宣威至曲靖高速公路馬龍大瓦倉至昌隆鋪段路線方案設(shè)計(jì)

高明永，劉 婧

（1.中交基礎(chǔ)設(shè)施養(yǎng)護(hù)集團(tuán)有限公司，北京 100011；2.北京市市政工程研究院，北京 100037）

宣威至曲靖高速公路位于曲靖市馬龍縣境內(nèi)，馬龍縣位于云南省東部。沿線受貴昆鐵路、中國(guó)石化輸油管道、馬龍縣輕工業(yè)工業(yè)園區(qū)規(guī)劃、水庫、復(fù)雜地形地質(zhì)條件等因素制約，路線方案的選擇會(huì)對(duì)項(xiàng)目的工程規(guī)模、施工難度、環(huán)境等產(chǎn)生直接的影響。文章通過總結(jié)路線選線的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，為今后類似項(xiàng)目提供參考。

1 項(xiàng)目概況

宣威至曲靖公路是國(guó)家高速公路網(wǎng)G56（“7918”網(wǎng)中東西向橫12）杭州—昆明—瑞麗（口岸）高速公路的一段，是連接我國(guó)東部、西南及通向南亞、東南亞各國(guó)的公路通道，也是云南省“9210”干線公路骨架網(wǎng)（9條放射線、2條環(huán)線、10條聯(lián)絡(luò)線）的聯(lián)絡(luò)線之一。曲靖西北繞城宣曲高速馬龍大瓦倉至昌隆鋪段，起點(diǎn)位于曲靖市馬龍縣大瓦倉村，終點(diǎn)位于昌隆鋪昆曲高速公路，與規(guī)劃的曲靖南過境線相接（樞紐立交）（見圖1）。該項(xiàng)目路線全長(zhǎng)18.124km，設(shè)計(jì)速度為100km/h，雙向六車道，路基寬度為33.5m，橋隧比為64.5%。

圖1 項(xiàng)目地理位置圖

2 建設(shè)條件

2.1 地形地貌

項(xiàng)目沿線地貌單一，為剝蝕低中山地貌。山體間水系發(fā)育，河流彎曲，溝谷開闊，多剝蝕谷地，在路線起點(diǎn)段一帶保留有較好的高原面，地形總體起伏較小，多為緩坡（見圖2）；山體渾圓，路線其他段山間溝谷發(fā)育，地形起伏較大，地形地質(zhì)條件復(fù)雜（見圖3）。

圖2 地勢(shì)平坦地貌

圖3 山間溝谷地貌

2.2 氣象水文

（1）馬龍縣氣候?qū)俚途暩咴撅L(fēng)型氣候，冬春干旱，夏秋濕潤(rùn)，季節(jié)干濕分明，雨量充沛，夏無酷暑，冬無嚴(yán)寒。

（2）該項(xiàng)目沿線水系發(fā)育，河流眾多，為金沙江水系，主要地表水有耗子龍?zhí)端畮?、尚家壩水庫、大涵洞水庫、馬龍河、五大河等。

2.3 地質(zhì)概況

項(xiàng)目區(qū)域巖性主要有灰?guī)r、生物碎屑灰?guī)r、白云巖、玄武巖、泥灰?guī)r夾砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、泥巖、頁巖、鋁土巖及煤層等。

沿線不良地質(zhì)與特殊性土主要有巖溶、軟弱土、紅黏土等。

3 山區(qū)公路復(fù)雜路段局部路線方案的優(yōu)化及比選論證情況

通過實(shí)地踏勘及地質(zhì)勘察，綜合項(xiàng)目“地形選線、地質(zhì)選線、環(huán)境選線、規(guī)劃選線、安全選線、經(jīng)濟(jì)選線”的原則，對(duì)初步設(shè)計(jì)推薦線方案進(jìn)行了深入的分析，提出三段比較線，對(duì)初步設(shè)計(jì)路線進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

3.1 雞頭村段方案優(yōu)化

該段主要針對(duì)上跨貴昆鐵路、占用中石化油氣管道及拆遷畜牧養(yǎng)殖場(chǎng)等問題，提出方案優(yōu)化調(diào)整（見圖4）。

圖4 雞頭村段路線方案優(yōu)化圖

初設(shè)方案K181+700處穿越一處畜牧養(yǎng)殖場(chǎng)，面積約11025m2。K182+000處上跨貴昆鐵路，設(shè)460m長(zhǎng)橋梁跨越（跨鐵路主跨60m），角度為46°。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)核實(shí)，該處為深挖方段，鐵路邊坡較陡，且做了混凝土框架防護(hù)，兩坡頂間交叉斜長(zhǎng)約100m，若采取的60m主跨，則橋墩位于邊坡上，對(duì)邊坡穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，施工難度較大，審批困難。經(jīng)與鐵路設(shè)計(jì)院初步溝通，將線位適當(dāng)向西移動(dòng)，盡可能避開深挖方段，跨越貴昆鐵路角度增大至52°，減少跨越鐵路的橋梁規(guī)模，降低施工及審批難度。原初設(shè)線位在K182+300～K182+800段壓占中石化輸油管線，需對(duì)油氣管線進(jìn)行改移，線位不合理。

