柳苑新 張玉利 葉長遠
(四川省交通勘察設(shè)計研究院有限公司,四川 成都 610017)
國道353 線(原省道310 線)是涼山州南部環(huán)線的一段,是連接州府西昌、西南工業(yè)重鎮(zhèn)攀枝花、云南東北部的重要干線公路,也是白鶴灘、鳥東德兩座特大型水電站之間的重要連接通道。寧南葫蘆口楊家灣子至?xí)|縣城段是國道353 線的重要組成部分,道路提檔升級可充分改善區(qū)域交通條件,服務(wù)區(qū)域優(yōu)勢資源的開發(fā),促進民族地區(qū)經(jīng)濟社會快速發(fā)展。
圖1 地理位置圖
寧會路工可于2011 年批復(fù),工可批復(fù)路線長度75.76km,二級公路,設(shè)計速度40 公里/小時,路基寬度8.5m,批復(fù)總造價4.753 億元,平均每公里造價627.46 萬元。施工圖設(shè)計在2013 年完成修編稿[1-3]。路線起于涼山州寧南縣葫蘆口楊家灣子,經(jīng)寧南縣武星村和西瑤鄉(xiāng)后,路線進入會東縣境內(nèi),再經(jīng)花椒坪、新街鄉(xiāng)、馬龍鄉(xiāng)、至堵格鄉(xiāng),以大地梁子隧道穿越堵格埡口后,經(jīng)火山鄉(xiāng)和小岔河鄉(xiāng),止于省道310 線會東至?xí)矶喂菲瘘c,公路等級技術(shù)標準與工可一致,路線長度74.79km,預(yù)算總造價6.934 億元,平均每公里造價927.2 萬元。由于預(yù)算較工可批復(fù)的估算增加2.181 億元,增幅達48%,工程投資增加巨大,在勘察設(shè)計階段承擔(dān)了較大的控制投資壓力,在保證項目功能及行車安全的前提下,路線設(shè)計花費了大量的時間和精力。該項目2017 年全線通車,目前運營狀況良好。
原有省道310 線楊家灣子至?xí)|縣城段全長約83.1 公里,為四級公路標準(部分路段為等外級公路),設(shè)計速度20km/h,路基寬度為5.5~6.5 米,大部分路段路面為瀝青表處。
原有公路為克服高差和陡峻地形條件,平面上采取連續(xù)設(shè)置回頭曲線或小半徑彎道方式進行展線,連續(xù)彎道多,線形差,行車舒適性和安全性差。原公路全線有交點732 個,平均每公里高達8.8 個,路線增長系數(shù)為1.75;平曲線最小半徑為7 米,平曲線長度普遍不滿足要求。平曲線半徑≤15 米數(shù)量31 個,占比4.23%;半徑15~30 米數(shù)量120 個,占比16.4%;半徑30~60 米數(shù)量212 個,占比28.96%;半徑60~100 米數(shù)量160 個,占比21.86%;半徑>100 米數(shù)量209 個,占比28.55%。
原有公路縱斷面總體呈馬鞍形,兩次變化點分別在“花椒坪”和“岔路口”附近,由于地形橫坡較陡,展線困難,局部采用較大坡度,全線多處縱坡超過10%,最大縱坡為11%,連續(xù)3 公里平均縱坡大于5.5%段落較多,局部大縱坡和全線多處平均縱坡超標已嚴重影響行車安全[4]。大于10%的縱坡6處,總長1.61 公里,占比1.94%;9%~10%之間的縱坡21 處,總長3.97 公里,占比4.78%;8%~9%之間的縱坡37 處,總長7.33 公里,占比8.82%;7%~8%之間的縱坡40 處,總長9.66 公里,占比11.62%。
項目全線采用二級公路技術(shù)標準,設(shè)計速度為40 公里/小時,路基寬度為8.5 米;局部特殊困難路段在保證安全前提下適當降低設(shè)計速度或指標。
英雄巖改建段K10+449.04~K12+410.71:地形陡峭、老路縱坡大、平面標準低,展線極其困難,拓寬老路、外側(cè)布設(shè)擋墻或橋梁的條件極其有限,路線布設(shè)最大限度擬合平縱、控制內(nèi)側(cè)基巖邊坡開挖高度和方量。該段共設(shè)交點17 個,平均每公里8.7 個,其中13 個交點半徑大于等于60m,對應(yīng)緩和曲線長度≥35m,但圓曲線長度、超高緩和段長度普遍偏短;設(shè)變坡點10個,3 段緩坡長度采用100m 或110m,其余縱斷面滿足40km/h 技術(shù)要求。該段平縱指標降低較為集中,因此按照降低設(shè)計速度處理;采用設(shè)計速度30km/h,路線長度1.96km,占全線2.62%。平面線形詳見圖2。
