昆明至楚雄高速公路改擴建方案研究

張 田，耿恩朋

(1.中交第一公路勘察設計研究院有限公司，陜西 西安 710075；2.中交第四公路工程局有限公司西安工程設計分公司，陜西 西安 710065)

0 引 言

從20世紀90年代起，中國開始進行高速公路建設，隨著中國經(jīng)濟社會的快速發(fā)展，人民生活水平的提高，交通量大幅增加。截止2019年底，中國高速公路的通車總里程已經(jīng)超過15萬km，為世界第1。大部分先期建設的高速公路在路網(wǎng)中都屬于主干路，近年來，除了沿海發(fā)達地區(qū)以外，西南欠發(fā)達地區(qū)一些路段的交通量都已接近飽和，服務水平逐漸降低，亟待擴容。

擴容是提高道路通行能力和服務水平的主要方法，主要有2種，1種是對原有高速公路進行原位改擴建，另1種是在附近再建設1條高速公路。原位改擴建是在既有高速公路基礎上進行改造，能夠充分利用既有工程，節(jié)約土地、保護環(huán)境、造價較低，不改變路網(wǎng)結(jié)構。新建高速公路需要新辟走廊帶，占用更多的土地資源，對環(huán)境破壞較大，交通組織復雜，需要投入更多的資金，并且可能導致路網(wǎng)結(jié)構變化。

目前中國已經(jīng)完成了部分高速公路路段的擴容，有一些擴容項目正在實施，還有很多高速公路在進行擴容方案的規(guī)劃和研究。通過多個項目的實踐，已經(jīng)積累了一些經(jīng)驗，很多從業(yè)者也發(fā)表了一些項目的研究成果，比如杭金衢高速改擴建[1]、西潼高速改擴建[2]、濟南至青島高速改擴建[3]、青銀高速銀川至寧東段改擴建[4]、烏奎高速改擴建[5]等，都有一定的研究突破和成就。但中國幅員遼闊，每個地區(qū)的自然條件、經(jīng)濟社會發(fā)展條件、路網(wǎng)布局、城鎮(zhèn)產(chǎn)業(yè)布局和交通量發(fā)展狀況都不相同，已有的研究成果不一定適用于所有地區(qū)。

本文以昆明至楚雄高速公路改擴建方案為例進行研究。昆明至楚雄高速公路在云南省高速公路網(wǎng)中處于中心橫軸線位置，沿線可輻射影響到昆明、楚雄、大理、保山、怒江、德宏、麗江、臨滄和迪慶等9個州(市)的20多萬km2土地，占云南省總面積的50.8%，是云南省的典型道路，具有云南以及西南山區(qū)的項目特點。

1 概 況

1.1 功能定位

昆明至楚雄高速公路是《國家公路網(wǎng)規(guī)劃(2013～2030年)》和《云南省道網(wǎng)規(guī)劃(2014～2030年)》中杭州至瑞麗國家高速公路在云南境內(nèi)的一段。杭瑞高速連通了浙江、安徽、江西、湖北、湖南、貴州和云南7省，云南省境內(nèi)昆明至楚雄段溝通了昆明-楚雄-大理-保山-瑞麗(口岸)，是重要的東西向大通道，是云南省滇東地區(qū)及昆明連接滇西地區(qū)的運輸大動脈，是中國中東部省份連接云南省的交通大通道。同時杭瑞高速昆明-瑞麗段也是AH14亞洲公路的一段，是中國西南地區(qū)與緬甸及東南亞周邊國家互通的國際通道。

1.2 改擴建背景

昆明至楚雄高速公路于2002年12月開工，2005年6月建成通車。近年來，隨著沿線社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，大理、麗江和香格里拉等知名旅游目的地的交通吸引，交通量快速增加。由于建成年代較早，并且為低等級路升級擴建而成，采用的技術指標較低，加上近幾年交通量的幾何式增長，通行能力和服務水平不斷下降，交通事故時有發(fā)生。

為了充分發(fā)揮昆明至楚雄高速公路的國家及云南省主干路網(wǎng)功能，改善區(qū)域通道交通條件，更好地服務于經(jīng)濟建設，促進旅游業(yè)發(fā)展，緩解沿線運輸壓力，提高國防能力，保障搶險救災，對既有昆明至楚雄高速公路進行改擴建方案研究。

2 方案研究

2.1 交通量預測

昆明至楚雄高速公路交通量預測結(jié)果見表1。

表1 昆明至楚雄高速公路交通量預測結(jié)果 pcu·d-1

2.2 技術標準

原昆明至楚雄高速公路的設計速度為100 km·h-1，為無硬路肩雙向6車道，路基寬度為26 m。路線平面指標符合現(xiàn)行的《公路工程技術標準》(JTG B01—2014)的要求，縱面指標部分段落不滿足。

根據(jù)通道總交通量預測結(jié)果，對總車道數(shù)需求、單條高速公路最佳車道數(shù)、高速公路通行能力和工程實施的難易程度等方面進行分析論證[6]，得出結(jié)論為按照八車道原位改擴建，路基寬度為42 m。

2.3 原位改擴建方式

原位改擴建的形式多樣，一般包括單側(cè)加寬、兩側(cè)加寬和混合加寬等方式[7]。單側(cè)和兩側(cè)加寬均包含分離(新建半幅)和拼接加寬，分離和拼接加寬又包含高架橋方案和路基方案，高架橋方案包含內(nèi)側(cè)高架和外側(cè)高架。昆明-楚雄高速的改擴建方案如圖2所示。

