翻壩公路與烏江構(gòu)皮灘翻壩運輸系統(tǒng)的適應(yīng)性分析

張金龍

(貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計研究院股份有限公司　貴陽　550081)

翻壩公路與烏江構(gòu)皮灘翻壩運輸系統(tǒng)的適應(yīng)性分析

張金龍

(貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計研究院股份有限公司貴陽550081)

摘要從構(gòu)皮灘樞紐運量預(yù)測及通過能力，分析構(gòu)皮灘水電站翻壩運輸系統(tǒng)建設(shè)的必要性和急迫性。翻壩公路作為整個運輸系統(tǒng)的一部分，主要分析翻壩公路的功能定位，并從多方面對技術(shù)標準進行論證，得出翻壩公路與構(gòu)皮灘翻壩運輸系統(tǒng)具有良好的適應(yīng)性。

關(guān)鍵詞翻壩公路功能定位技術(shù)標準適應(yīng)性

貴州省水系發(fā)達，其中以烏江水系范圍最大，烏江是國家規(guī)劃的“兩橫一縱兩網(wǎng)十八支線”[1]內(nèi)河高等級航道之一。烏江深入貴州省經(jīng)濟腹地，經(jīng)水電樞紐建設(shè)后基本渠化，已經(jīng)具備將烏江打造成貴州省“黃金水道”的可能。構(gòu)皮灘水電站位于貴州省余慶縣境內(nèi)烏江干流河段，是干流梯級電站第5級，距上游烏江渡水電站137km，距下游思林水電站89km。

所謂構(gòu)皮灘翻壩運輸是指，當構(gòu)皮灘水電站本身設(shè)計的通航構(gòu)筑物其通過能力無法滿足通航需求時，對過壩的全部或部分水上運輸?shù)呢浳飾壦哧?，繞過構(gòu)皮灘水電站大壩本體，實行壩上和壩下的水-陸-水對接的一種貨物轉(zhuǎn)運方式。

根據(jù)構(gòu)皮灘樞紐過壩運量預(yù)測及相關(guān)文件，2015年和2020年烏江構(gòu)皮灘樞紐過壩運量分別為500萬t和1 500萬t。但是，目前在建的構(gòu)皮灘垂直升船機2017年才能建成，年通過能力只有300萬t，加上遠期規(guī)劃年通過能力700萬t的二線船閘，離2020年吞吐量1 500萬t尚有500萬t的差距。因此，無論是滿足近期2015年500萬t過壩運量，還是2020年1 500萬t過壩運量，建設(shè)烏江構(gòu)皮灘水電站翻壩運輸系統(tǒng)都是十分必要且急迫的。

圖4　邊坡安全系數(shù)隨滲透水頭變化曲線

由圖4可見，邊坡安全系數(shù)隨滲透水頭的增加逐漸減小。這是因為在降雨作用下，邊坡表面部分雨水隨坡面形成地表徑流，部分雨水滲入巖土體中；隨降雨時間增加，邊坡巖土體中的空隙不斷被雨水填充，邊坡巖土體中的空隙水水頭不斷增大。一方面使邊坡巖土體中孔隙水壓力不斷增加，減小了邊坡巖土體的有效應(yīng)力；另一方面巖土體在雨水的侵潤作用下受到軟化，使巖土體強度降低。以上2方面都影響邊坡的穩(wěn)定性，邊坡安全系數(shù)隨降雨時間增加時逐漸減小。

4結(jié)論

(1) 根據(jù)邊坡滲流情況數(shù)值模擬，可知隨著降雨時間增加，邊坡巖土體受雨水侵潤的范圍逐漸增大，邊坡體內(nèi)最大滲透水頭不斷增加。

(2) 根據(jù)邊坡在降雨滲透作用下滲流分布范圍確定邊坡在不同降雨時間下的潛在滑動面，并采用Morgenstern-Price法計算其安全系數(shù)，計算得隨著降雨時間增加，邊坡體內(nèi)滲透水頭不斷增大，其邊坡穩(wěn)定性逐漸降低。

參考文獻

[1]張亮亮,曹杉杉,盧小超.降雨入滲的邊坡非飽和滲透性試驗研究[J].中國水運：理論版,2006(4)： 75-76.

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1構(gòu)皮灘翻壩運輸?shù)膬?yōu)勢

以遵義地區(qū)為代表，水路運輸具有明顯的比較優(yōu)勢。各種運輸方式中，水路運價最低，鐵路次之，公路最高，同等條件下選擇水路每噸貨物與公路相比要節(jié)約85.4%的運費，與鐵路相比要節(jié)約40.7% 的運費。

根據(jù)有無對比原則計算，本項目的國民經(jīng)濟效益主要體現(xiàn)為運輸費用的節(jié)約?！盁o項目”情況，鐵路由于運輸能力制約不具有可行性，500萬t貨物通過公路至涪陵港中轉(zhuǎn)；“有項目”時500萬t貨物通過本翻壩系統(tǒng)進入長江，與公路比較，單位運輸費用的節(jié)約額為302元/t，按本項目投資占烏江水運擴能總投資的比例計算出效益分擔比例為7.08%，故本項目單位運輸費用的節(jié)約額為21.38元/t，按500萬噸運量計算年運輸費用節(jié)約10 690萬元[2]。由此來看，構(gòu)皮灘翻壩運輸系統(tǒng)的建設(shè)具有顯著的經(jīng)濟效益。