路線經(jīng)優(yōu)化后，貴昆鐵路跨線橋主跨減小為50m，該段路線長(zhǎng)度無增加，橋梁規(guī)模減少760m，且少拆遷11025m2，避開了對(duì)中石化輸油管線的壓占（見圖5）。

圖5 優(yōu)化后跨越貴昆鐵路位置對(duì)比圖

此段路線方案選線在充分考慮到項(xiàng)目特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，著重提出安全選線、經(jīng)濟(jì)選線的設(shè)計(jì)理念。路線定線要滿足安全性原則，在此基礎(chǔ)上，需綜合考慮項(xiàng)目自身工程安全、運(yùn)營(yíng)期行車安全、工程經(jīng)濟(jì)性及施工的便利性，該段推薦線位盡可能大角度跨越貴昆鐵路，避開了對(duì)鐵路邊坡及輸油管道的影響，安全性較高，工程造價(jià)較低，同時(shí)施工難度較小。

3.2 馬龍縣輕工業(yè)園規(guī)劃區(qū)段方案優(yōu)化

該段主要針對(duì)初設(shè)線位進(jìn)入馬龍縣輕工業(yè)產(chǎn)業(yè)園規(guī)劃區(qū)，調(diào)整優(yōu)化了線位，避開了規(guī)劃園區(qū)（見圖6）。

初設(shè)路線在K84+200處侵占了煤機(jī)廠，需要對(duì)其拆遷，當(dāng)?shù)卣从巢疬w比較困難；在K184+500～K185+900段處于馬龍縣輕工業(yè)規(guī)劃區(qū)內(nèi)，并且在K185+200～K185+700段與越州鋼鐵廠存在干擾，路線從越州鋼鐵廠東北角穿過，需占用一部分越州鋼鐵廠規(guī)劃用地。目前，越州鋼鐵廠規(guī)劃用地范圍場(chǎng)地已經(jīng)平整，場(chǎng)區(qū)范圍已設(shè)置圍墻圍擋。據(jù)從當(dāng)?shù)卣私獾那闆r，目前越州鋼鐵廠經(jīng)營(yíng)較為困難，近期沒有在該場(chǎng)區(qū)新建工廠的計(jì)劃，當(dāng)?shù)乜h政府計(jì)劃在今后的一定時(shí)期，對(duì)該地塊回收開發(fā)，但目前該地塊仍然屬于越州鋼鐵廠的規(guī)劃用地，如對(duì)該地塊進(jìn)行占用，仍需與越州鋼鐵廠協(xié)調(diào)，難度較大，且存在要價(jià)高或附帶其他條件的可能。

路線優(yōu)化后，線位從工業(yè)園規(guī)劃區(qū)北側(cè)經(jīng)過，穿過采石場(chǎng)，采用了較高的路線指標(biāo)，線形較為順暢，較初設(shè)線位長(zhǎng)度減少50m，橋梁規(guī)模增加193m，但線形指標(biāo)較初設(shè)線位得到了較大調(diào)整，同時(shí)避開了對(duì)煤機(jī)廠及越鋼的拆遷。此段路線方案選線在充分考慮到項(xiàng)目特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，著重提出規(guī)劃選線的設(shè)計(jì)理念。

“道路工程存在于自然，生存于社會(huì)?！钡缆返谋举|(zhì)功能為服務(wù)于社會(huì)，在工程規(guī)模增加不大的情況下，盡可能提高平縱面指標(biāo)確保路線順適，使指標(biāo)均衡、運(yùn)行速度平穩(wěn)變化。特別是對(duì)地方規(guī)劃路段，更要注意指標(biāo)的均衡，并適當(dāng)增加安全設(shè)施，保證公路運(yùn)營(yíng)安全。該段推薦方案避開對(duì)規(guī)劃區(qū)的侵占，減少了對(duì)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響，促進(jìn)了地方的發(fā)展。

3.3 長(zhǎng)坡嶺隧道段方案優(yōu)化

該路段位于長(zhǎng)坡嶺，馬龍河、五大河蜿蜒穿山向西南而行，兩岸山高坡陡、植被茂密，地形地質(zhì)復(fù)雜。該段主要針對(duì)初設(shè)線位隧道設(shè)置不合理，施工難度大、安全性低問題對(duì)路線進(jìn)行優(yōu)化，取消隧道設(shè)置（見圖7）。

