山區(qū)高速公路跨越通航河流的路線方案比選

張潤恒

(中交第一公路勘察設(shè)計研究院有限公司，陜西 西安 710068)

1 工程概況

綿陽至蒼溪高速公路位于四川省東北部的綿陽市和廣元市境內(nèi)，路線起于綿陽市游仙區(qū)，經(jīng)梓潼縣、廣元市劍閣縣，至廣元市蒼溪縣。

走廊帶按地貌成因、形態(tài)類型、地質(zhì)構(gòu)造格局，將工程區(qū)內(nèi)地貌劃分為兩大成因類型，五種地貌形態(tài)，分別有：(1)枝狀單斜低山深谷地貌(I1)分布于嘉陵江兩岸；(2)羽狀低山窄谷地貌(I3)在西河以東，嘉陵江以西之間，谷嶺多平行排列，發(fā)育方向北西10°～30°；(3)桌狀低山緩坡寬谷地貌(I2)分布線路走廊帶的中部偏北地區(qū)；(4)丘陵洼地地貌(I5)主要分布于線路起點玉河場一帶；(5)侵蝕堆積地貌(Ⅱ)主要分布于梓潼河、嘉陵江等較大河流兩側(cè)。

區(qū)內(nèi)出露地層為第四系全新統(tǒng)坡殘積層、崩坡積層、上更新統(tǒng)、全新統(tǒng)沖積層等地層，基巖主要有白堊系、奧陶系地層。工程區(qū)構(gòu)造單元上屬于川西前陸盆地區(qū)(Ⅱ1)，地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育條件一般，主要發(fā)育西南-東北向構(gòu)造。區(qū)內(nèi)主要構(gòu)造體系為綿陽環(huán)狀構(gòu)造體系和新華夏系，主要有老關(guān)廟背斜、玉河場向斜、九龍山背斜等，區(qū)內(nèi)未見斷裂構(gòu)造，工程區(qū)總體上受活動斷裂帶的影響較弱。

項目區(qū)域不良地質(zhì)主要有滑坡、崩塌危巖和崩塌堆積體、潛在不穩(wěn)定斜坡。特殊性巖土為軟弱土、膨脹性土、人工填土。

路線總體走向為西南東北方向。起于綿陽市游仙區(qū)魏城鎮(zhèn)南，與京昆高速綿陽至成都段擴容的魏城樞紐終點銜接，經(jīng)綿陽市游仙區(qū)魏城鎮(zhèn)、東宣鄉(xiāng)、徐家鎮(zhèn)，梓潼縣石牛鎮(zhèn)、觀義鎮(zhèn)、東石鄉(xiāng)、文昌鎮(zhèn)、自強鎮(zhèn)、馬迎鄉(xiāng)，廣元市劍閣縣公店鄉(xiāng)、國光鄉(xiāng)、柘壩鄉(xiāng)、迎水鄉(xiāng)、廣坪鄉(xiāng)、碑埡鄉(xiāng)、圈龍鄉(xiāng)、香沉鎮(zhèn)、羊嶺鎮(zhèn)，蒼溪縣白橋鎮(zhèn)、亭子鄉(xiāng)、浙水鄉(xiāng)、陵江鎮(zhèn)等22個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，終點與G75蘭海高速形成十字樞紐，順接蒼溪至巴中高速公路。按雙向四車道高速公路標準建設(shè)，設(shè)計速度80 km/h，路基寬度25.5 m。

2 跨越嘉陵江段路線方案比選

2.1 嘉陵江段路線方案概述

跨越嘉陵江段路線位于蒼溪縣白橋鎮(zhèn)、亭子鄉(xiāng)、浙水鄉(xiāng)、陵江鎮(zhèn)，路線布設(shè)主要受嘉陵江、引水隧洞、池鯉村古樹、蘭渝鐵路、天然氣井、廣南樞紐等控制因素。提出不同橋位跨嘉陵江的K線、A12、A13、A16線方案進行研究。

