林拉高等级公路沿河线选线典型案例分析

2018-08-18 05:44李天祥孙贵清黄建峰
城市道桥与防洪 2018年8期
关键词:跨河河槽沿河

李天祥,孙贵清,黄建峰

(1.武汉市政工程设计研究院有限责任公司,湖北 武汉 430023;2.中交第二公路勘察设计研究院有限公司,湖北 武汉 430056)

1 工程概况

国道318线林芝至拉萨段公路改造工程位于西藏自治区的东南部,东起林芝地区八一镇东侧,经过八一镇、工布江达县、松多镇、米拉山口、墨竹工卡县、达孜县,西至拉萨市。建设标准为双向4车道公路(采用高速公路标准),设计速度80 km/h,路基宽度21.5 m。

该项目既是《国家公路网规划(2013~2030年)》[1]中高速公路联络线G4218的重要组成部分,也是《西藏自治区公路网(1991~2020)》“三纵、两横、六个通道”公路主骨架中的“两横”之一。该项目的建设对巩固国防,完善自治区干线公路网络,改善区域交通条件,促进沿线地区经济社会协调发展,改善少数民族地区生产、生活条件等具有十分重要的意义。

本文基于其中林芝地区贡日至工布江达段,结合工程实践,分析沿河线选线的典型案例。

1.1 路线走向

该段路线沿尼洋河两岸布设,起于贡日(桩号:K4264+800),经百巴镇、巴河镇、仲莎乡、工布江达县城北,终于金村(桩号:K4356+000),该段路线全长91.631 km。沿线依次设百巴服务区、百巴互通、秀巴停车区、巴河互通,工布江达服务区及工布江达互通。

1.2 地形地貌

该项目位于藏南谷地,位于喜马拉雅和冈底斯山与念青唐古拉山之间的相对“洼陷”地带。雅鲁藏布江支流尼洋河中下游,谷底高度自西而东由海拔3 800 m降至2 800 m,谷地两侧山地海拔多在5 000 m左右,发育许多宽窄不一的河谷平地和湖盆谷地。该项目林芝段主要呈现宽谷山地地貌,公路地形以山岭重丘区为主,河谷宽窄相间,河床比降较大,阶地普遍发育,各支流汇合口分布一定规模的冲积扇及台地,山脉纵横交织,形成沟壑谷川。

该项目林芝段路线基本沿尼洋河两岸河谷或坡地展线,适宜路线布设。

1.3 地质概况

路线区属尼洋河中下游的宽谷地貌,河谷宽2~4 km。路线沿尼洋河两岸展线,大部分路段处于河流一、二级阶地,分布地层主要为第四系冲洪积的砾砂、圆砾、卵石土,沿岸山体出露二长花岗岩。线区地形平坦,工程地质条件较好。

尼洋河两侧山体存在崩塌、滑坡、泥石流等不良地质,应有相应工程防护措施。

1.4 气候水文

尼洋河南岸冬季存在短期雨雪结冰现象,对行车安全有一定影响,路线布设尽量沿尼洋河北岸展线,仅在北岸局部路段布设困难、工程规模明显增加的情况下在南岸展线。

尼洋河每年6~9月为雨季,河流流量、水位随降雨变化较大,桥梁基础施工应避开雨季。

2 沿河线选线要点

2.1 河岸选择

由于公路工程是带状工程,选择河岸时需要统筹考虑,而不能局限于一个点。河谷两岸的有利条件往往是交替出现的,选线时应比较两岸地形、地质、水文等条件以及城镇与农田规划等因素,充分利用有利的一岸,但跨河势必增加桥梁工程,因此,频繁跨河往往得不偿失。如果在局部段落中,其中一岸大部分条件都很好,仅仅是个别存在不利条件,这种情况下,应该对是否跨河进行方案比较,考虑采取适当工程措施的可能性。河岸的选择一般应结合下列主要因素经过技术经济比较决定[2]。

(1)地形、地质条件

根据前述总体设计原则,地质条件是选线第一要素。项目沿线局部泥石流分布较密,需完全避开。对于个别泥石流点,可根据实际条件采取工程措施。

(2)城镇与农田

城镇沿尼洋河两侧分布,尽管河谷相对较宽,但雨季尼洋河流量大,不宜挤压河道进行城镇建设或开发成农田,因此,沿线城镇建设用地以及农田资源都是极其稀缺的,路线在布设时,应尽量避开良田,并为城镇的未来发展预留足够空间,避免给群众的生产生活带来不利影响。

