滇西南地區某高速公路路線方案比選分析

文章以滇西南地區某高速公路路線方案設計為例，綜合考慮社會經濟效應、路網規劃銜接、環境適應協調以及線型指標、地形地貌、地質條件、結構物數量、工程造價等工程建設條件因素，分析了K線貫通方案及A、E線局部比選方案，最終確定了K線方案為最優路線設計方案，體現了地質選線以及多因素、多目標、多角度綜合比選的重要性，為類似高速公路選線提供參考。

路線設計；地質選線；方案比選

U412.24+3A050143

作者簡介：夏旖琪（1992—），碩士，工程師，主要從事道路與橋梁工程專業設計工作。

0" 引言

公路等帶狀工程選線是一項兼具綜合性和復雜性的系統工程，需權衡工程地質條件、投資控制、環境保護、路網規劃等多方面因素［1-4］。地質選線的質量直接關系到路線方案的可行性、工程建設的安全性和可靠性、工程經濟的合理性等，因此應重視地質災害分布對選線的影響，并嚴格遵循“地質選線”的原則。公路工程技術人員致力于探索能規避、減輕、防范地質災害風險的有效方式，高文濤等［5］基于西南地區多條高速選線實踐，提出了工程地質選線的“八宜八不宜”的選線原則。鑒于全新世活動斷裂對基礎設施建設的威脅，多項研究及規范［6］均建議公路、鐵路、油氣管道等帶狀工程盡可能減少全新世活動斷裂對工程的影響：（1）在路線展布上應做好地質選線工作，盡可能以小角度穿越背向斜軸線的順層單斜側，在地震波入射方面，峽谷一側應謹慎布設工程；（2）避免在逆斷層上盤迂回展線、長距離穿越走滑斷層的主動盤；在工程敷設方式上，盡量以路基、短隧、短跨低橋為主；（3）橋梁工程應采用避讓或抗斷措施，避免在斷裂處設置大型互通橋梁，A類橋梁應盡量避開主斷裂［7-8］；（4）隧道工程以最短距離穿越斷層為原則，盡量規避活動斷裂帶中心或地表破裂帶；（5）重要工程可設置一定距離的主動避讓帶，以減小地震距離效應及追隨效應。

滇西南地區于東亞、南亞和青藏高原三大地理區域的交匯處，多由海拔1 000～4 000 m的中高山脈組成，地形艱險、地質條件復雜，帶狀工程不可避免地需要穿越全新世活動斷裂［9-12］。本文以滇西南地區某高速公路項目為例，探討如何在斷裂密集的構造活躍地區進行公路選線，繞避重大地質災害，選擇有利的地形布設，同時兼顧環境保護和投資控制，充分考慮方案的安全性和長期效益，以實現綜合效益最大化。

1" 選線背景

1.1" 工程概況

某高速公路項目位于滇西南地區，起點在云南省臨滄市雙江縣東側，連接在建的雙江至瀾滄高速公路雙江互通；途經下芒樂、賀科邊境檢查站、軍列、勐省鎮新布景，終點與在建瑞麗至孟連高速公路勐省北互通接順，全長53.119 km。總體呈東北沿西南走向，沿線海拔為690～2 000 m。

1.2" 地形地貌

展線區地處滇西南地區保山-孟連沉降帶中段，區內地形地貌特征受昌寧-孟連大斷裂、瀾滄江斷裂影響，形成構造中山峽谷地貌、構造寬谷地貌。東西向地形分別為構造形成的寬谷地貌，走向分別與南皮河、小黑江流向一致，寬谷周邊均被連綿山體包圍；南北向則形成谷嶺相間地貌，地形起伏大，沿小黑江河谷兩岸地形陡峭，峽谷深切，相對高差大，谷底山嶺最大高差為2 700 m。小黑江段自然坡度為10°～45°，河流階地及山坡段自然坡度為15°～80°，部分坡面幾乎垂直，山體破碎，植被稀疏。