翻壩公路作為構(gòu)皮灘翻壩運輸系統(tǒng)的重要組成部分，公路設(shè)計必須緊緊圍繞其功能定位來展開以確保功能的實現(xiàn)[3]，并選擇合適的技術(shù)標準以便更好地適應(yīng)構(gòu)皮灘翻壩運輸系統(tǒng)，使其順暢運行。

2建設(shè)翻壩公路的必要性及功能定位

翻壩公路位于余慶縣大烏江鎮(zhèn)境內(nèi)，連接上游支流石筍河的櫻桃井碼頭和下游沙灣碼頭，是實現(xiàn)水-路-水運輸方式的的重要通道。建設(shè)翻壩公路的必要性及功能定位主要有以下幾個方面。

(1) 建設(shè)的通航設(shè)施規(guī)模偏小，滿足不了水運發(fā)展的需要。在建的構(gòu)皮灘樞紐通航建筑物設(shè)計通過能力僅300萬t，而預(yù)測2020年需通過構(gòu)皮灘水運貨運量可達1 500萬t左右，這將導致通航設(shè)施建成運行之日即為超飽和之日，極大地制約烏江水運的發(fā)展，由此產(chǎn)生的翻壩運輸需求，需要建立一個長期翻壩轉(zhuǎn)運的有效機制。所以，翻壩公路是構(gòu)建構(gòu)皮灘翻壩運輸長效機制、建立構(gòu)皮灘庫區(qū)北岸陸路疏運體系、緩解船閘通過能力不足問題的主要載體，是水路聯(lián)運體系中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

(2) 水電樞紐建設(shè)之初就全面斷航。隨著貨運量的不斷增加，可能出現(xiàn)壓船待閘現(xiàn)象，同時，構(gòu)皮灘船閘運營的不確定因素，如檢修、故障等；一些特定事件，如吃水超限船舶需卸載轉(zhuǎn)運、一級危險品不能過閘需翻壩運輸?shù)龋粦?yīng)急性翻壩轉(zhuǎn)運產(chǎn)生的翻壩運輸需求等都需要建立一個有效的應(yīng)急機制。所以，翻壩公路是健全構(gòu)皮灘翻壩運輸應(yīng)急機制的重要交通設(shè)施，是服務(wù)于構(gòu)皮灘船閘限制性通航、礙斷航及運輸不均衡性等引起的各種應(yīng)急或臨時性翻壩運輸?shù)男枰?/p>

(3) 翻壩公路還可作為余慶縣大烏江鎮(zhèn)烏江北岸的公路主骨架，服務(wù)于沿線土地利用及經(jīng)濟發(fā)展所派生的交通需求，以及構(gòu)皮灘庫區(qū)的對外交通需求。同時，也是完善烏江航運安全保障機制和對外交通體系的重要交通設(shè)施，可作為備用線路服務(wù)于烏江航運運營產(chǎn)生的運輸需求。

3翻壩公路的技術(shù)標準

3.1從功能定位分析

翻壩公路是為無法過閘的碼頭車輛服務(wù)，而且在貨類里有集裝箱等大件運輸，所以翻壩公路的技術(shù)標準不宜低于二級公路標準，設(shè)計速度宜在40～60km/h之間選取。

3.2從交通量分析

根據(jù)運量預(yù)測及現(xiàn)有公路觀測點歷年交通量分析，翻壩公路全線遠景年2029年的年平均日交通量為8 657pcu/d。根據(jù)《公路工程技術(shù)標準》(JTGB01-2003)(以下簡稱《標準》)雙車道二級公路能適應(yīng)將各種汽車折合成小客車的年平均日交通量為5 000～15 000pcu/d[4]，所以，翻壩公路取用二級公路標準即可滿足要求。

3.3從地形條件分析

與翻壩公路起終點相接處的相對高差達200m，經(jīng)過箐口時，村寨密布，交通組成較為復(fù)雜，橫向干擾大。路線途徑區(qū)域部分地勢較陡，地形起伏較大，局部越嶺路段相對高差較大，路線最大高差達400m。加之，大重型車輛通過，所以，翻壩公路設(shè)計速度宜選用山區(qū)二級公路的低限，即40km/h。

3.4從通行能力分析

依據(jù)《公路路線設(shè)計規(guī)范》(JTGD20-2006)(以下簡稱《規(guī)范》)及條文說明中的有關(guān)規(guī)定[5]，部分參數(shù)取自交通調(diào)查及交通預(yù)測的結(jié)果，并參照《規(guī)范》中的數(shù)據(jù)綜合取定。根據(jù)預(yù)測的交通量，計算出遠景特征年2029年的單向設(shè)計小時交通量，車輛絕對數(shù)為162veh/h，折算交通量為574pcu/h，單車道實際通行能力 254veh/(h·ln)，所需車道數(shù)為0.64。所以，當采用v=40km/h的雙車道二級公路標準時，可滿足通行能力的需求，在設(shè)計年限內(nèi)，其服務(wù)水平均能滿足三級服務(wù)水平的要求。

