高烈度地震區高等級公路路線方案的思考

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、鐘靈山國家級森林公園、鳳龍灣水庫旅游景區、云南影視產業實驗區天湖島基地，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展軸的重要節點，并能快速連接昆明主城區和昆明長水國際機場，該項目將填補該區域縱向高等級公路空白的現狀及規劃縱向路網空白的缺陷，是區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。

項目所經區域地形地貌極為復雜，屬高烈度地震區，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，從工程規模、環境保護及工程造價上進行分析論證，得到最優方案。

1 典型路段基本情況

尋甸縣易隆至白石巖公路K29～K42路段所經區域為溶蝕侵蝕地貌，多為巖溶低中山、溶丘洼地、峰叢洼地亞區，路線所經區域地震加速度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。

2 路線走廊帶的比選

2.1 K線走廊帶方案

K線起于發達小村，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。

2.2 A線走廊帶方案

A線起于發達小村，起點樁號AK29+300(對應正線K29+300)，經阿那發，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。

2.3 走廊帶方案建設規模

表1 K線、A線主要工程規模表

2.4 走廊帶方案分析比選

(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。

(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別；從平面和縱面技術指標比較，K線較A線具有一定的優勢。

(3)環境保護對比分析：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；從環境保護比較，K線方案優于A線方案。

(4)公路用地對比分析:兩方案里程用地規模相差不大，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線方案優于A線方案。

(5)工程規模對比分析：A線方案跨越牛欄江位置標高較低，橋梁規模總體比K線要優，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線方案橋梁規模比A線少1 490 m，隧道規模長905 m，A線相對于K線節省建設里程1.03 km，但其橋梁工程規模比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)帶動區域旅游對比分析：K線方案從天湖島旅游度假區規劃區邊緣通過，避讓規劃區的同時也考慮度假區與連通本項目的便捷性，能夠有效帶動景區旅游經濟發展，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規劃區較遠，社會、經濟效益差；K線方案具有較大的優勢。

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線方案均優于A線方案，最終采用K線方案。

3 跨牛欄江段落路線方案的比選

3.1 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。

3.2 B線方案

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，在回龍潭第二次跨越牛欄江，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。

3.3 C線方案

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。

3.4 C線方案

表2 K線、BK線、CK線主要工程規模對比表

3.5 跨牛欄江段落方案建設規模

(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；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，略優于B線；三方案縱斷面指標差別不大；綜合比較，K線較最優，C線次之，B線最差。

(3)環境保護對比分析：此路段三個方案環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，對環境破壞較大；綜合比較，K線較最優，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)工程規模對比分析：此路段三個方案工程規模，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別；K線方案設置了一座連續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，工程規模最小，造價最低；B線方案設置了三座連續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，工程規模最大，造價最高；C線方案設置了一座連續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，工程規模較大，造價較高；綜合比較，K線較最優，C線次之，B線最差。

經綜合比較，從工程規模、環境保護及工程造價上看，K線方案最優，C線次之，B線最差，最終采用K線方案。

4 結 語

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模、制定工程方案等達到技術經濟效益最佳提供了經驗。