山區高速公路跨越通航河流的路線方案比選

張潤恒

(中交第一公路勘察設計研究院有限公司，陜西 西安 710068)

1 工程概況

綿陽至蒼溪高速公路位于四川省東北部的綿陽市和廣元市境內，路線起于綿陽市游仙區，經梓潼縣、廣元市劍閣縣，至廣元市蒼溪縣。

走廊帶按地貌成因、形態類型、地質構造格局，將工程區內地貌劃分為兩大成因類型，五種地貌形態，分別有：(1)枝狀單斜低山深谷地貌(I1)分布于嘉陵江兩岸；(2)羽狀低山窄谷地貌(I3)在西河以東，嘉陵江以西之間，谷嶺多平行排列，發育方向北西10°～30°；(3)桌狀低山緩坡寬谷地貌(I2)分布線路走廊帶的中部偏北地區；(4)丘陵洼地地貌(I5)主要分布于線路起點玉河場一帶；(5)侵蝕堆積地貌(Ⅱ)主要分布于梓潼河、嘉陵江等較大河流兩側。

區內出露地層為第四系全新統坡殘積層、崩坡積層、上更新統、全新統沖積層等地層，基巖主要有白堊系、奧陶系地層。工程區構造單元上屬于川西前陸盆地區(Ⅱ1)，地質構造發育條件一般，主要發育西南-東北向構造。區內主要構造體系為綿陽環狀構造體系和新華夏系，主要有老關廟背斜、玉河場向斜、九龍山背斜等，區內未見斷裂構造，工程區總體上受活動斷裂帶的影響較弱。

項目區域不良地質主要有滑坡、崩塌危巖和崩塌堆積體、潛在不穩定斜坡。特殊性巖土為軟弱土、膨脹性土、人工填土。

路線總體走向為西南東北方向。起于綿陽市游仙區魏城鎮南，與京昆高速綿陽至成都段擴容的魏城樞紐終點銜接，經綿陽市游仙區魏城鎮、東宣鄉、徐家鎮，梓潼縣石牛鎮、觀義鎮、東石鄉、文昌鎮、自強鎮、馬迎鄉，廣元市劍閣縣公店鄉、國光鄉、柘壩鄉、迎水鄉、廣坪鄉、碑埡鄉、圈龍鄉、香沉鎮、羊嶺鎮，蒼溪縣白橋鎮、亭子鄉、浙水鄉、陵江鎮等22個鄉鎮，終點與G75蘭海高速形成十字樞紐，順接蒼溪至巴中高速公路。按雙向四車道高速公路標準建設，設計速度80 km/h，路基寬度25.5 m。

2 跨越嘉陵江段路線方案比選

2.1 嘉陵江段路線方案概述

跨越嘉陵江段路線位于蒼溪縣白橋鎮、亭子鄉、浙水鄉、陵江鎮，路線布設主要受嘉陵江、引水隧洞、池鯉村古樹、蘭渝鐵路、天然氣井、廣南樞紐等控制因素。提出不同橋位跨嘉陵江的K線、A12、A13、A16線方案進行研究。

(1)方案論述

A12線路線里程12.856 km。與K線相比，(K+A12+K)線優點：①路線路程縮短620 m；②出隧道后路線距天然氣井較遠；③橋梁規模減少1 105 m。缺點有：①在亭子口水電站水壩上游設斜拉橋跨江，工程規模大；②隧道規模增加150 m。③路線上跨蘭渝鐵路，溝通協調及施工難度大；④建安費增加約23 106萬元。

A13線路線里程12.757 km。與K線相比，(K+A13+K)線優點：①路線里程縮短634 m；②橋梁規模減少1 285 m；③隧道規模減少1 010 m；④建安費節省約16 563萬元。缺點有：①橋梁位于亭子口水電站大壩下游520 m左右，距離大壩太近。從水電站角度講，對發電有影響；從安全角度講，發電站開閘泄水產生的霧氣，通行安全隱患大。②水電站對嘉陵江南北兩側整較大范圍已征地，正在施工，路線穿過該區域及已建成的管理及運營廠區，拆遷量大。

A16線路線里程13.617 km。與K線相比，(A16+K)線優點：①橋梁規模減少730 m；②建安費節省約1 766萬元。缺點有：①隧道規模增加265 m；②路線里程增長226 m；③拆遷量增加約6 869 m2；④占用農田增加16 000 m2。

