chǔ)選址避讓陡坡，橋梁上部結(jié)構(gòu)采用標(biāo)準(zhǔn)化。

4)加強(qiáng)不良地質(zhì)勘察深度及橋梁墩臺斷面、隧道洞口測量的深度和精度，便于路線總體進(jìn)行方案比選優(yōu)化。

5 總體設(shè)計(jì)特色

項(xiàng)目設(shè)計(jì)，結(jié)合區(qū)域特點(diǎn)，貫徹“安全、環(huán)保、舒適、和諧”的方針，在總體設(shè)計(jì)布局上體現(xiàn)以下特色：

宜避不宜擾——沿線不良地質(zhì)發(fā)育，避讓重大不良地質(zhì)，降低工程處置費(fèi)用。

宜低不宜高——山嶺重丘區(qū)，地形狹窄，山坡陡峻，平、縱面指標(biāo)選取靈活掌握，不追求高指標(biāo)，隨彎就勢，避免強(qiáng)勢切割山體。

宜高不宜低——路線橫向坡面呈單坡，山體陡峻，且坡面變化較大，宜采用高線方案，避免因開挖造成高邊坡及誘發(fā)次生災(zāi)害。

宜逆不宜順——路線宜沿巖層傾向相反側(cè)布設(shè)，避免因順層邊坡不穩(wěn)及不合理開挖，造成巖層發(fā)生剪切滑移。

宜分不宜整——沿線斜陡坡段落分布較長，且坡面破碎，地表橫坡陡，橫向落差大。采用平面分離或縱面分離，有效避免高填、深挖，降低工程支護(hù)難度及工程規(guī)模。

宜填不宜挖——地面橫坡較陡路基段，對于半填半挖路基，單個(gè)橫斷面上增加填方比重，避免因開挖誘發(fā)坡頂開裂塌方，增加工程支護(hù)難度及工程造價(jià)。

宜隧不宜橋——沿線巖堆分布區(qū)域，地質(zhì)斷裂構(gòu)造發(fā)育，地震烈度大，巖體破碎、孤石較多，鑒于隧道相對于橋梁具有抗震能力強(qiáng)，施工方便、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，且受不良地質(zhì)影響較小，結(jié)合路橋隧方案對路線進(jìn)行多方案比選，倡導(dǎo)“多打隧道少架橋”原則。

有先有后——隧道洞口結(jié)合地形條件，進(jìn)(出)口采用“有先有后、左右錯(cuò)開”的原則，有效避免了洞口出現(xiàn)高邊坡，淡化了人工痕跡。

6 結(jié)語

山嶺重丘區(qū)高速公路地形、地質(zhì)條件復(fù)雜，總體設(shè)計(jì)中路線方案的選擇是否得當(dāng)，將直接影響路基、橋梁、隧道、環(huán)保、交叉、安全設(shè)施等相關(guān)專業(yè)方案的好壞、工程規(guī)模大小及運(yùn)營安全。因此，總體設(shè)計(jì)要結(jié)合地形、地質(zhì)情況，宏觀把握項(xiàng)目設(shè)計(jì)的定位目標(biāo)、原則思路、工作方法等，深入研究路線方案與各專業(yè)間的相互制約因素，多方案進(jìn)行比選，真正做到總體設(shè)計(jì)方案“安全舒適、節(jié)約和諧、環(huán)境友好、景觀優(yōu)美”。

[1] JTG B01—2003，公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[S].

[2] JTG D20—2006，公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[3] 降低造價(jià)公路設(shè)計(jì)指南(2005版)[Z].

[4] 張 鯤.基于麻昭高速對西南山區(qū)地質(zhì)選線原則的探討[J].山西建筑，2015,41(7)：126-127.

General design of Maliuwan-Shaotong(Takahashi) of G85 Yu-Kun highway

Cheng Ming

(AnhuiTrafficPlanning&DesignAcademyHeadquarterCo.,Ltd,Hefei230088,China)

According to the project features of Maliuwan-Shaotong (Takahashi) of G85 Yu-Kun highway, the paper determines general route design concept, and describes major subgrade engineering scheme, bridge design, interchange and service region setting and so on. As a result, the general design scheme achieves the safe, comfortable, harmonious and beautiful landscape effects.

highway, scheme, route, design

2015-04-10

程 名(1973- )，男，高級工程師

1009-6825(2015)14-0134-03

U412.366

A