(3)尼洋河

尼洋河比降较大,一般为5‰,冲刷严重,从既有318国道沿线设置的丁坝来看,大部分均被冲毁。因此,线位不宜布设于主河槽边,且由于水量受融雪的影响,在异常气候情况下,水量可能大幅增加,引起河道的不稳定性,不宜对尼洋河河槽进行改道。

(4)老国道318

老国道318有中国最美自驾公路的美誉,也是骑行爱好者的天堂。现状等级为三级公路,路基宽度为7.5m,沿尼洋河两岸布设。该项目定位是林芝至拉萨的快速通道,主要功能是快速过境,因此,该项目新建后,要保证老318国道的完整功能。由于河岸的有利地形是有限的,该项目布设难免对既有G318形成干扰,因此,降低对老G318的影响也是需要考虑的重要因素。

2.2 路线高度

低线的优点是线位所处地形较平坦,平纵面线形指标较高,缺点是易受洪水威胁,防护工程较多。

高线的优点是不受洪水侵袭,但由于高线一般位于山坡上,路线必须随山势曲折弯曲,线形差,工程大。此外,如避让不良地质和路线跨河,都较低线困难。

由于林芝地区夏季雨水较多,山体覆盖层较松散,不宜开挖;其次,高线通过泥石流段难以绕避;此外,尼洋河河谷较宽,如走高线,那么在跨河时,桥梁工程会大幅增加。因此,一般情况下,该项目线位不宜布置于山坡,布设位置仍以河岸阶地为主。

2.3 桥位选择

桥位选择与河岸选择是相互依存,互相影响的。该项目河谷较宽,跨河桥桥头平面线形一般不受限制,跨河位置主要随河岸选择而定。一般在跨河时,本岸已无台地可用,如强行通过,需设置顺河桥或隧道。因此,往往需要对顺河桥与跨河桥方案进行比选。

尼洋河在汛期河面宽,水量大,应采取较大角度跨越主河槽。在水文计算的前提下,充分考虑桥梁长度,避免汛期桥梁范围壅水以及对桥头两侧路基形成冲刷。

此外,由于尼洋河水量受融雪影响大,河道不稳定,因此,在两岸都有可能是主河槽的情况下,宜设置顺河桥通过。

3 典型案例分析

该项目沿线河谷宽窄相间,大部分段落均有良好的阶地可以利用,但尼洋河水道蜿蜒曲折,一般线位在一侧布设一段后,会遇到陡峻山坡临河段,这时往往需要跨河利用对岸。为了避免频繁跨岸,一侧如有大段坡地可以利用,而仅仅局部为陡峻山坡段,则考虑采用顺河桥通过。选线就是结合尼洋河两岸地质情况、村镇布置等,通过对河岸选择反复权衡,从而取得一个相对最优的方案。下面典型案例围绕沿河线选线3个要点,即河岸选择、路线高度、桥位选择来进行阐述,分析线位如何选择。

3.1 贡日至连别段(4264+800~4273+100)

该段主要为高低线位选择的问题。路线布设制约因素:跨越尼洋河、征地拆迁、国道G318、工程规模等。

K线走向:起于贡日,向北跨越尼洋河后,紧邻G318南侧布线,穿过山嘴至连别,路线全长7.808 km(见图 1)。

A线走向:起于贡日,向北跨越尼洋河后,下穿G318,沿G318北侧布线,跨强嘎村水石流后,路线沿山坡坡脚布设,穿过山嘴至连别,路线全长8.300 km(见图 1)。

图1 K线与A线路线方案示意图

表1列出了两方案之间指标对比。从表中可以看出,两方案路线平纵指标相当,K线为低线,路基易受冲刷,且多跨一次河湾,但A线对G318干扰较大。从工程规模来看,A线桥梁长度短250 m,工程量省,但A线占用果园及耕地,不利于沿线村民生产生活。K线尽管造价相对较高,但与沿线乡村用地不存在干扰,因此,从节约用地角度出发,推荐K线方案。

表1 K线与A线工程经济比较表

3.2 折巴至秀巴段(K4288+000~K4293+100)

