梁 棟
(中國華西工程設計建設有限公司,湖南 長沙 410000)
尋甸縣易隆至白石巖公路工程項目地處云南省東南部,總體呈南北走向,起于易隆,經星河溫泉小鎮(zhèn)、鐘靈山國家級森林公園、鳳龍灣水庫旅游景區(qū)、云南影視產業(yè)實驗區(qū)天湖島基地,止于白石巖。項目起點處接國家高速公路網G60滬昆高速易隆立交,蒲草塘處接國家高速公路網G85渝昆高速蒲草塘立交,與規(guī)劃中的金七一級公路、倘甸-甸沙-尋甸-河口-白石巖高速公路相銜接,南北縱向連接了兩條國家高速公路,串聯尋甸縣“三橫五縱”公路網的“兩橫”,連通尋甸東部旅游發(fā)展軸的重要節(jié)點,并能快速連接昆明主城區(qū)和昆明長水國際機場,該項目將填補該區(qū)域縱向高等級公路空白的現狀及規(guī)劃縱向路網空白的缺陷,是區(qū)域干線路網重要組成部分。
尋甸縣易隆至白石巖公路起點至蒲草塘段(K0+000~K54+600)采用四車道一級公路標準建設,設計速度80 km/h,路基寬24.5 m;蒲草塘至止點段(K54+600~K71+864.123)采用兩車道二級公路標準建設,設計速度60 km/h,路基寬12 m;尋甸縣城聯絡線(LK0+000~LK7+563.186)采用四車道一級公路標準建設,設計速度80 km/h,路基寬24.5 m。
項目所經區(qū)域地形地貌極為復雜,屬高烈度地震區(qū),由于控制點間的相對高差大,須反復傍山展線,不可避免出現高墩橋、隧道等控制性構造物,總體指標與沿線控制性構造物規(guī)模之間取舍是矛盾集中體現,選取了較為典型的K29~K42路段,從工程規(guī)模、環(huán)境保護及工程造價上進行分析論證,得到最優(yōu)方案。
尋甸縣易隆至白石巖公路K29~K42路段所經區(qū)域為溶蝕侵蝕地貌,多為巖溶低中山、溶丘洼地、峰叢洼地亞區(qū),路線所經區(qū)域地震加速度0.3 g,對應地震烈度為Ⅷ度;本路段路線方案限制較多,高烈度地震區(qū)橋梁墩高過大存在一定的工程風險,需綜合考慮橋梁墩高、隧道規(guī)模及其他因素等對工程可行性及風險性的影響,本路段先對區(qū)域走廊帶進行分析比選,并針對跨越牛欄江段落提出兩個局部方案分析比選。
K線起于發(fā)達小村,起點樁號K29+300,經瓦窯松棵、糯基、老荒地,在白沙坡跨越牛欄江,新建隧道穿越象鼻嶺,在良子處跨越深切河谷,終于黃蘿卜陷塘,終點樁號K42+428,路線全長13.128 km。
A線起于發(fā)達小村,起點樁號AK29+300(對應正線K29+300),經阿那發(fā),在大河口跨越牛欄江、舊營村跨越深切河谷,經良子,于黃蘿卜陷塘與正線相接,終點樁號AK41+414(對應正線樁號K42+428),路線全長12.114 km。
表1 K線、A線主要工程規(guī)模表
(1)建設條件對比分析:兩方案都屬重丘地貌,低山與溝谷相間路段多高填深挖,溝谷與溪溝部位,工程地質條件復雜,多采用高架橋跨越,山嶺部位多為隧道通過,路段大橋、隧道較多,地面高程變化一般1 800~2 200 m,地形切割強烈;A方案局部路段從河谷、菁溝分布較多農田,不良地質路段較多;從地形、地質條件比較,K線較優(yōu)。
(2)平縱面指標對比分析:K線線性組合均衡,A線開始利用較低洼的走廊帶布線,減少跨越牛欄江橋梁高度,因此沿山體展線,平面指標略差;兩方案的縱面沒有大的區(qū)別;從平面和縱面技術指標比較,K線較A線具有一定的優(yōu)勢。
(3)環(huán)境保護對比分析:兩方案沿線跨越牛欄江位置均采用高架橋形式通過,沿線設置隧道穿越山體,條件相當,而A線方案沿線兩次跨越低洼溝谷,溝谷下農田分布,分布有較多民居,施工期間的污染難控制,對耕地及沿線居民造成較大影響;從環(huán)境保護比較,K線方案優(yōu)于A線方案。
(4)公路用地對比分析:兩方案里程用地規(guī)模相差不大,但A線方案沿線局部耕地分布較多,占用耕地數量較大;從用地來說,K線方案優(yōu)于A線方案。
(5)工程規(guī)模對比分析:A線方案跨越牛欄江位置標高較低,橋梁規(guī)??傮w比K線要優(yōu),K線在良子村處跨越良子菁溝橋墩較高,處于30~100 m之間,A比較線在此段橋梁高度處于30~70 m之間,減小了橋高,降低了施工難度;K線方案橋梁規(guī)模比A線少1 490 m,隧道規(guī)模長905 m,A線相對于K線節(jié)省建設里程1.03 km,但其橋梁工程規(guī)模比K線增加1 514 m,總的橋隧里程增加609 m,橋隧比中增加8.28%,兩者土石方、圬工數量相當,K線方案造價低于A線方案。