(1)方案論述

A12線路線里程12.856 km。與K線相比，(K+A12+K)線優(yōu)點：①路線路程縮短620 m；②出隧道后路線距天然氣井較遠；③橋梁規(guī)模減少1 105 m。缺點有：①在亭子口水電站水壩上游設(shè)斜拉橋跨江，工程規(guī)模大；②隧道規(guī)模增加150 m。③路線上跨蘭渝鐵路，溝通協(xié)調(diào)及施工難度大；④建安費增加約23 106萬元。

A13線路線里程12.757 km。與K線相比，(K+A13+K)線優(yōu)點：①路線里程縮短634 m；②橋梁規(guī)模減少1 285 m；③隧道規(guī)模減少1 010 m；④建安費節(jié)省約16 563萬元。缺點有：①橋梁位于亭子口水電站大壩下游520 m左右，距離大壩太近。從水電站角度講，對發(fā)電有影響；從安全角度講，發(fā)電站開閘泄水產(chǎn)生的霧氣，通行安全隱患大。②水電站對嘉陵江南北兩側(cè)整較大范圍已征地，正在施工，路線穿過該區(qū)域及已建成的管理及運營廠區(qū)，拆遷量大。

A16線路線里程13.617 km。與K線相比，(A16+K)線優(yōu)點：①橋梁規(guī)模減少730 m；②建安費節(jié)省約1 766萬元。缺點有：①隧道規(guī)模增加265 m；②路線里程增長226 m；③拆遷量增加約6 869 m2；④占用農(nóng)田增加16 000 m2。

(2)比選結(jié)論

A12線為在亭子口水電站水壩上游設(shè)斜拉橋(160 m+620 m+160 m)跨越嘉陵江，路線里程較短，橋梁規(guī)模較小，出隧道后路線距天然氣井較遠，但隧道規(guī)模較大，拆遷規(guī)模大，路線上跨蘭渝鐵路，溝通協(xié)調(diào)及施工難度大，工程規(guī)模大，造價高。

A13線跨江位置在大壩下游520 m附近，線形順捷，里程較短，橋梁規(guī)模較小，隧道規(guī)模小，但橋位距離大壩太近，溝通協(xié)調(diào)難度大，安全隱患大，且水電站對嘉陵江南北兩側(cè)整較大范圍已征地，正在施工，路線穿過該區(qū)域及已建成的管理及運營廠區(qū)，拆遷規(guī)模大，協(xié)調(diào)難度大。

A16線跨江位置在大壩下游2 km附近，橋梁規(guī)模較小，但路線繞行，路線里程長，隧道規(guī)模大，拆遷量較大，占用農(nóng)田較多。

K線跨江位置在大壩下游1.5 km附近，存在跨江之前的隧道洞口偏壓，進出洞條件差，路線相對繞行，線形指標略低，橋梁規(guī)模最大，但隧道規(guī)模較小，路線布設(shè)充分考慮了繞避引水隧洞、減少拆遷、繞避池鯉村古樹、繞避天然氣井、下穿蘭渝鐵路的條件及繞避不良地質(zhì)等因素，總的工程規(guī)模較小，造價較低。

K線符合工可批復，并取得通航論證，與A12、A13、A16綜合比較，K線有優(yōu)勢。

2.2 嘉陵江段路線方案對比論述

跨嘉陵經(jīng)段路線方案涉及跨江位置及與蒼巴高速的銜接問題，在初步設(shè)計階段對該段做了多方案研究，隨著勘察設(shè)計工作的深入，一些過程方案予以舍棄，尚有比較價值的有K線、A14線、A15線、A16線及南北方案互相組合的方案。