初設(shè)推薦方案設(shè)長(zhǎng)坡嶺隧道穿越山體，全長(zhǎng)488.96m，為雙向六車道連拱隧道。該隧道最大埋深為76.44m，為全線淺埋隧道。隧址區(qū)巖體多為軟巖～較軟巖，巖體較破碎，在頁巖和砂巖接觸面較易形成軟弱結(jié)構(gòu)面，隧道在開挖過程中頁巖接觸段較易發(fā)生軟化現(xiàn)象，發(fā)生坍塌的概率較大。隧道進(jìn)出口段落地面起伏較大，存在淺埋偏壓現(xiàn)象，且?guī)r性為強(qiáng)風(fēng)化頁巖，圍巖裂隙很發(fā)育，巖質(zhì)軟弱，洞口段施工過程中發(fā)生冒頂坍塌等風(fēng)險(xiǎn)的概率較大。從初步設(shè)計(jì)階段地勘結(jié)果得出，隧道圍巖整體情況較差，巖質(zhì)較軟、裂隙發(fā)育且大多數(shù)段落位于Ⅴ級(jí)圍巖內(nèi)。因此，隧道造價(jià)較高，施工難度也較大。同時(shí)隧道方案，路線在K194+300～K194+400及K194+600～K194+700段，均在陡邊坡處穿過，造成挖方級(jí)數(shù)較大，最大可達(dá)7級(jí)高挖方邊坡，對(duì)于邊坡穩(wěn)定性和路線安全性較為不利。

圖6 馬龍縣輕工業(yè)園規(guī)劃區(qū)段路線方案優(yōu)化圖

圖7 長(zhǎng)坡嶺隧道段方案優(yōu)化圖

針對(duì)初設(shè)連拱隧道方案造價(jià)高、施工難度大的情況，施工圖階段進(jìn)行了方案優(yōu)化調(diào)整。路線沒有橫穿山體，較初設(shè)線位向右偏移，沿長(zhǎng)坡嶺山腰布線，以路基和橋梁方案取代原隧道方案。該方案取消489m隧道，路線長(zhǎng)度增長(zhǎng)130m，初設(shè)方案設(shè)橋2789.66m，施工圖方案設(shè)橋3042m，較初設(shè)增長(zhǎng)252.34m，降低了施工難度及工程造價(jià)。但需解決好繞山腰布線時(shí)半填半挖路基的支擋防護(hù)及橋臺(tái)的設(shè)計(jì)、施工問題，并盡可能減少對(duì)山體的開挖，保護(hù)環(huán)境。此外，路線在K194+500處上跨一小型水庫，此處水庫是河流下游村莊土官寨的供水水源，需做好排水設(shè)計(jì)及水源保護(hù)。此段路線方案選線在充分考慮到項(xiàng)目特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，著重提出地形選線、地質(zhì)選線、環(huán)境選線、安全選線的設(shè)計(jì)理念。

路線定線盡量順應(yīng)地形、地勢(shì)的變化“順勢(shì)而為”，結(jié)合地質(zhì)條件及地物條件，選擇最佳的路線方案，使公路融入自然，盡量減少對(duì)地形的生硬切割，減少高填深挖，節(jié)約工程造價(jià)，提高道路安全性。該段路線方案綜合考慮地形、地質(zhì)及環(huán)境因素，取消隧道方案，改為橋梁及路基方案，避開了不良地質(zhì)對(duì)路線的影響，減少了高挖方邊坡，提高了道路的安全性，減輕了對(duì)環(huán)境的破壞。

4 結(jié)束語

地形、地質(zhì)、氣候等自然地理環(huán)境和政策、規(guī)劃等經(jīng)濟(jì)社會(huì)環(huán)境是路線方案選擇的阻尼邊界條件。自然地理環(huán)境條件決定道路工程的建筑結(jié)構(gòu)形式和功能壽命，經(jīng)濟(jì)社會(huì)環(huán)境條件決定道路工程規(guī)模和價(jià)值壽命。路線方案的設(shè)計(jì)具有較強(qiáng)的主觀性，其路線選擇是非唯一的，但結(jié)合自然地理?xiàng)l件及經(jīng)濟(jì)社會(huì)環(huán)境條件，路線方案的最終確定又是必然的。

路線設(shè)計(jì)是自然條件與社會(huì)條件和諧統(tǒng)一的結(jié)合體。在高等級(jí)公路的選線設(shè)計(jì)中，應(yīng)始終貫徹體現(xiàn)“安全、環(huán)保、舒適、和諧”的理念，堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展觀念，將公路的使用功能與自然、社會(huì)環(huán)境融為一體，努力打造品質(zhì)工程。