G85渝昆高速麻柳灣至昭通(上高橋)段總體設計

程 名

(安徽省交通規劃設計研究總院股份有限公司，安徽 合肥 230088)

G85渝昆高速麻柳灣至昭通(上高橋)段總體設計

程 名

(安徽省交通規劃設計研究總院股份有限公司，安徽 合肥 230088)

根據G85渝昆高速麻柳灣至昭通(上高橋)段項目的特點，確定了線路的總體設計思路，對路基重點工程方案、橋梁設計、互通立交及服務區設置等進行了闡述，該設計總方案達到了安全舒適、節約和諧、景觀優美的效果。

高速公路，方案，路線，設計

1 概述

麻柳灣至昭通(上高橋)段高速公路，是國家高速公路網南北縱線G85重慶—昆明高速公路的重要組成部分；也是云南省干線公路網“七出省”通道的重要組成部分。

項目起于水富至麻柳灣高速公路止點，止于昭通市大關縣上高橋鄉小丫口附近，順接同步設計的G85渝昆高速上高橋至昭通段，全長35.13 km，設計速度80 km/h，整體式路基寬24.5 m，分離式路基寬12.25 m。

2 項目特點

1)項目屬于山嶺重丘區高速公路，路線經過區域具有典型的喀斯特地貌特征，河谷多呈“V”字形，岸坡陡峻；沿線巖堆、崩塌、危巖陡壁、滑坡、泥石流等不良地質分布廣泛。

2)項目起、訖點高程落差大，全線平均縱坡2.58%，路線因為克服高差，上行一路爬坡，路線走勢高，易誘發大型貨車爬坡及下坡安全風險。

3)項目橋隧比例高，互通立交及服務區選址困難，且橋梁墩高、跨大，很大程度上制約路線方案選擇。

4)沿線滑坡、危巖、崩塌等不良地質路段，路基、橋梁墩柱、隧道洞口的防護處治困難。

3 總體設計思路

根據項目的功能及特點，積極吸收和借鑒省內外山區高速公路勘察設計的成功經驗，貫徹“以人為本，安全至上；服務社會，公眾滿意；尊重自然，融入自然；節約資源”的理念，體現可持續發展思路。

4 總體設計要點簡介

4.1 主要技術指標的采用情況，不同技術標準之間的銜接過渡情況

路線平、縱面指標選取，充分考慮安全和工程規模，同時做好不同技術標準之間的銜接過渡。

1)平面設計結合地形，靈活運用平曲線要素，盡量避免追求高指標。項目曲線半徑選取界于562 m～2 575 m之間；受特殊地形條件影響路段，同向平曲線間直線距離(L)，在確保安全情況下適當放寬，按5V≤L≤6V控制。

2)隧道進出洞口是事故多發段，保證隧道洞口內外線形一致是必要的。項目平、縱面設計經多次優化，在確保安全和工程規模增加不大的前提下，全線隧道進、出口內外線形按“3 s行程線形一致”控制。

3)項目起點接水富至麻柳灣高速公路終點，水麻高速路基寬度為22.5 m，路面寬度21.5 m；小巖角連拱隧道，中分帶寬4.3 m，兩端整體式路基中分帶寬3 m；不同斷面銜接采用線性漸變方式進行過渡。

4.2 路線方案比選

項目地形、地質條件復雜，路線走廊狹窄，走廊橫向地形、地質變換復雜，初步設計經過多次現場定線，擬定了11段比較線位，比較線里程占總里程的281%，其中同等深度比較的比較線占總里程的70%。設施階段結合詳勘資料的研究，對初設的推薦路線方案又進行了4段優化，有效的避免了不良地質災害、降低了挖方邊坡、降低了橋梁墩高及橋梁長度，節約了工程造價。

4.3 路基重點工程方案控制

項目走廊山高坡陡，不良地質分布星羅棋布，路線縱面一路升坡，如何確保路基、路塹高邊坡的穩定和安全，是項目的難點和關鍵點。

1)陡坡路基處理。開挖土質臺階，采用高內摩擦角填料；增設支擋構造物、坡體加筋等，消弱側向變形；根據不平衡推力法，盡量放坡，降低擋墻高度；完善排水系統。

2)路塹邊坡高度控制。靈活采用分離路基、高低路基、半路半橋、半路半隧、半橋半隧；隧道洞口多采用棚洞或隧道明洞；全線分離式、高低路基占總里程81.7%；較好的適應了地形，有效降低了路塹邊坡高度。

3)深路塹邊坡防護。通過初設、施設階段路線平、縱面的繞避和優化，項目大于30 m的高邊坡減少到13處。對高邊坡穩定性，采用定性、定量(Geo-slope、理正巖土軟件、大型有限元軟件)相結合的方法，進行滑動面的搜索、分析、確定邊坡的安全系數及治理加固后的安全系數，合理確定邊坡的加固方案。