圖2 昆明至楚雄高速公路原位改擴建總體方案

2.3.1 單側(cè)加寬

單側(cè)加寬是針對原有公路一側(cè)受限的情況，從另一側(cè)對原有公路拼接。這種改擴建方式的特點為：能充分利用現(xiàn)有地形，減小拆遷量；新、老路基差異沉降不顯化；施工對公路上的交通相對影響較小，原有的公路可繼續(xù)維持交通；施工期間臨時工程少，臨時占地較少，施工便道、預制場僅沿加寬側(cè)布設即可滿足需要；路基中心線因發(fā)生偏移，平面線形須重新擬合；上跨橋梁因主線平面線位向一側(cè)偏移，導致橋梁凈空(凈高和凈寬)可能不足，須拆除重建，造成工程浪費，原主線橋梁分兩幅設置，合并為一幅技術難度大，施工困難，且對舊路交通造成干擾。

2.3.2 兩側(cè)加寬

兩側(cè)加寬是針對原有公路兩側(cè)都不受限，從兩側(cè)對原有公路拼接。其特點為：基本保持了原有公路的幾何線形，原有的中心線可留作加寬后公路的中心線；中央分隔帶及內(nèi)部的排水、通信管道、防撞護欄等設施可充分利用；新老路幅橫斷面能有效組合，路拱規(guī)則，可繼續(xù)順用，路面排水簡單；互通匝道線形調(diào)整較??；部分上跨橋梁凈空(凈高和凈寬)影響不大，主線橋拼寬難度較小，施工也較方便。缺點為：路基兩側(cè)的防護、排水溝、防撞護欄等設施須拆除重建；施工對公路上的交通相對影響較大(兩側(cè)干擾)；施工期間臨時工程量相對較大，占地較多，施工便道、預制場須沿公路兩側(cè)布設；拆遷量相對較大。

總體而言，兩側(cè)加寬比單側(cè)加寬的工程規(guī)模小，可利用的工程項目多，技術較成熟。

基于以上加寬方式的特點，根據(jù)不同路段的實際情況，既有高速公路加寬空間不受限或單側(cè)受限且不存在缺陷的段落，適宜采用單側(cè)和兩側(cè)加寬的組合加寬改擴建方式。本項目推薦首先采用兩側(cè)加寬，單側(cè)受限時采用單側(cè)加寬的方式，既有高速公路兩側(cè)空間均受限、存在隧道、長大縱坡安全隱患的路段采用新建四車道半幅新建的改擴建方式。

2.4 原位改擴建方案擬定

2.4.1 總體方案

根據(jù)沿線城鎮(zhèn)和村莊分布、風景區(qū)或保護區(qū)分布、廠礦布局、較大管道運輸方式分布、地形地質(zhì)條件、既有昆楚高速改擴建條件(長大縱坡情況、橋梁互通加寬條件、隧道擴容)等因素綜合研究具體提出了分段落詳細的兩側(cè)、左、右側(cè)加寬或新建半幅方案[8-9]。改擴建總體方案如圖3、4所示。

圖3 昆明至楚雄高速公路改擴建總體方案圖一(前半部分)

改擴建總體方案表見表2。

表2 昆明至楚雄高速公路原位改擴建總體方案表

2.4.2 具體方案

大部分段落采用兩側(cè)加寬或單側(cè)(左或右)加寬的方式改擴建，在原高速的4處長大縱坡及1處廠礦居民區(qū)密集、1處隧道段落采用分離新建方式改擴建。詳細方案見表3。

表3 昆明至楚雄高速原位改擴建具體方式一覽表

分離新建段落共6處，分別為X1～X6線。原高速起點在安寧至昆鋼新廠段為X1線，采用分離新建方式改擴建；原有高速為隧道段落需要新建四車道分離隧道為X5線，進行改擴建；原高速的4處長大縱坡段落采用分離新建方式改擴建，分別為X2、X3、X4、X6線，將原路作為單向四車道上幅，新建半幅四車道增長長度減緩縱坡作為下幅。

分離新建改擴建段落大幅改善了原路的縱面技術指標，提高了安全性和通行能力。分離新建改擴建段落及縱坡改善情況見表4。

表4 昆明至楚雄高速原位改擴建新建半幅段落

3 結(jié) 語

(1)通過分析路網(wǎng)規(guī)劃、功能定位、交通量預測和技術標準等，結(jié)合既有昆明至楚雄高速公路平縱面技術指標、橋梁改造、邊坡改造、互通改擴建和隧道擴容等改擴建條件，研究沿線各等級路網(wǎng)現(xiàn)狀和規(guī)劃、城鎮(zhèn)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀和規(guī)劃、風景區(qū)或保護區(qū)分布、廠礦布局、重大管道運輸方式分布及規(guī)劃、地形條件、地質(zhì)條件，綜合考慮用地、拆遷及工程量等，以最大限度地利用既有工程為原則，全方位研究，提出了詳細的改擴建方案。最終方案因地制宜地考慮了云南地區(qū)的項目情況，例如獨特的路網(wǎng)結(jié)構、旅游資源豐富、地形地質(zhì)條件復雜、技術指標較低等，充分利用了既有工程，改善了既有高速的技術缺陷，靈活的選擇加寬方式和設置局部新建段，滿足技術指標和功能的均衡。研究結(jié)果可用于云南以及西南地區(qū)典型項目改擴建參考。

(2)每個公路項目都是獨一無二的，受多因素影響，有不確定性，因此需要不斷地總結(jié)經(jīng)驗，充實完善既有研究成果。中國對于高速公路改擴建工程的研究和實施尚在初步階段，改擴建工程相對與新建工程復雜的多，還需要一些探索和嘗試。