各方案對比情況論述分三個層次，論述如下。

(1)基于北線茶店村終點的K線與A16線的比較

①方案論述

基于工可批復的茶店村終點，提出不同橋位即K線與A16線的比選論證。

K線起于大石咀，路線向東北方向布設(shè)，設(shè)橋跨越洞子河，經(jīng)大房咀、車家壩，設(shè)隧道穿越陶家坡后，設(shè)特大橋(105+200+105鋼構(gòu))跨越嘉陵江，進入神皇埡隧道，在三岔溪出洞。路線里程10.241 km。

A16線起于大石咀，路線向東布設(shè)，設(shè)橋跨越洞子河，設(shè)隧道穿越干柏山、洇浸山，經(jīng)伏家角、黃嶺埡，設(shè)特大橋(105+2×200+105鋼構(gòu)，由于該方案為了利用地形縮短隧道長度，標高較K線高約60 m，嘉陵江特大橋最大墩高約125 m，所以主跨采用2 m×200 m鋼構(gòu))跨越嘉陵江，進入神皇埡隧道，出隧道后與K線相接。路線里程10.015 km。

②比選結(jié)論

A16線為既有嘉陵江大橋南側(cè)跨越嘉陵江的路線方案，本方案橋梁規(guī)模較K線減小720 m，但隧道規(guī)模增加265 m，拆遷規(guī)模較K線增加約9 218 m2，占用農(nóng)田較多較K線增加24畝，總的工程規(guī)模大，工程造價高。

K線為沿用工可跨江位置的優(yōu)化方案，平縱指標略低，橋梁規(guī)模較A16線多720 m，但路線里程縮短226 m，隧道規(guī)模減少265 m，拆遷規(guī)模減少約9 218 m2，占用農(nóng)田節(jié)省約16 000 m2，總的工程規(guī)模小，工程造價低；且跨江位置符合工可批復，環(huán)保、通航論證已通過評審。

綜上，K線與A16線兩方案對比，K線更優(yōu)。

(2)基于南線鐘家浩終點的(K+A15)線與A14線的比較

基于鐘家浩村終點，提出不同橋位即A14線與(K+A15)線的比選論證。

①方案論述

K+A15線起于大石咀，路線向東北方向布設(shè)，設(shè)橋跨越洞子河，經(jīng)大房咀、車家壩，穿越大田坪隧道后，設(shè)特大橋(105+200+105鋼構(gòu))跨越嘉陵江，進入神皇埡隧道，出隧道后經(jīng)老柏樹咀，設(shè)橋跨越三岔溪后，上跨蘭渝鐵路，止于黃家坪。路線里程10.300 km。

A14線起于大石咀，路線向東布設(shè)，設(shè)橋跨越拱壩河，設(shè)隧穿越干柏山、洇浸山后，設(shè)特大橋(105+2×200+105鋼構(gòu)，由于該方案為了利用地形縮短隧道長度，標高較K線高，嘉陵江特大橋最大墩高約120 m，所以主跨采用2 m×200 m鋼構(gòu))跨越嘉陵江，設(shè)橋跨越三岔溪后，上跨蘭渝鐵路后在黃家坪附近與A15線相接。路線里程10.317 km。

②比選結(jié)論

A14線為既有嘉陵江大橋南側(cè)跨越嘉陵江的路線方案，本方案橋梁規(guī)模較(K+A15)線減少345 m，拆遷減少約14 672 m2，但隧道規(guī)模較(K+A15)線增加480 m，占用農(nóng)田增加約66畝，總體來說橋隧比高，工程規(guī)模大，工程造價高。

(K+A15)線為沿用工可跨江位置的優(yōu)化方案，橋梁規(guī)模較(K+A15)線增加345 m，拆遷增加約14 672 m2，但隧道規(guī)模較(K+A15)線減少480 m，占用農(nóng)田減少約44 000 m2，路線平面線形指標高，且跨江位置符合工可批復，環(huán)保、通航論證已通過評審。