3.5從現(xiàn)有公路分析

從櫻桃井碼頭與構(gòu)皮灘電廠公路交叉處到歇場口約5.3km路段為構(gòu)皮灘水電站的進出通道，二級公路標準，已使用多年，根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，除了局部水泥混凝土路面破損外，其他性能依然較好。從歇場口過箐口至廟林約6km路段，為湄(潭)余(慶)二級公路，即S204，2010年竣工通車，路基寬度10m，設(shè)計速度40km/h。以現(xiàn)有交通量相對較多的S204路段為例，遠景年2029年的年平均日交通量為13 110pcu/d，二級公路仍能滿足需求。此外，適當利用現(xiàn)有道路，可以減少征地拆遷，節(jié)約工程投資，最大限度地保護生態(tài)環(huán)境。本項目根據(jù)實際情況，充分利用了現(xiàn)有公路，利用率達66.8%。

綜上所述，根據(jù)翻壩公路功能定位、項目所在地的自然環(huán)境、社會環(huán)境、交通量預(yù)測結(jié)果等因素，按照《標準》的規(guī)定，結(jié)合沿線的地形、地質(zhì)條件，并充分考慮項目所在地區(qū)的綜合運輸體系、遠期發(fā)展以及現(xiàn)有道路狀況等諸多因素，擬定項目采用二級公路技術(shù)標準，設(shè)計速度為40km/h，新建路段路基寬度為10m，利用老路路段維持原路基寬度，公路技術(shù)標準與翻壩運輸系統(tǒng)是相適應(yīng)的。

4結(jié)語

翻壩公路作為整個翻壩運輸系統(tǒng)的一部分，與碼頭具有緊密聯(lián)系，具有應(yīng)急翻壩、長期翻壩和滿足內(nèi)外交通需求的功能，與翻壩運輸系統(tǒng)相匹配；翻壩公路的技術(shù)標準也能滿足具有翻壩運輸需求的車輛通行?？傊瓑喂放c烏江構(gòu)皮灘翻壩運輸系統(tǒng)具有良好的適應(yīng)性。通過水-路-水方式轉(zhuǎn)運，建立合理的運營機制，可以保障構(gòu)皮灘樞紐通航安全、有序、暢通。

翻壩公路在具體實施過程中應(yīng)注意以下問題：①完善安全設(shè)施。因從箐口至沙灣碼頭一路下坡，且平均縱坡達到4%，所以在連續(xù)長陡下坡路段右側(cè)視距良好的路段，設(shè)置避險車道，并輔以醒目標志，確保失控車輛安全、順利駛?cè)搿Ｊ艿匦蜗拗?，利用S204路段存在2個回頭曲線，應(yīng)完善交通標志、保證視距，路線接終點沙灣碼頭一段是臨河線，應(yīng)采取完善的防護措施，以保證行車安全；②做好路面設(shè)計。新建路段的路面結(jié)構(gòu)層應(yīng)通過計算確定，確保在設(shè)計年限內(nèi)滿足要求。利用老路路段，應(yīng)對路面病害進行相應(yīng)處治，路面結(jié)構(gòu)層不能滿足要求時，應(yīng)重新進行設(shè)計，考慮加鋪，新舊路面應(yīng)做好銜接處理。

[1]中華人民共和國交通部.全國內(nèi)河航道與港口布局規(guī)劃[J].中國港口,2007(7)：7.

[2]貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計研究院股份有限公司.烏江構(gòu)皮灘水電站翻壩運輸系統(tǒng)建設(shè)工程可行性研究報告[R].貴陽：貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計研究院股份有限公司，2012.

[3]盧冬生.三峽翻壩運輸江南專用公路功能定位研究[J].公路，2010(10)：138.

[4]JTGB01-2003公路工程技術(shù)標準[S].北京：人民交通出版社，2004.

[5]JTGD20-2006公路路線設(shè)計規(guī)范[S].北京：人民交通出版社，2006.

收稿日期：2014-09-10

AdaptabilityAnalysisofFanbaRoadand
FanbaTransitSystemofGoupitaninWujiang

Zhang Jinlong

(GuizhouTransportationPlanningSurvey&DesignAcademyCo.,Ltd.,Guiyang550081,China)

Abstract：The necessity and urgency of Fanba System construction is analyzed from transport volume forecast and through capacity. As a part of Fanba Transit System, the functional orientation is mainly analyzed and the technical standards of Fanba Road are demonstrated in the paper, and good adaptability between Fanba Road and Fanba Transit System is proved in Goupitan.

Key words:Fanba road; functional orientation; technical standards; adaptability

DOI10.3963/j.issn.1671-7570.2015.01.029