山区国道改扩建工程复杂路段路线方案比选

山区国道改扩建工程复杂路段路线方案比选

何家林

（四川省交通勘察设计研究院有限公司  四川成都 610017）

摘  要：通过对国道215线巴塘竹巴笼（西藏界）至得荣二龙桥（云南界）公路改建工程路线方案的介绍，结合山区国道改扩建的特点，对项目中复杂路段路线方案的比选要点进行探讨，以期能对今后的山区国道该扩建路线方案比选论证有所帮助。

关键词：山区国道改扩建工程；路线方案；比选论证

0引言

山区国道改扩建工程沿线地形、地质条件十分复杂，具有走廊狭窄，地震烈度高，大型不良地质体众多，电站分布广、生态脆弱，环境敏感点多，建设里程长、工程规模大等特点，导致公路建设过程中面临诸多难题与挑战。为实现山区国道改建工程“安全、便捷、高效、绿色、经济、交旅融合”的建设目标，做好复杂路段路线方案比选工作尤为重要。

1  项目概况

国道215线巴塘竹巴笼（西藏界）至得荣二龙桥（云南界）公路改建工程是四川省《西部综合交通枢纽规划》及《2013－2030国家公路网规划》中国道215线的一段，项目路线长约270km，按照二、三级公路改扩建，总投资约58亿元。项目位于甘孜藏族自治州巴塘县及得荣县境内，青藏高原东南边缘地带的横断山脉中部，总体地势北高南低，路线走廊多呈“V”字型河谷，河谷宽度为100～200m，两岸谷坡坡度一般30～45°多见悬崖峭壁，相对高差多在2000～3000m之间，属高原～高山峡谷地貌单元。

2项目特点

本项目是老路改扩建项目，原有道路基本能满足四级公路标准，路基宽度6.5米，除一般原路改扩建项目特点外，还有如下特点：

1）“地形差、地质差、自然环境差”，沿线生态环境极为脆弱，自然环境恶劣，破坏后不易恢复。

地形差：项目沿线沟谷发育，地形切割强烈，多呈峡谷地形，沟谷横断面呈“V”字型，路线内侧靠山外侧临河，路线走廊单一。

地质差：项目沿线不良地质地段发育，主要表现为崩塌、碎落、危岩、滑坡、水毁、泥石流、冻融等，原有老路沿王大龙特大型滑坡前沿通过，路段长约5.4公里，滑坡包含一段长约600m的土质错落体及数段岩崩段落，处于缓慢变形状态，属深层牵引式、特大型复合型岩、土质滑坡。原路常因滑坡体局部崩塌、坡崩积体失稳中断交通，其中2006年的一次大型崩塌中断交通达1个月。

自然环境差：项目地处巴塘、得荣县境内，得荣又称“太阳谷”，蒸发量是降雨量的七倍，植被稀疏、生态环境非常脆弱。

2）区内地震烈度高，断裂构造发育。工作区地震动峰值加速度为0.2g，地震动反应谱特征周期0.40，地震基本烈度为VIII度，区域构造稳定属次稳定区。区内共分布有10条断裂，其中德钦-中甸断裂带为全新世右旋走滑活动断裂，断裂带横宽600余米，横穿奔子栏镇及瓦卡镇，每年活动错动约5mm，有发生7.5级地震可能，活动、破坏性强。

3）项目区水电站分布较广，影响路线方案布设。项目区共涉及三个金沙江梯级电站，分别为苏娃龙电站、昌波电站、虎跳峡电站。受苏洼龙电站蓄水影响，本项目自竹巴笼至苏洼龙电站坝址淹没区影响段长约45.038公里范围内，绝大部分路段需在现有道路基础上抬高新建。

3复杂路段路线方案比选

3.1 电站库区淹没段路线方案比选

苏洼龙电站淹没区段为项目的起点段，该电站位于金沙江上游河段四川巴塘县和西藏芒康县的界河上，为规划中的金沙江上游川藏段13个梯级电站中的第10级，上游为巴塘水电站，下游与昌波水电站衔接。规划坝址位于四川巴塘县苏洼龙乡上游约1km处，距巴塘县78km，，淹没区影响范围为（K0+000～K42+000），长度约42 km。该水电站设计蓄水位高程为2475m，坝高112m，其回水水位影响到竹巴笼金沙江大桥，水库淹没影响区高程为2482m。根据苏洼龙电站的淹没区情况，共拟定了贯通的三个路线比选方案。分别为主要以路基通过淹没区的方案一、以高桥隧通过淹没区的方案二、以中桥隧通过淹没区的方案三（见图一）。

