趙偉
(貴州省交通規劃勘察設計研究院股份有限公司,貴州 貴陽 550081)
受喜馬拉雅構造運動影響,高山峽谷地貌遍布于我國西南地區,其中以云貴地區最為典型。云南地處揚子準地臺與三江褶皺系大地構造單元體系,地殼運動強烈,區域內常見構造侵蝕中山地貌。受地理條件制約,滇西地區基礎建設難度偏大,經濟發展增速較慢。因此,公路工程尤其是高速公路建設勢在必行。作為公路建設的重要環節,公路選線直接影響了項目建設的綜合效益,如何在構造侵蝕中山地貌中選擇科學的路線值得深入探究。以云南臨滄臨翔至清水河高速公路為例,研究了該地區公路選線的影響因素及不同路線的對比評估方法與標準,確定了該段路線的科學線位,為滇西中山地貌區域的公路勘測設計提供了科學的依據。
無論是構造運動強烈的高山地貌地區公路,還是地貌起伏相對平緩的低丘地貌地區公路,線形走向應根據設計交通量與公路級別進行合理的據點間設計評估。選線工作前應通過遠景交通量內部、對外及過境交通量及遠景年服務水平級別對未來路網進行交通量分布預測,確保公路投入使用初期滿足正常運營需要,使用后期確保交通設施完善,滿足車流、車速及交通誘導等服務的升級要求。
選線時,應根據任務書指定的路線方向,結合鐵路和城鎮布局、自然資源利用與開發、水文、氣象等條件,初步擬定可能的路線方案,最終通過野外踏勘調研進行方案比選。一般應繞避自然災害(如滑坡、泥石流、崩塌及巖溶塌陷等)頻發地段,必須穿越時,應盡可能縮小穿越范圍,并在設計時進行相應的工程整治方案設計與計算。
選線應做到少占用耕地,盡量不占用高產田及經濟林園等,盡可能避讓自然保護區及文物保護區。選線需要注重生態平衡,并考慮將路線融入環境,優化環境。路線方案的選擇、論證與比選體現“地形選線、地質選線、環保選線、標準選線”的設計理念。穿越水利設施發達地段時,應確保路線平面線位和高程與干渠走向和標高相協調。
公路線形應滿足行車安全及舒適性,即要求線形連續且均衡。對線形的平面、縱面及橫斷面應進行綜合設計,確保滿足規范的基本要求。在確保行車安全及快速的前提下,應將工程量及造價控制在合理范圍內。在工程量相差不大的前提下,優先選擇技術指標較高的路線。所選路線應滿足平順性要求,盡量利用交叉口減少路線的彎道數量。中山地貌區受地形地貌控制,在設置彎道時應將彎道半徑調大,如若必須使用最小半徑彎道,需根據規范要求對公路進行必需的超高與加寬,并輔以緩和曲線進行技術指標優化。
臨滄市位于云南省西南部,境內的臨翔至清水河高速公路(簡稱臨清高速)位于臨翔區、雙江縣、耿馬縣境內(見圖1a),是規劃的昆明至臨滄至耿馬至清水河高速公路的重要路段,同時也是臨滄市“一帶兩區-四通道-六產業”規劃的重要組成部分。臨清高速起點位于臨滄市舊寨,通過T 形樞紐與玉溪至臨滄高速公路相接,起點樁號K0+000。路線沿西南方向延伸至許家寨,后設橋梁跨越陡箐河至懂家寨后與臨滄機場高速共線5.86km,最終于勐撒農場處結束。項目標段設計終點為K61+400,路線長61.4km。公路建設標準為雙向四車道高速公路,設計時速80km/h。
臨清高速位于瀾滄江與怒江流域,地形地貌受地層巖性、地質構造控制明顯。測區內總體地勢呈東北高,西南低,最高海拔2708.00m,最低海拔477.60m,相對高差達2240.40m,地形平均坡度介于10~25,區內地貌呈典型的構造侵蝕中山地貌(見圖1b)。項目推薦方案沿勐撒鎮北側通過,并橫穿臨滄市鳳翔區羅家寨鈾礦,現已完成對礦產區的可壓覆論證。

