成都第三繞城高速公路與多條鐵路交叉方案分析

丁 可

（四川省交通運輸廳交通勘察設計研究院，四川 成都610017）

0 引言

成都經濟區環線高速公路簡陽至蒲江段（以下稱“成都三繞南段”或“本項目”）是《四川省高速公路路網布局規劃》（2011.01）成都平原城市群的城際交通網絡“蒲江—彭山—簡陽—中江”高速公路中的一段。項目起于成安渝高速簡陽市禾豐鎮，經仁壽縣、彭山縣、眉山東坡區、蒲江縣，止于蒲江縣天華鎮與成雅高速相交。經過的地區多是人口眾多，經濟實力較強，較發達的地區之一。本項目全長127.437km，雙向六車道高速公路，設計速度為100km/h，路基寬33.5m，橋隧比為26.9%，總投資為157.749 億元，平均每公里造價為12 379萬元。

1 本項目與多條鐵路、公路交叉方案

1.1 交叉方案的控制因素

本項目在可研階段與在建成綿樂客運專線鐵路、已建成昆鐵路、擬建成康鐵路、已建成樂高速公路發生交叉干擾。其控制因素包括以下方面。

（1）根據四川省高速公路網規劃、地方城市規劃及本項目對經濟帶動作用等綜合因素的分析，本項目大的路線方案只能從既定的區間附近經過（見圖1）。

圖1 路線方案示意圖

（2）成綿樂為設計速度目標值300km/h，無砟軌道鐵路客運專線。根據鐵道部文件《關于鐵路工程設計線路交叉跨越有關規定的通知》鐵建設[2010]146 號文，應盡可能采用下穿客專鐵路方式，并應做好公路的防護措施。本項目路線方案，平面從成綿樂客專鐵路最后一跨橋孔下穿越而過，向南5km范圍再無可供高速公路下穿的橋梁孔徑，因此，無法再向南調整平面線位。

（3）本項目平面線位以北，已建成昆鐵路、擬建成康鐵路均為填方路基，而成綿樂客專與成昆、成康鐵路平面距離更小，若要實現先下穿成綿樂客專后再上跨成昆、成康鐵路就越困難。如再繼續向北調整，成綿樂、成昆、成康三條鐵路完全緊排并行，且均為填方路基，更難實現下穿穿越。

（4）目前成綿樂客專的橋梁已施工完畢，跨徑采用33m，扣除樁基和承臺寬度后該鐵路橋梁凈寬只有27m。本項目平面線形與成綿樂客專交角必須大于75°，才能采用分離式路基下穿客專已建橋跨。受此影響，本項目平面調整余地非常有限。

1.2 交叉方案的擬定

1.2.1 下穿成綿樂客專后，上跨其余鐵路、高速公路

本項目在與成樂高速公路交叉處需設置樞紐互通立交，以實現本項目與成樂高速公路的交通轉換。因此，該工點平、縱面設計指標還受互通式立交線形指標控制。根據《公路路線設計規范》（JTG D20—2006）11.1.9 條：當設計速度為100km/h 時，凹曲線采用極限半徑8 000，凸曲線采用極限半徑15 000，縱坡采用最大值2%。在本項目下穿成綿樂客專后，全部采用極限指標，盡可能抬起設計標高的方案滿足成昆鐵路、成樂高速公路的上跨凈空要求，但比上跨成康鐵路的凈空標高要求仍低3.8m。成康鐵路自身也將上跨已建成昆鐵路、已建成樂高速公路，若成康鐵路設計標高下降3.8m，將不滿足其自身上跨成昆鐵路的凈空要求。因此，該方案可行性較小。

1.2.2 下穿所有被交鐵路、高速公路

該方案在下穿成綿樂客專后，以挖方路塹方式下穿其他被交鐵路、公路。其中，成綿樂客專和成康鐵路為橋梁，其余被下穿的成昆鐵路、成樂高速公路均為填方路基。該方案路塹長達1 600m，優點是下穿了所有被交道路，無設計高程和跨越凈空影響。但該方案存在以下問題。

（1）該方案主線路塹長1 600m，下挖深度達8～9m，設計高程最低點416.1m，低于岷江（岷江距離該工點僅3.9km）百年一遇洪水位418.4m。且與成樂高速公路交叉處主線下挖最深處達9.3m，導致成樂樞紐互通主線，所有匝道均為挖方路塹形式，互通區大部分坡面匯水都向主線凹曲線最低點匯聚。若遇暴雨，將在短時間內集中匯水至凹點附近，淹沒高速公路路基，該方案給運營帶來較大的安全隱患。該地區百年一遇暴雨小時量為94.5mm/h，根據《公路工程水文勘測設計規范》（JTG C30—2002）計算，匯入高速公路凹曲線最低點流量約為14m3/s，即每小時有50 000m3水量匯入凹曲線最低點。若不及時排水，將在1h 內淹沒本項目高速公路長770m，最深處積水達3.3m。若采用市面上購買的功率355kW 排污泵，每小時每臺水泵抽水約7 000m3（生產廠商提供數據），至少需要該型號水泵7 臺，外加2～3 臺應急備用，共需該型號水泵10 臺。每逢大暴雨，將開啟部分或全部水泵排出高速公路路塹范圍內的積水。這給道路建成后期運營、管理帶來較大安全隱患，行車安全難以保證。