圖2 K10+449.04~K12+410.71 段平面圖
會東新線電站段K63+800.00~K68+011.42:該段地形狹窄,溝谷縱坡大,共設(shè)置交點28 個,平均每公里6.7 個,共設(shè)置3 組回頭彎展線,其中2 組為螺旋展線;4 個回頭彎半徑采用20-22.5m,僅能滿足20km/h 標準,2 個螺旋橋回頭彎半徑采用40m;設(shè)變坡點16 個,縱斷面滿足40km/h 技術(shù)要求。雖然該段僅4 個回頭彎半徑指標不滿足要求,但考慮到連續(xù)回頭彎及螺旋展線段行車安全,按照降低設(shè)計速度處理;采用設(shè)計速度30km/h,回頭彎采用20km/h 標準;路線長度3.8km,占全線5.08%。平面線形詳見圖3。
圖3 K10+449.04~K12+410.71 段平面圖
兩段合計長度5.85km,占全線7.82%,均加強了安全設(shè)施設(shè)計。
K16+422.72~K16+528.07 回頭彎段路線長度105.35m,占全線0.14%,若采用回頭彎半徑30m,則需布設(shè)回頭彎大橋1 座;半徑采用20m 后僅少量增加拆遷和挖方,控制造價的同時降低了施工難度,前后相應(yīng)段落平面指標采用由高向低漸變設(shè)置,并加強安全設(shè)施設(shè)計。
全線基本按設(shè)計速度40km/h 的二級公路標準設(shè)置超高,最大超高8%;但地形困難路段的平面線形指標由于采用較低值,導(dǎo)致超高緩和段長度不足。經(jīng)計算,參考最大超高值6%標準選用,降低困難路段超高值。全線降低超高值半徑21 個,合計長度2.82km,占全線3.79%。
3.4.1 長大縱坡設(shè)計
本項目為較為典型的越嶺路線,長大縱坡問題較為突出,其中K6+885~K30+245 五星村至花椒坪段路線長度為23320.54m,高差1235.87m,平均縱坡5.3%;對應(yīng)老路平均縱坡為5.4%,連續(xù)3 公里平均縱坡大于5.5%段落較多。由于地形橫坡較陡,展線困難,本段路線基本為沿老路改建,對平均縱坡的改善有限,因此本次施工圖縱面設(shè)計劃分區(qū)間分段考慮,加強交通安全保障措施設(shè)計,區(qū)間劃分及對策措施詳見表1。
表1 長大縱坡區(qū)間劃分及對策措施
3.4.2 坡長超限情況及處理措施
本項目存在7 段縱坡設(shè)計特別困難路段,這些段落老路縱坡均較大,或地形橫坡陡峻、或處于村莊段落,路線平面布設(shè)困難,部分段落基本無展線余地;在這種情況下如果通過調(diào)整縱坡來保證坡長限制,則會在老路上產(chǎn)生大量的挖填路段,不僅增加工程規(guī)模,同時在項目建設(shè)時保通非常困難;個別村莊路段受公路兩側(cè)房屋的影響根本無法在老路上采用較大的挖填方,以調(diào)整縱面來保證規(guī)范關(guān)于最大坡長的規(guī)定[5]?;谝陨弦蛩兀瑢? 段坡長進行超限處理,坡長超標最長170m,最短40m,采用增加坡長警告標志、震蕩標線及加強護欄等多種綜合措施保證其行車安全;7 段合計長度3.82km,占全線5.13%。
國道353 線寧會路于2013 年底開工建設(shè),至今已安全運行近4 年,道路運營情況良好。該工程實例表明采取綜合安全措施后,以下設(shè)計對策可以考慮采用:①對于局部工程特別艱巨的平面半徑可降級指標,但應(yīng)注意前后線形設(shè)置,以平面線形控制運行速度的順適過渡;②二級及以下等級道路最大超高按照8%取用,困難路段參考最大超高6%取用區(qū)間可適當降低超高值以滿足超高緩和段設(shè)置;③連續(xù)長大下坡合理利用段內(nèi)區(qū)間設(shè)置停車休息區(qū)域,分段控制平均縱坡不大于5.5%,可適當突破《公路路線設(shè)計規(guī)范 JTG D20-2017》8.3.4 條“相對高差大于500m 時,平均縱坡應(yīng)不大于5%”的規(guī)定;④在交通量不大且大型車輛混入率不高的等級道路上,局部單坡坡長可適度超標,對整段道路的通行能力和服務(wù)水平影響較小。