4.4 橋梁設計

項目沿線溝深谷寬，多處橋梁集高墩、大跨于一身，同時項目區域地震頻發。因此橋梁安全性、耐久性、適用性、環保性及經濟和美觀性是設計的重點。

1)橋梁的總體布置。對控制性的高墩、大跨特大橋梁，結合路線方案比選，選擇技術可行、經濟合理的位置作為橋位；對一般大、中型橋梁，通過調整跨徑布置，避開不良地形、地質，無法避讓處，加強橋梁下部及基礎的防護措施。

2)橋梁上部方案。一般標準跨徑橋梁，結合區域地形及施工便捷性，采用施工工藝成熟、簡單，吊裝重量輕，容易養護，適宜曲線橋布設的預應力混凝土先簡支后連續T形連續梁。

高墩、大跨徑橋梁，采用連續剛構方案。由于墩梁固結，橋墩較高，順橋向抗推剛度小，能有效減小溫度，混凝土收縮、徐變和地震的影響；順橋向抗彎剛度和橫橋向抗扭剛度較大，能滿足特大跨徑橋梁的受力要求；同時采用雙薄壁橋墩，消減墩頂負彎矩峰值，節省工程材料，外形輕巧美觀。

3)橋梁下部方案。項目橋墩高度變化落差較大，最高橋墩達140 m，因此橋墩采用抗震性能好、防撞能力強，且相對容易施工的橋墩，如樁柱式橋墩、矩形墩、Y形墩及空心墩。

4)橋梁抗震設計。首先上部結構質量要盡可能輕，盡量采用連續結構；一聯結構中設置多個制動墩，高墩設置墩梁固結結構，分散地震力。其次加大關鍵節點處配筋率和配箍率；在墩梁處設置抗震擋塊、防撞橡膠塊、防落梁對拉螺栓等被動抗震措施，主動、被動抗震相結合，保證結構的抗震安全性。同時對控制性的高墩、大跨特大橋梁進行橋梁安全風險性評估及橋梁抗震性能分析。

4.5 復雜地形、地質條件下隧道洞口綜合設計

項目沿線泥灰巖、泥巖、頁巖地層及危巖發育；如何確保不良地形、地質處隧道口的穩定和安全性，是項目設計的關鍵。

1)巖堆體處理。

堅持“早進晚出”；洞口淺埋段采用地表注漿加固；襯支采用Ⅰ22a型型鋼；超前支護采用雙層小導管；仰拱底設置φ42×4 mm導管加固基地；采用CD法或CRD法開挖。

2)危巖處理。

洞口段盡量接長明洞；清除危巖體，并采用錨噴支護、主動防護網、被動防護網等措施加固；盡早施工明洞及洞門，洞口段暗洞的施工注意控制爆破。

3)淺埋偏壓處理。

洞口段設置半明半暗型襯砌，外側設置抗偏壓擋墻及套拱；反壓回填注漿加固，明洞暗挖，減少洞口段山體開挖，降低邊坡高度。

4.6 互通立交及服務區設置

項目走廊狹窄，起、訖點落差大，山高坡陡，地質災害分布不均，互通、服務設施的布設空間選取及克服高程落差是項目的難點。全線設置互通立交2處，服務區1處，即大關互通、悅墨互通、悅樂服務區。

因此路線在平面及縱面選擇上，結合沿線地形特點，城鎮布局情況，充分利用地質條件好的寬緩平臺，進行互通、服務區布設。互通及服務區的形式結合地形采用變異型，互通主線與相交道路及服務區廣場的高程銜接，采用匝道迂回展線，克服高差來實現。

4.7 行車安全措施

項目全線上行爬坡，下行降坡，橋隧比率高。為確保運營行車安全及搶險保通，充分利用地形條件，在工程量增加不大的情況下，全線設置港灣式緊急停車帶7處、爬坡車道1處、避險自救匝道3處、隧道聯絡線3處、隧道車行橫洞7處、人行橫洞23處。