1.3" 地質構造及地震動參數

展線區屬印度板塊和亞歐板塊的強烈碰撞變形區，位于汗母壩-瀾滄斷裂、黑河斷裂、南汀河斷裂、孟連斷裂和打洛斷裂構成的滇西南地震帶中部，沿汗母壩斷裂周邊地震記錄共記有M≥4.7級的29次，呈現強震頻發、震中密集、多相對集中呈帶狀的特點，是我國強震活動最為頻繁的地區之一。展線區內構造復雜，構造體系分屬于岡瓦納板塊中的保山地塊，北東向和北西向兩組斷裂相互交織，造就了形態紛繁多樣、規模差異明顯的斷塊群落，地震設防烈度Ⅸ度。

1.4" 地層巖性

展線區地層巖性主要有古生界泥盆系（D）、古生界石炭系（C），古生界二疊系（P）、侏羅系（J）、古近系（N）、新生界第四系（Q）等地層，主要以碳酸鹽巖、碎屑巖為主，少部分地區出露變質巖。

2" 項目的重點難點分析

該項目作為我國西南地區與東南亞國家間的出境通邊國際大通道，對其建設里程、流通效率均有較高的要求。而雙江盆地平均1 100 m，勐省鎮地貌屬侵蝕構造盆地，平均海拔為850 m，兩地間除小黑江峽谷高程與起終點相近外，其余區域均被邦馬山三岔構造東西側的連綿高山包圍。若為避讓汗母壩斷裂而沿小黑江兩岸布線，將導致路線長度明顯增多，出現數量龐大、埋深很高的長大隧道群，工程建設投資、運營難度急劇增加。

經分析，影響該項目路線方案的重難點因素有：（1）起點路段受雙江縣規劃影響，克服高差展線至勐勐河岸，按沿河線布設路線方案；（2）沿線存在全新世活動斷裂-汗母壩斷裂及巖溶、膨脹土、崩塌等多種地質問題；（3）路線方案需考慮沿線公路路網現狀和規劃，同時涉及石佛洞等國家級文物保護區等線位控制因素。綜合以上因素，項目可選走廊帶具備唯一性，路線布設空間小，選線難度高。

滇西南地區某高速公路路線方案比選分析/夏旖琪，肖" 侃，韋錫望

3" 方案布設

以路線走廊帶范圍為基礎，路線起訖點、主要控制點為基本依據，綜合考慮地形地貌、地質條件、氣象水文等自然條件，以及公路等級、使用功能、技術指標、大型構造物等控制性工程的建設條件，由帶到線，綜合評價分析、定性研究、定量比較，同等深度研究了K線貫通方案及A、E線局部比選方案（見圖1）。

3.1" K方案

K方案路線走向：路線起點位于雙江縣東側磨刀河村附近，與臨翔至雙江高速公路雙江互通相接，路線終點與瑞麗至孟連高速公路勐省北互通相接；路線總體呈東北沿西南走向，途經下芒樂南側，跨過南宋河再沿勐勐河南岸布線至勐勐河與小黑河匯流處，于小黑江北岸設置賀科互通與省道S336相接，設置橋梁跨過小黑河，沿小黑河南岸布線至金列村，于K34+300處跨小黑河至北岸，于K39+700再次跨越至小黑河南岸設置隧道群，避讓石佛洞文物、滄源崖畫七號點左側布設。

3.2" A方案

路線起點位于小黑江南岸壩嶺一組北面，設置橋梁基本沿小黑江兩側布線，終點位于永儒厙北側與K線相接，路線長10.259 km。A方案充分利用小黑江南側狹小位置布線，屬沿河線方案，目的是減小隧道長度，盡量設置橋梁的局部路線走廊帶。

3.3" E方案

路線起點位于小麻勐下寨北面小黑江北岸，向西南側偏離K線，設置特長隧道穿過小麻勐上寨山脈，于安宇山位置設置高架橋跨過賀勐河，再向西南側布線，于勐省農場設置高架橋跨拉勐河，路線終點與瑞麗至孟連高速公路賀臘樞紐互通相接，路線長20.079 km。