该段主要为河岸选择的问题,制约因素少。路线布设的考量因素为:路线顺直性、对尼洋河的影响、工程规模等。

K线走向:K线起于折巴,沿尼洋河北岸布设,紧邻国道G318南侧,为避开主河槽,路线跨尼洋河至南岸布设,依山脚而行,于适当位置再次跨尼洋河,终于秀巴,路线全长5.100 km(见图2)。

B线走向:B线起于折巴,沿尼洋河北岸布设,紧邻国道G318南侧,路线于尼洋河主河槽走向一致,沿尼洋河北岸河滩向西布设,终于秀巴,路线全长4.684km(见图 2)。

图2 K线与B线比较路线平面图

表2列出了两方案之间指标对比。从表中可以看出,两方案路线平纵指标相当,K线绕行,里程长度较B线长415.791 m,B线较顺直。K线两次跨越尼洋河河槽,路线约1.2 km沿尼洋河主河槽布设,2.4 km沿尼洋河河滩布设;B线沿尼洋河北岸布设,路线约1.2 km沿尼洋河主河槽布设,0.9 km沿尼洋河河滩布设。两者相比,K线影响范围更大。从工程规模来看,K线桥梁长度短1 163 m,造价优势显著。从节约投资角度出发,该段推荐K线方案。

3.3 娘当至郎嘎段(K4303+200~K4308+100)

该段主要为河岸选择的问题,路线布设制约因素:跨越尼洋河、地质条件、工程量、桥梁设置等因素。

K线走向:K线起于娘当村,路线沿尼洋河北岸布设,紧邻G318,中间跨越尼洋河主河槽分支,终于郎嘎村,路线全长4.902 km(见图3)。

图3 K线与C线路线方案示意图

C线走向:C线起于娘当村,并向南跨越尼洋河,沿河南岸山脚布线,于CK4306+300处再次跨越尼洋河,沿尼洋河河滩布线,终于郎嘎村,路线全长4.455 km(见图3)。

表3列出了两方案之间指标对比。从表中可以看出,K线、C线平纵面指标相当,K线里程较C线长0.447 km。K线方案需要G318改线约1 km,对G318影响较大。K线沿尼洋河北岸布设,对主河槽无干扰,但部分路基易被冲刷,路基防护数量较大;C线两次跨越尼洋河主河槽。K线右侧有一处泥石流区域,为避免泥石流灾害,K线设置棚洞,施工时对G318影响较大;C线地质条件良好。K线桥梁长度短480 m,多一处棚洞100 m。从对尼洋河的影响以及工程规模出发,推荐K线方案。

表3 K线与C线工程经济比较表

3.4 宾格至仲莎路线方案(K4327+500~K4331+200)

该段主要为桥位选择的问题。路线布设制约因素:跨越尼洋河、地质条件、工程量、地方道路等。

K线走向:K线起于宾格村以西约2 km处,路线沿河滩布设,绕过尼洋河南岸山嘴,跨尼洋河主河槽,继续沿河滩布线,终于仲莎以东约1.5 km,路线全长3.700 km(见图4)。

图4 K线与D线路线方案示意图

D线走向:D线起于宾格村以西约2 km处,跨尼洋河后,隧道穿越山岭,隧道出口跨尼洋河,沿河滩布线,终于仲莎以东约1.5 km,,路线全长3.335 km(见图 4)。

表4列出了两方案之间指标对比。从表中可以看出,两方案路线平纵指标相当,K线与D线均两次跨尼洋河主河槽,但D线处于河滩范围路线较短,且桥位较好,不足的是需设置隧道。从工程量来看,K线里程长0.365 km,桥梁长度450 m,隧道段530 m。综合来看,K线工程量省,因此推荐K线方案。

表4 K线与D线工程经济比较表

4 结语

山岭区选线一般分为沿河线、越岭线及山脊线,而沿河线由于走廊清晰,一般有谷地可以利用,且沿线一般分布有乡镇等特点,无论从地形条件,还是从服务公路沿线居民角度来看,沿河线都是山岭重丘区高速公路的最重要的形态。

本文通过林芝至拉萨高等级公路的局部路线方案选择,分析了沿河线选线的3个要点(河岸选择、路线高度、桥位选择)在具体工程实际中是如何考虑的。该项目是典型的沿河线案例,对于沿河线尤其是类似区域选线具有一定的参考意义。

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