4.8 環保、景觀設計措施

貫徹“保護優先，以防為主、以治為輔、綜合治理”的原則，避免和降低對沿線社會環境、自然生態的影響。

1)路線平面盡量采用分離路基，避讓環境敏感點、不良地質路段；縱面采用高低路基，降低邊坡高度。

2)合理選取棄土場位置，對棄土場進行專項設計，加強周邊防護及植被恢復。

3)在工程規模增加不大情況下，采用以隧(橋)代路，降低路基邊坡高度。

4)橋梁布跨，墩臺基礎盡量避讓陡峻山坡，避免墩臺基礎開挖造成的生態破壞及引發的次生災害。

5)隧道洞口遵循“早進洞，晚出洞”原則，結合地形設置明洞或棚洞。

6)路線河流、青山、瀑布、梯田、村莊縱橫交錯，以營造“桃花源記”為主題，選擇觀賞性防眩植物，為司機、乘客營造世外景觀的氛圍。

4.9 臨時工程

烏蒙山區，項目沿線民族眾多，村莊星羅棋布。沿線地方道路稀少，等級低，路幅窄；電力桿線設施落后；施工場地及附屬建筑用地缺乏。

因此臨時工程遵循“永臨結合”的原則，對沿線施工便道、工程用電設施、施工場地進行專項設計。施工便道及工程用電設施布局，盡量串聯沿線的村莊，改善沿線居民的生產、生活條件；施工場地布局應與沿線附屬建筑用地相結合，如隧道管理站、隧道配電房。

4.10 工程造價控制

1)靈活運用平、縱技術指標，避免采用高指標，造成山體切割和大填大挖。

2)加強路線多方案比選，選擇合理路線走向。避讓不良地質災害及可能誘發的次生災害路段。

3)加強細節設計，合理選擇隧道內輪廓、支護參數及隧道形式；細化互通、服務區選址，提倡“互通瘦身”；橋梁墩臺基礎選址避讓陡坡，橋梁上部結構采用標準化。

4)加強不良地質勘察深度及橋梁墩臺斷面、隧道洞口測量的深度和精度，便于路線總體進行方案比選優化。

5 總體設計特色

項目設計，結合區域特點，貫徹“安全、環保、舒適、和諧”的方針，在總體設計布局上體現以下特色：

宜避不宜擾——沿線不良地質發育，避讓重大不良地質，降低工程處置費用。

宜低不宜高——山嶺重丘區，地形狹窄，山坡陡峻，平、縱面指標選取靈活掌握，不追求高指標，隨彎就勢，避免強勢切割山體。

宜高不宜低——路線橫向坡面呈單坡，山體陡峻，且坡面變化較大，宜采用高線方案，避免因開挖造成高邊坡及誘發次生災害。

宜逆不宜順——路線宜沿巖層傾向相反側布設，避免因順層邊坡不穩及不合理開挖，造成巖層發生剪切滑移。

宜分不宜整——沿線斜陡坡段落分布較長，且坡面破碎，地表橫坡陡，橫向落差大。采用平面分離或縱面分離，有效避免高填、深挖，降低工程支護難度及工程規模。

宜填不宜挖——地面橫坡較陡路基段，對于半填半挖路基，單個橫斷面上增加填方比重，避免因開挖誘發坡頂開裂塌方，增加工程支護難度及工程造價。

宜隧不宜橋——沿線巖堆分布區域，地質斷裂構造發育，地震烈度大，巖體破碎、孤石較多，鑒于隧道相對于橋梁具有抗震能力強，施工方便、環保等優點，且受不良地質影響較小，結合路橋隧方案對路線進行多方案比選，倡導“多打隧道少架橋”原則。

有先有后——隧道洞口結合地形條件，進(出)口采用“有先有后、左右錯開”的原則，有效避免了洞口出現高邊坡，淡化了人工痕跡。

6 結語

山嶺重丘區高速公路地形、地質條件復雜，總體設計中路線方案的選擇是否得當，將直接影響路基、橋梁、隧道、環保、交叉、安全設施等相關專業方案的好壞、工程規模大小及運營安全。因此，總體設計要結合地形、地質情況，宏觀把握項目設計的定位目標、原則思路、工作方法等，深入研究路線方案與各專業間的相互制約因素，多方案進行比選，真正做到總體設計方案“安全舒適、節約和諧、環境友好、景觀優美”。

[1] JTG B01—2003，公路工程技術標準[S].

[2] JTG D20—2006，公路路線設計規范[S].

[3] 降低造價公路設計指南(2005版)[Z].

[4] 張 鯤.基于麻昭高速對西南山區地質選線原則的探討[J].山西建筑，2015,41(7)：126-127.

General design of Maliuwan-Shaotong(Takahashi) of G85 Yu-Kun highway

Cheng Ming

(AnhuiTrafficPlanning&DesignAcademyHeadquarterCo.,Ltd,Hefei230088,China)

According to the project features of Maliuwan-Shaotong (Takahashi) of G85 Yu-Kun highway, the paper determines general route design concept, and describes major subgrade engineering scheme, bridge design, interchange and service region setting and so on. As a result, the general design scheme achieves the safe, comfortable, harmonious and beautiful landscape effects.

highway, scheme, route, design

2015-04-10

程 名(1973- )，男，高級工程師

1009-6825(2015)14-0134-03

U412.366

A