（2）成樂高速公路與本項目交叉處為填方路基，下穿路基將對成樂高速公路運營產生很大干擾，影響范圍較廣。需開挖成樂高速公路至本項目設計標高，然后進行開挖段路基改橋施工，以滿足本項目下穿凈空要求。施工期間，原成樂高速公路將采取交通管制并臨時改道繞行，由于原成樂高速線形在該工點附近非常順直，改道繞行長度涉及里程較長、投資較大、影響時間較長。

綜合考慮上述的排水安全隱患，該方案可行性較小。

1.2.3 采用橋梁上跨所有被交鐵路、高速公路

該方案保持平面線位不調動，通過提高本項目設計標高，采用橋梁形式全部上跨被交鐵路、公路。本橋為特大橋，全長4 242m，在可研階段跨越成綿樂客專時，采用2m×70m預應力混凝土T型剛構跨越；采用56m+100m+56m連續剛構橋梁同時跨越成昆、成康鐵路。引橋采用25m簡支T梁，最大橋高23m，下部結構橋墩采用圓柱式墩，樁基礎，兩岸橋臺均采用重力式U型橋臺，擴大基礎。

該方案的優點是合理解決了與本項目交叉的鐵路、公路在設計高程、排水、相互干擾等問題，方案在技術上可行。但目前國家對公路等構造物上跨高鐵（客專鐵路）審批嚴格，需有完善的設計和施工方案，確保高鐵（客專鐵路）安全性的可靠措施。為此，針對上述跨越成綿樂客專方案，對橋梁跨越時安全措施進行了分析。

2 橋梁跨越客專鐵路的安全措施分析

2.1 技術標準

（1）設計速度：100km/h。

（2）橋梁設計荷載：公路—Ⅰ級。

（3）地震動峰值加速度0.1g，抗震設防烈度Ⅶ度。

（4）橋梁設計安全等級：一級。

（5）橋梁設計洪水頻率：1/300。

2.2 安全措施

為保證被交叉鐵路的行車運營安全，同時確保跨越鐵路的橋梁施工安全，結合施工的具體情況，建議采取以下措施。

（1）施工前應做好與鐵路部門的充分協調工作，避免在列車運行高峰時段施工，采取完善的交通安全標識、標牌等警示措施。同時，列車通過施工路段也應提前鳴笛、減速緩行。

（2）橋梁外側采用雙重SS 級防撞護欄，以防止物體掉落、車輛沖逸（見圖2）。

圖2 雙重防撞護欄示意圖（單位：cm）

（3）異物侵限監測：按照鐵道部運輸司2010年739號文（關于印發《高速鐵路防災安全監控系統——公跨鐵立交橋異物侵限監測方案》的通知）的要求，在被交叉鐵路跨線橋外側安裝異物侵限監測裝置（見圖3）。若有需要可在該工點區域附近安裝視頻監控設施，并派專人值守，全天候監測該區域范圍內的任何異常情況，建立警民聯動安全體制，確保鐵路運營安全。

圖3 異物侵限監測示意圖（單位：cm）

（4）根據鐵道部工程設計鑒定中心（鑒綜電[2010]455 號）文，公路橋梁上跨客運專線鐵路時，應采用橋梁轉體施工（見圖4）。2014 年1 月14 日，武漢姑嫂樹立交橋在京廣高鐵頭頂跨越11 股鐵路線，逆時針轉體角度106°，轉體重量達到17 300t，創下單個轉體重量亞洲第一、世界第二的紀錄。而橋梁下方的京廣高鐵全程保持暢通。

圖4 橋梁轉體施工示意圖

（5）上部結構施工時，應采用密目網包裹，防止零星部件或材料掉落到鐵路上，對鐵路行車造成安全隱患。

（6）鋼管樁隔離防護：公路橋墩承臺基坑開挖前，先采用三排鋼管灌注樁將公路跨線橋基礎與被交叉鐵路路基隔離，以減小公路橋墩施工對鐵路路基的干擾。

（7）承臺基坑開挖后，在基坑頂設置擋水埂，并在擋水埂頂用彩條布遮蓋，防止雨水等沖刷。承臺施工完后，對基坑進行分層回填、碾壓密實。

（8）橋梁施工完后，須經過有關安全性評估、監測可行后方可開通使用。

2.3 與被交鐵路的影響

跨越成綿樂客專的橋梁在建成后，此處鐵路路基的工后沉降應滿足《高速鐵路設計規范》（TB 10621—2009）的規范要求。鐵路路基處附加沉降控制在15mm以內，不均勻沉降產生的鐵路路基折角不大于1‰，避免不均勻沉降給成綿樂客專鐵路帶來危害，其施工工藝和施工監測要求較高。本項目經與地方政府、公路、鐵路等部門的多次深入溝通協調，由鐵路部門對成康鐵路作出了重大方案變更，使成康鐵路不與本項目發生交叉干擾。這樣才使本項目最終得以順利下穿成綿樂客專鐵路，再上跨成昆鐵路、成樂高速公路。

3 結語

隨著我國經濟的高速發展，基礎設施建設日益增長，各地高速公路、鐵路、城市道路的路網布局越來越密集，不可避免的產生相互交叉、干擾問題。應在確保行車安全的前提下，合理選用交叉方案，盡可能完善設計措施、加強施工安全監管、排查安全隱患，減少不必要的社會經濟損失。

[1] JTG D20—2006，公路路線設計規范[S].

[2] JTG/T F50—2011，公路橋涵施工技術規范[S].