(2)比選結論

A12線為在亭子口水電站水壩上游設斜拉橋(160 m+620 m+160 m)跨越嘉陵江，路線里程較短，橋梁規模較小，出隧道后路線距天然氣井較遠，但隧道規模較大，拆遷規模大，路線上跨蘭渝鐵路，溝通協調及施工難度大，工程規模大，造價高。

A13線跨江位置在大壩下游520 m附近，線形順捷，里程較短，橋梁規模較小，隧道規模小，但橋位距離大壩太近，溝通協調難度大，安全隱患大，且水電站對嘉陵江南北兩側整較大范圍已征地，正在施工，路線穿過該區域及已建成的管理及運營廠區，拆遷規模大，協調難度大。

A16線跨江位置在大壩下游2 km附近，橋梁規模較小，但路線繞行，路線里程長，隧道規模大，拆遷量較大，占用農田較多。

K線跨江位置在大壩下游1.5 km附近，存在跨江之前的隧道洞口偏壓，進出洞條件差，路線相對繞行，線形指標略低，橋梁規模最大，但隧道規模較小，路線布設充分考慮了繞避引水隧洞、減少拆遷、繞避池鯉村古樹、繞避天然氣井、下穿蘭渝鐵路的條件及繞避不良地質等因素，總的工程規模較小，造價較低。

K線符合工可批復，并取得通航論證，與A12、A13、A16綜合比較，K線有優勢。

2.2 嘉陵江段路線方案對比論述

跨嘉陵經段路線方案涉及跨江位置及與蒼巴高速的銜接問題，在初步設計階段對該段做了多方案研究，隨著勘察設計工作的深入，一些過程方案予以舍棄，尚有比較價值的有K線、A14線、A15線、A16線及南北方案互相組合的方案。

各方案對比情況論述分三個層次，論述如下。

(1)基于北線茶店村終點的K線與A16線的比較

①方案論述

基于工可批復的茶店村終點，提出不同橋位即K線與A16線的比選論證。

K線起于大石咀，路線向東北方向布設，設橋跨越洞子河，經大房咀、車家壩，設隧道穿越陶家坡后，設特大橋(105+200+105鋼構)跨越嘉陵江，進入神皇埡隧道，在三岔溪出洞。路線里程10.241 km。

A16線起于大石咀，路線向東布設，設橋跨越洞子河，設隧道穿越干柏山、洇浸山，經伏家角、黃嶺埡，設特大橋(105+2×200+105鋼構，由于該方案為了利用地形縮短隧道長度，標高較K線高約60 m，嘉陵江特大橋最大墩高約125 m，所以主跨采用2 m×200 m鋼構)跨越嘉陵江，進入神皇埡隧道，出隧道后與K線相接。路線里程10.015 km。

②比選結論

A16線為既有嘉陵江大橋南側跨越嘉陵江的路線方案，本方案橋梁規模較K線減小720 m，但隧道規模增加265 m，拆遷規模較K線增加約9 218 m2，占用農田較多較K線增加24畝，總的工程規模大，工程造價高。

K線為沿用工可跨江位置的優化方案，平縱指標略低，橋梁規模較A16線多720 m，但路線里程縮短226 m，隧道規模減少265 m，拆遷規模減少約9 218 m2，占用農田節省約16 000 m2，總的工程規模小，工程造價低；且跨江位置符合工可批復，環保、通航論證已通過評審。

綜上，K線與A16線兩方案對比，K線更優。

(2)基于南線鐘家浩終點的(K+A15)線與A14線的比較

基于鐘家浩村終點，提出不同橋位即A14線與(K+A15)線的比選論證。

①方案論述

K+A15線起于大石咀，路線向東北方向布設，設橋跨越洞子河，經大房咀、車家壩，穿越大田坪隧道后，設特大橋(105+200+105鋼構)跨越嘉陵江，進入神皇埡隧道，出隧道后經老柏樹咀，設橋跨越三岔溪后，上跨蘭渝鐵路，止于黃家坪。路線里程10.300 km。

A14線起于大石咀，路線向東布設，設橋跨越拱壩河，設隧穿越干柏山、洇浸山后，設特大橋(105+2×200+105鋼構，由于該方案為了利用地形縮短隧道長度，標高較K線高，嘉陵江特大橋最大墩高約120 m，所以主跨采用2 m×200 m鋼構)跨越嘉陵江，設橋跨越三岔溪后，上跨蘭渝鐵路后在黃家坪附近與A15線相接。路線里程10.317 km。