綜上，(K+A15)線與A14線兩方案對比，(K+A15)線更優(yōu)。

(3)基于終點接線的北線(K線)與南線(A15線)的比較

基于不同終點情況對K及A14兩個橋位的綜合比選，K線方案在工程規(guī)模和行政審批上均存在優(yōu)勢，因此，嘉陵江特大橋橋位推薦K線方案。

①方案論述

嘉陵江特大橋橋位經(jīng)過同深度方案比選后，橋位采用K線橋位，基于該橋位對路線終點方案進行比選。

K線(嘉陵江-茶店終點)：路線起于伏家角，路線向東南方向布設(shè)，設(shè)橋跨越車家壩，設(shè)隧道穿越陶家坡后，設(shè)特大橋(105+200+105鋼構(gòu))跨越嘉陵江，進入神皇埡隧道，在三岔溪出洞，繞過池鯉村古樹后下穿蘭渝鐵路，路線沿河谷北側(cè)布線，終點位于茶店村附近，與廣南高速設(shè)十字樞紐相接。路線里程9.091 km。

A15線(嘉陵江-鐘家浩終點)：路線起于伏家角，設(shè)橋跨越車家壩，穿越大田坪隧道后，設(shè)特大橋(105+200+105鋼構(gòu))跨越嘉陵江，進入神皇埡隧道，出隧道后經(jīng)老柏樹咀，設(shè)橋跨越三岔溪，上跨蘭渝鐵路后，設(shè)樞紐與廣南高速相接。路線里程6.948 km。

②比選結(jié)論

K線優(yōu)點：a符合工可批復；b橋梁規(guī)模較A15線減少390 m；c拆遷規(guī)模減少約16 214 m2；d與廣南高速交叉接近正交，立交布設(shè)條件相對較好，平縱指標高，通行能力好。

K線缺點：a路線里程較A15線增長2.143 km；b隧道規(guī)模增加1 485 m；c占地增加約140 667 m2；d土方量較A15線多60萬方；e控制因素較多，如池鯉村古樹、引水隧洞、天然氣井、蘭渝鐵路、鐵路棄渣場、沿河堆積體段落、廣南高速等。

總體來說K線路線里程長，不良地質(zhì)路段多，占用土地多，土方量大，工程規(guī)模大，工程建安費高。

而A15線優(yōu)點：a路線里程較K線減短2.143 km；b隧道規(guī)模減少1 485 m；c占地減少約140 667 m2；d土方量減少60萬方；e控制因素相對少，只有蘭渝鐵路、±500 KV亭中線等。

A15線缺點：a與工可批復終點不一致；b橋梁規(guī)模較K線增加390 m；c拆遷規(guī)模增加約16 214 m2；d拆±500 KV亭中線鋼塔一座(改移約1 000萬元)；e與廣南高速交叉近27°，樞紐立交布設(shè)條件受限，形式局促，平縱指標低，通行能力差。

總體來說，拆遷規(guī)模較大，但路線里程短，不良地質(zhì)路段少，占用土地少，土方量小，工程規(guī)模小，工程建安費節(jié)省明顯。

綜上論述，A15線方案節(jié)約工程建安費較多，但在審批程序上需進一步協(xié)調(diào)，且由于地方招商優(yōu)惠條件，征拆費用按7萬元/667 m2計列，在造價中不反應(yīng)真實的拆遷情況，實際拆遷費用北線遠低于南線。經(jīng)業(yè)主與地方政府多次溝通協(xié)調(diào)，由于南線存在較大的拆遷工程，社會影響大，政府財政指標不滿足要求，南線方案無法落地實施，業(yè)主與地方政府達成一致意見，建議走北線方案(工可批復走廊)。

經(jīng)綜合比選，推薦K線走廊方案。

3 結(jié) 論

以四川省綿陽至蒼溪高速公路工程為例，通過實例，詳細闡述了山區(qū)高速公路跨越通航河流段路線方案比選所要考慮的問題，得出相對有益的設(shè)計結(jié)論。