E方案在可行走廊帶內擇選最優走廊帶，確定路線終點位置與瑞麗至孟連高速公路相接方式。方案終點位于滄源機場東側，通過設置賀臘互通與瑞麗至孟連高速公路連通，使臨滄機場至滄源機場距離較K線方案短4 km，項目建成后兩機場距離縮短，同時也繞開了石佛洞文物和旅游保護區范圍。

4" 方案比選

4.1" K線（K39+200～K49+500）與A線（AK39+200～AK49+459）路線方案比較

K線方案的平縱面指標相對較高，路線較為順直。地形條件相對較為簡單，可避開峽谷地質災害區域，對施工建設有利，減少運營期間落石的風險。但隧道規模相對較大。

A線方案可減少1座特長隧道，但平縱面指標較低，路線經過小黑江峽谷地質災害區域，對施工建設不利，運營期間存在落石的風險，對行車安全不利。如布設高速公路后，省道S336需要改移長度達3 km，施工期間將嚴重影響現狀省道通行能力，并且對沿線自然景觀破壞較為明顯。

K線方案與A線方案主要經濟技術指標綜合對比見表1。

該路段路線方案選擇主要側重點是：減少項目運營期間落石的風險，最大程度地保護自然條件，減少對省道S336的交通行車干擾，便于施工建設需要。推薦采用K線方案。

4.2" K線（K38+200～K52+119）與E線（EK38+200～EK58+267）路線方案比較

K線方案平縱面指標相對較高，路線較為順直。路線與瑞麗至孟連高速公路相接后，臨滄往清水河方向的路線長度短，為14 km，且未存在繞行。地形條件較為平坦，路線可避開峽谷地質災害區域，跨越河溝的橋梁高度較低，對施工建設有利，同時可減少運營期間落石的風險。但相對于E線方案，K線方案距滄源崖畫八號點、石佛洞景區較近。

E線方案終點設置在賀臘樞紐互通經轉換交通后，距離滄源機場較近，較K線方案短5 km。但E線路地形條件較為復雜，橋隧比高達87.2%，永讓新寨特大橋橋梁墩臺高度＞240 m，革改新村特大橋橋梁墩臺高度＞245 m，橋梁施工風險和難度增加，影響施工工期和進度，運營期間維護成本較高。路線多處經過國家公益林保護區范圍內，占用公益林地面積較多。且E線方案的終點跨過河溝與瑞麗至孟連高速公路相接，沖溝位置地勢較低，需增設約1 900 m高架橋，導致E線方案的終點接線位置工程規模大。

K線方案與E線方案主要經濟技術指標綜合對比見表2。

E線方案路線總體里程增長，導致工程造價明顯增加，對高速公路融資不利。且E線方案接線位置設置的互通線型指標偏低，地形條件相對困難，導致互通規模增大：特大橋數量增加，工程規模較大，施工周期長、運營費用高、風險大、后續管理難度大。因此，E線工程造價明顯高于K線方案。

綜上所述，該路段路線方案選擇主要側重點是：盡量利用地形條件擬定線位，少占國家公益林；加快項目開工建設，降低項目運營期間的成本風險；最大程度保護自然條件；便于施工建設需要。最終推薦采用K線方案。

4.3" 比選結論

從路網規劃的銜接合理性、社會經濟效應帶動性、自然環境和社會環境的協調性、地質條件的適應性以及行車舒適性、管養簡易性、項目經濟性等多方面綜合考慮，K線方案的路線與路網銜接性好，最符合規劃要求，平縱指標適合，工程規模最小，工程造價最低，總體評價最優。故推薦在該項目采用K線方案。

5" 結語

滇西南地區地形復雜、地質災害發育，高速公路路線設計一定要高度結合地質因素，把工程安全放在第一位，繞避重大地質災害，并選擇有利的地形布設。通過線位、地質、地形結合選線，大大降低安全隱患，同時也要考慮地方路網規劃的要求和項目沿線的發展需求，盡可能優化技術指標以減少工程投資，實現多目標、多角度的綜合比選。

經過精細的比選分析，該項目將建設里程縮短了6.16 km、節約投資20余萬元，在避開重要影響因素的同時，實現了經濟效益和社會效益的雙重提升。為同類地質條件下的路線設計提供思路與方法，具有借鑒意義。

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20240312