图一苏洼龙淹没区段路线方案

方案一：主要以路基通过淹没区的路线方案，路线基本沿金沙江左岸山腰布设；以路基、桥梁隧道布设淹没区，主要为明线。全长42.257km，其中：路基长约31.77km，桥梁长约4.86km，隧道长约5.63km/7座，桥隧比为24.8%。路线平纵面指标基本满足三级公路技术标准，局部困难路段仅能满足四级公路技术指标。纵面上较原有老路高约30～60m，较水电站蓄水位高约20～50米。平面上除4.9 km隧道段距库区范围较远外，其余路段距库区均在20～60m。总投资为17.6亿，平均每公里造价为4165万元。优点：前期投资规模小，较方案二节约总投资约5.2亿，较方案三节约总投资约2.8亿。缺点： ①路线多采用路基通过淹没区，库岸再造对路基影响的风险较大，可能存在安全隐患；②本方案路基段落较长，边坡上开挖路基对环境影响较大（本段落在环境保护区影响范围内）；③路线平纵面指标相对较低。

方案二：主要以桥隧通过淹没区，路线尽量沿金沙江左岸山腰内侧布设；根据地质及路线专业逐段排查，对地形、地质状况良好、淹没区影响程度较低段落采用路基通过外，其余段落采用隧道或桥梁，尽量降低库岸再造对道路的影响。全长41.91km，其中隧道长16.39 km/16座，桥梁长5.91 km，路基长19.61 km，桥隧比为53.2%。路线平纵面指标基本能达到三级公路技术标准上限。此方案纵面与方案一相差不大，即较原有老路高约30～60m，较水电站蓄水位高约20～50米。平面上在地形、地质条件较差段落，偏内侧距库区范围在100～500m左右，多采用隧道通过。总投资为22.8亿，平均每公里造价为5440万元。

优点：①路线能从根本上避免库岸再造对路线影响，基本能保证项目后期的运营安全畅通；②路线平纵面指标基本能达到三级公路上限，线型较好行车舒适。缺点：①投资规模较大，较方案一投资高约5.2亿；较方案三投资高约2.4亿；②后期运营管理费用相对较高。

方案三：同样主要以桥隧通过淹没区，路线尽量沿金沙江左岸山腰内侧布设；根据地质及路线专业逐段排查，结合苏洼龙电站规划。对地形、地质状况良好、移民安置点段落、西藏跨江索桥位段落采用路基通过外，其余段落采用隧道或桥梁，尽量降低库岸再造对道路的影响。全长42km，其中隧道长13.23km/15座，桥梁长3.94 km，路基长24.83 km，桥隧比为40.9%。路线平纵面指标基本能达到三级公路技术标准中限。路线方案在纵面较水电站蓄水位高约20～50米。平面上在地形、地质条件较差段落，偏内侧距库区范围在100～500m左右，多采用隧道通过。总投资为20.4亿，平均每公里造价为4857万元。优点：路线即能一定程度上避免库岸再造对路线影响，投资规模较方案二低约2.4亿，评价每公里估算低约583万元。缺点：路线方案虽然能一定程度的避免库岸再造对路线的影响，但同样存在一定风险。

综合比选：虽然方案一前期投资规模较小，但存在淹没区库岸的安全隐患，后期因库岸再造影响可能会造成更大的资金投入。方案二虽然基本能避免库岸再造的影响，确保道路后期安全畅通，但投资规模巨大。方案三路线即能一定程度上避免库岸再造对路线影响，投资规模又相对较低。因此，推荐方案三。

3.2  特大型滑坡段路线方案研究

王大龙村下游约1km处为王大龙滑坡，原路沿滑坡前缘通过，长约5.4km，位于金沙江断裂带所属次级断裂带苏洼龙～王大龙断裂（逆断层）上。该滑坡包含一段长约600m的土质错落体及数段岩崩段落，处于缓慢变形状态，属深层牵引式、特大型复合型岩、土质滑坡。受断层构造影响，沿线岩体破碎、土壁陡立，贯通节理裂隙极为发育，坡面崩积体广泛发育，原路常因滑坡体局部崩塌、崩积体失稳中断交通，存在较大安全隐患。结合区域建设条件，拟定了沿原路改建方案、隧道绕避方案及跨江绕避方案进行比选（见图二）。

图二  王大龙段路线方案图

原路改建方案：仅对王大龙滑坡进行简易处治，过往行人及车辆观察通行，但在极端天气、自然灾害、坡脚失稳（金沙江冲刷）等条件下，滑坡极易整体失稳或进一步推移，威胁过往行人及车辆人生财产安全及导致国道断道，存在重大安全隐患和断道风险。