圖1 臨翔至清水河高速位置及區內構造侵蝕中山地貌
臨清高速地處喜馬拉雅山地震帶東南端,騰沖—耿馬—瀾滄地震帶的中部,地質構造復雜,屬于地震高發區。區域內自上而下出露有第四系碎石土及黏性土、第三系半成巖砂質黏土巖、第三系砂巖夾泥巖、泥盆系中上統片狀石英砂巖夾板巖、印支期黑云混合花崗巖、黑云二長混合花崗巖、古生代瀾滄群石英片巖、變粒巖等。不良地質條件主要有崩塌堆積、巖溶管道及危巖體。
公路勘測區內河流屬雨源型河流,河水徑流量變化與降水量一致。區域地下水補給主要來源為大氣降水,地下水類型有松散巖類孔隙水、碳酸鹽巖類裂隙溶洞水及基巖裂隙水。水樣分析報告顯示水質為中性水,滿足鋼筋混凝土用水的要求。
根據大范圍踏勘和調研,對技術可行、實施可能的路段進行了多方案的比選,結合平縱面指標、工程地質條件、大型構造物設置條件及數量、工程造價、環境影響等多種因素進行更深一步的比較研究。共布設了全線貫通的K 線方案及A2、A3 兩段比較線,推薦線長46.2km,比較線共長80.827km,占路線總長175.33%。其中同精度比較線長25.450km,占路線總長55.21%。
該路段K 線出王家寨隧道后設橋梁跨過山溝,在設坡腳隧道穿過山梁至勐庫大河,設橋梁跨越勐庫大河后路線沿半山展線至大亮山隧道進口(在勐庫大河大橋至大亮山隧道進口段設置大南美互通)。A2 線出王家寨隧道后沿坡腳半山布線(取消坡腳隧道),設橋梁跨越勐庫大河后路線沿半山展線至大亮山隧道進口(在勐庫大河大橋至大亮山隧道進口段設置大南美互通)(見圖2)。相比于K 線,A2 線公路長度增加91m,投資增加168 萬元,且A2 線征地面積高(見表1)。K 線大、中橋梁相比于A2 線少一座,以坡腳隧道穿過山梁,隧道規模大,但施工干擾小、占地少。A2線取消坡腳隧道增加橋梁,施工干擾大。因此最終選用K 線。

圖2 勐托—大南美段高速公路選線

表1 勐托—大南美段高速公路段選線指標比較
勐托—大亮山路段K 線從勐托下坡至坡腳,壓低設計標高以便在大南美設置互通,但增長了大亮山隧道至6.66km,因此在K 線左側布設了A3 線進行比選。A3 線從勐托緩坡下至勐庫大河,設橋跨過勐庫大河(主跨為3-200m 剛構)后穿過南部山梁至大亮山(見圖3)。

圖3 勐托—大亮山段高速公路選線
該路段A3 線雖然平縱指標高,但橋梁規模大,工程投資較K 線貴1.4 億元(見表2),且無條件設置大南美互通,因此該路段推薦K 線。

表2 勐托—大亮山段高速公路段選線指標比較
臨翔至清水河段高速公路為云南省重大交通項目,是貫穿滇臨滄市中西部的重要路段。公路穿越構造侵蝕中山地貌,途徑臨滄機場、農田及水資源保護區等生態敏感區域,公路選線比選論證十分必要。公路選線應重點考慮征地面積、隧道/橋梁數量與規模、不良地質條件等因素,做到分段比選論證,并結合實際對工程可行性方案進行優化。云南省臨滄市臨清高速路線設計能夠滿足公路的通行能力與服務水平,不同區段的公路比選方案可為我國西南地區構造侵蝕中山地貌區的高速公路選線設計提供參考。