②比選結論

A14線為既有嘉陵江大橋南側跨越嘉陵江的路線方案，本方案橋梁規模較(K+A15)線減少345 m，拆遷減少約14 672 m2，但隧道規模較(K+A15)線增加480 m，占用農田增加約66畝，總體來說橋隧比高，工程規模大，工程造價高。

(K+A15)線為沿用工可跨江位置的優化方案，橋梁規模較(K+A15)線增加345 m，拆遷增加約14 672 m2，但隧道規模較(K+A15)線減少480 m，占用農田減少約44 000 m2，路線平面線形指標高，且跨江位置符合工可批復，環保、通航論證已通過評審。

綜上，(K+A15)線與A14線兩方案對比，(K+A15)線更優。

(3)基于終點接線的北線(K線)與南線(A15線)的比較

基于不同終點情況對K及A14兩個橋位的綜合比選，K線方案在工程規模和行政審批上均存在優勢，因此，嘉陵江特大橋橋位推薦K線方案。

①方案論述

嘉陵江特大橋橋位經過同深度方案比選后，橋位采用K線橋位，基于該橋位對路線終點方案進行比選。

K線(嘉陵江-茶店終點)：路線起于伏家角，路線向東南方向布設，設橋跨越車家壩，設隧道穿越陶家坡后，設特大橋(105+200+105鋼構)跨越嘉陵江，進入神皇埡隧道，在三岔溪出洞，繞過池鯉村古樹后下穿蘭渝鐵路，路線沿河谷北側布線，終點位于茶店村附近，與廣南高速設十字樞紐相接。路線里程9.091 km。

A15線(嘉陵江-鐘家浩終點)：路線起于伏家角，設橋跨越車家壩，穿越大田坪隧道后，設特大橋(105+200+105鋼構)跨越嘉陵江，進入神皇埡隧道，出隧道后經老柏樹咀，設橋跨越三岔溪，上跨蘭渝鐵路后，設樞紐與廣南高速相接。路線里程6.948 km。

②比選結論

K線優點：a符合工可批復；b橋梁規模較A15線減少390 m；c拆遷規模減少約16 214 m2；d與廣南高速交叉接近正交，立交布設條件相對較好，平縱指標高，通行能力好。

K線缺點：a路線里程較A15線增長2.143 km；b隧道規模增加1 485 m；c占地增加約140 667 m2；d土方量較A15線多60萬方；e控制因素較多，如池鯉村古樹、引水隧洞、天然氣井、蘭渝鐵路、鐵路棄渣場、沿河堆積體段落、廣南高速等。

總體來說K線路線里程長，不良地質路段多，占用土地多，土方量大，工程規模大，工程建安費高。

而A15線優點：a路線里程較K線減短2.143 km；b隧道規模減少1 485 m；c占地減少約140 667 m2；d土方量減少60萬方；e控制因素相對少，只有蘭渝鐵路、±500 KV亭中線等。

A15線缺點：a與工可批復終點不一致；b橋梁規模較K線增加390 m；c拆遷規模增加約16 214 m2；d拆±500 KV亭中線鋼塔一座(改移約1 000萬元)；e與廣南高速交叉近27°，樞紐立交布設條件受限，形式局促，平縱指標低，通行能力差。

總體來說，拆遷規模較大，但路線里程短，不良地質路段少，占用土地少，土方量小，工程規模小，工程建安費節省明顯。

綜上論述，A15線方案節約工程建安費較多，但在審批程序上需進一步協調，且由于地方招商優惠條件，征拆費用按7萬元/667 m2計列，在造價中不反應真實的拆遷情況，實際拆遷費用北線遠低于南線。經業主與地方政府多次溝通協調，由于南線存在較大的拆遷工程，社會影響大，政府財政指標不滿足要求，南線方案無法落地實施，業主與地方政府達成一致意見，建議走北線方案(工可批復走廊)。

經綜合比選，推薦K線走廊方案。

3 結 論

以四川省綿陽至蒼溪高速公路工程為例，通過實例，詳細闡述了山區高速公路跨越通航河流段路線方案比選所要考慮的問題，得出相對有益的設計結論。