跨江方案：跨越金沙江进入江右岸（西藏境），设置隧道避让沿江崩塌、滑坡等不良地质段，再次跨越金沙江回到本岸于原路相接。本方案在王大龙江对岸布线，避让了王大龙大型滑坡及两侧不良地质段，路线总长约7.2公里。但需要设置两座跨金沙江特大桥、一座大桥，此外受对岸不良地质影响，仍需设置两座隧道（2450/3180米），工程规模巨大，且本区域为断裂带活动区域，大型跨江桥梁设置难度较大，且存在一定安全隐患。

隧道绕避方案：设置长4117 km特长隧道（平行导洞1217/1（m/座））绕避滑坡影响范围，能从根本上解决滑坡对道路影响，但投资规模项目较高。

综合比选：原路方案虽然投资规模小，但由于存在较大安全隐患，制约国道全天候安全畅通，首先予以排除。跨江方案及隧道方案均能从根本上解决王大龙滑坡对路线影响，但沿江方案投资规模更高，并涉及两省地域协调建设难度大，且本区域为断裂带活动区域，大型跨江桥梁设置难度较大，且存在一定安全隐患。故综合比选推荐隧道绕避方案。

3.3 活动断裂带、通航要求等多制约因素路线止点方案比选

在整体路网规划中，本项目在得荣县瓦卡镇区域跨省接云南省规划G215线作为本项目止点，但由于云南省还并未启动该省G215线前期工作，故本项目先期接入G214线作为本项目终点。该区域路线方案选择受城镇布局、通航要求、地震断裂带控制。城镇布局：在该区域为能带动瓦卡镇经济发展路线需经过瓦卡镇，云南省德钦县奔子栏镇与瓦卡镇隔江相望，从城镇布局出发路线需通过瓦卡，并就近瓦卡镇设金沙大桥与G214线相接作为本项目终点，有利于瓦卡镇经济发展的同时，有助于两镇沟通交流并缩短了项目建设里程。通航要求：根据云南《金沙江中游河段水电规划报告》，该区域金沙江为虎跳峡电站淹没回水区，库区被云南省规划为四级航道（通航标准为90×8m）。根据库区蓄水位、翘水位、洪水位、区域河道条件、通航侧向预留宽度等因素进行初步通航要求计算，得到在此区域布设跨金沙江桥梁单跨不得小于120m（需建设特殊结构桥梁如刚构、悬索、斜拉等）。地震断裂带：根据地震安评报告结论得知在该区域存在一条全新世活动断裂，德钦-中甸断裂带，断裂带横宽600余米，每年活动错动约5mm，有发生7.5级地震可能，大跨径桥梁布设须避开活动断裂带。

结合该区域城镇布局、通航要求、地震断裂带等因素拟定了J、M、K三个方案进行比选论证。M线：路线沿瓦卡镇前缘通过，在瓦卡镇下游3km处设金沙江大桥，接入G214线。J线：路线在瓦卡镇上游900m处处设金沙江大桥，接入G214线。K线方案：路线沿瓦卡镇前缘通过，沿金沙江左岸老路布设，直至二龙桥与G214线相接（见图三）。

图三路线止点方案图

综合比选：J线方案绕开了瓦卡镇不利于瓦卡镇发展故排除其作为主线可能，但考虑方便两镇沟通交流可考虑以连接线形式纳入本项目；M线桥梁设置不能同时满足通航及避让断裂带要求存在安全隐患予以排除； K线方案虽然里程较长、不利两镇沟通交流，但方案无重大结构物，受断裂带影响风险最小。因此从道路安全角度出发，故推荐K线方案作为本项目终点方案。

4结语

山区国道改扩建工程复杂路段路线方案比选，首先应充分认识项目区域建设条件及控制因素，拟定多方案进行论述及同精度比选（穷尽一切可能存在的方案），以坚持“地形选线、地质选线、环保选线、安全选线”的原则，结合自然条件（地形、不良地质）、行车安全、投资规模、环境保护等综合比选，确定项目主要路线方案。确保项目工程可行，经济合理。

参考文献

[1]国道215线巴塘竹巴笼至得荣二龙桥公路改建工程可行性研究报告[R].成都 四川省交通运输厅交通勘察设计研究院. 2016.

[2]国道215线巴塘竹巴笼至得荣二龙桥公路改建工程地质灾害危险性评估报告[R].成都四川省地质工程有限公司. 2014.

[3]国道215线巴塘竹巴笼至得荣二龙桥公路改建工程地震安全性评估报告[R].成都 四川赛思特科技有限责任公司