(6)帶動區(qū)域旅游對比分析:K線方案從天湖島旅游度假區(qū)規(guī)劃區(qū)邊緣通過,避讓規(guī)劃區(qū)的同時也考慮度假區(qū)與連通本項目的便捷性,能夠有效帶動景區(qū)旅游經濟發(fā)展,具有較高的社會、經濟效益。A線方案從走廊帶上來看,距離天湖島旅游度假區(qū)規(guī)劃區(qū)較遠,社會、經濟效益差;K線方案具有較大的優(yōu)勢。
經綜合比較,雖K線方案中白沙坡大橋、良子大橋存在橋梁標高較高,橋梁跨徑偏大的問題,但橋梁標高總體控制在技術成熟的方案內,風險可控;其余各方面K線方案均優(yōu)于A線方案,最終采用K線方案。
K線跨牛欄江路段起于米咩哨村西側,起點樁號K32+724,經糯基、老荒地,在白沙坡跨越牛欄江,新建穿越象鼻嶺1#隧道穿越山體,終于K38+500,路線全長5.776 km。
B線方案起于米咩哨村西側,起點樁號BK32+724(對應正線樁號K32+724),在糯基第一次跨越牛欄江后,沿牛欄江東側布線,在回龍?zhí)兜诙慰缭脚诮?,在沙溝跨越深切河谷,新建象鼻嶺1#隧道穿越山體,終于BK38+988.719(對應正線K38+500),路線全長6.264 km。
C線起于米咩哨村西側,起點樁號CK32+724(對應正線樁號K32+724),在白沙坡南側跨越牛欄江,新建象鼻嶺1#隧道穿越山體,終于CK38+531(對應正線K38+500),全長5.807 km。
表2 K線、BK線、CK線主要工程規(guī)模對比表
(1)建設條件對比分析:由于路線位置相距不大,本路段三個方案建設條件差別不大,都屬于重丘地貌,地形起伏較大,低山與溝谷相間路段多高填深挖,溝谷與溪溝部位,工程地質條件較復雜,多采用高架橋跨越,山嶺部位多為隧道通過,本路段大橋、隧道較多,地面高程變化一般1 800~2 200 m,山坡上植被發(fā)育,地形切割強烈;
(2)平縱面指標對比分析:K線線性組合均衡,連續(xù);B線方案在跨越牛欄江位置,兩交點曲線基本呈C線曲線,線性差;C線方案從主線分離繞行K線方案西側,線性指標較差,略優(yōu)于B線;三方案縱斷面指標差別不大;綜合比較,K線較最優(yōu),C線次之,B線最差。
(3)環(huán)境保護對比分析:此路段三個方案環(huán)境敏感點主要是跨越牛欄江和隧道長度兩方面,K線方案跨越牛欄江一次,設置了一個885 m的隧道,對環(huán)境有一定影響;B線方案在此路段兩次跨越牛欄江,設置了一個950 m的隧道,對環(huán)境破壞大;C線方案跨越牛欄江一次,設置了一個1 236 m的隧道,對環(huán)境破壞較大;綜合比較,K線較最優(yōu),C線次之,B線最差。
(4)公路用地對比分析:三方案用地類型區(qū)別不大,都是以林地和河流為主;C線方案因設置了兩處隧道,里程和K線方案差不多,用地最少;K線方案次之;B線方案里程最長,用地最大;
(5)工程規(guī)模對比分析:此路段三個方案工程規(guī)模,主要是集中在橋梁和隧道兩個方面,本路段不可避免的是設置橋梁跨越牛欄江,克服高差而設置隧道下穿山體;三個方案因線位高程差別不大,橋梁高度相當,隧道因地形地貌有一定區(qū)別;K線方案設置了一座連續(xù)鋼構大橋跨越牛欄江、一座隧道,橋梁、隧道綜合里程為2 719 m,工程規(guī)模最小,造價最低;B線方案設置了三座連續(xù)鋼構大橋兩跨牛欄江、一次跨越河谷,一座隧道,橋梁、隧道綜合里程為3 444 m,工程規(guī)模最大,造價最高;C線方案設置了一座連續(xù)鋼構大橋跨越牛欄江、一座隧道,橋梁、隧道綜合里程為3 350 m,工程規(guī)模較大,造價較高;綜合比較,K線較最優(yōu),C線次之,B線最差。
經綜合比較,從工程規(guī)模、環(huán)境保護及工程造價上看,K線方案最優(yōu),C線次之,B線最差,最終采用K線方案。
以尋甸縣易隆至白石巖公路為依托,選取了受地形地貌、地震烈度影響較大的K29~K42段落進行實例分析,通過對兩大走廊帶方案及三大節(jié)點方案的各項指標進行量化,從影響工程建設多方面因素比選分析,較好的解決了總體指標與控制性構造物之間平衡關系,選出了最優(yōu)的路線方案;也為類似高等級公路面對類似情況時,采取大方案走廊帶到關鍵節(jié)點、由宏觀方案到微觀方案的逐漸深入的方式,從把握路線走廊帶、利用線位資源、選擇控制性構造物規(guī)模、制定工程方案等達到技術經濟效益最佳提供了經驗。