昆明至楚雄高速公路改扩建方案研究

张 田，耿恩朋

(1.中交第一公路勘察设计研究院有限公司，陕西 西安 710075；2.中交第四公路工程局有限公司西安工程设计分公司，陕西 西安 710065)

0 引 言

从20世纪90年代起，中国开始进行高速公路建设，随着中国经济社会的快速发展，人民生活水平的提高，交通量大幅增加。截止2019年底，中国高速公路的通车总里程已经超过15万km，为世界第1。大部分先期建设的高速公路在路网中都属于主干路，近年来，除了沿海发达地区以外，西南欠发达地区一些路段的交通量都已接近饱和，服务水平逐渐降低，亟待扩容。

扩容是提高道路通行能力和服务水平的主要方法，主要有2种，1种是对原有高速公路进行原位改扩建，另1种是在附近再建设1条高速公路。原位改扩建是在既有高速公路基础上进行改造，能够充分利用既有工程，节约土地、保护环境、造价较低，不改变路网结构。新建高速公路需要新辟走廊带，占用更多的土地资源，对环境破坏较大，交通组织复杂，需要投入更多的资金，并且可能导致路网结构变化。

目前中国已经完成了部分高速公路路段的扩容，有一些扩容项目正在实施，还有很多高速公路在进行扩容方案的规划和研究。通过多个项目的实践，已经积累了一些经验，很多从业者也发表了一些项目的研究成果，比如杭金衢高速改扩建[1]、西潼高速改扩建[2]、济南至青岛高速改扩建[3]、青银高速银川至宁东段改扩建[4]、乌奎高速改扩建[5]等，都有一定的研究突破和成就。但中国幅员辽阔，每个地区的自然条件、经济社会发展条件、路网布局、城镇产业布局和交通量发展状况都不相同，已有的研究成果不一定适用于所有地区。

本文以昆明至楚雄高速公路改扩建方案为例进行研究。昆明至楚雄高速公路在云南省高速公路网中处于中心横轴线位置，沿线可辐射影响到昆明、楚雄、大理、保山、怒江、德宏、丽江、临沧和迪庆等9个州(市)的20多万km2土地，占云南省总面积的50.8%，是云南省的典型道路，具有云南以及西南山区的项目特点。

1 概 况

1.1 功能定位

昆明至楚雄高速公路是《国家公路网规划(2013～2030年)》和《云南省道网规划(2014～2030年)》中杭州至瑞丽国家高速公路在云南境内的一段。杭瑞高速连通了浙江、安徽、江西、湖北、湖南、贵州和云南7省，云南省境内昆明至楚雄段沟通了昆明-楚雄-大理-保山-瑞丽(口岸)，是重要的东西向大通道，是云南省滇东地区及昆明连接滇西地区的运输大动脉，是中国中东部省份连接云南省的交通大通道。同时杭瑞高速昆明-瑞丽段也是AH14亚洲公路的一段，是中国西南地区与缅甸及东南亚周边国家互通的国际通道。

1.2 改扩建背景

昆明至楚雄高速公路于2002年12月开工，2005年6月建成通车。近年来，随着沿线社会经济的快速发展，大理、丽江和香格里拉等知名旅游目的地的交通吸引，交通量快速增加。由于建成年代较早，并且为低等级路升级扩建而成，采用的技术指标较低，加上近几年交通量的几何式增长，通行能力和服务水平不断下降，交通事故时有发生。

为了充分发挥昆明至楚雄高速公路的国家及云南省主干路网功能，改善区域通道交通条件，更好地服务于经济建设，促进旅游业发展，缓解沿线运输压力，提高国防能力，保障抢险救灾，对既有昆明至楚雄高速公路进行改扩建方案研究。

2 方案研究

2.1 交通量预测

昆明至楚雄高速公路交通量预测结果见表1。

表1 昆明至楚雄高速公路交通量预测结果 pcu·d-1

2.2 技术标准

原昆明至楚雄高速公路的设计速度为100 km·h-1，为无硬路肩双向6车道，路基宽度为26 m。路线平面指标符合现行的《公路工程技术标准》(JTG B01—2014)的要求，纵面指标部分段落不满足。

根据通道总交通量预测结果，对总车道数需求、单条高速公路最佳车道数、高速公路通行能力和工程实施的难易程度等方面进行分析论证[6]，得出结论为按照八车道原位改扩建，路基宽度为42 m。

2.3 原位改扩建方式

原位改扩建的形式多样，一般包括单侧加宽、两侧加宽和混合加宽等方式[7]。单侧和两侧加宽均包含分离(新建半幅)和拼接加宽，分离和拼接加宽又包含高架桥方案和路基方案，高架桥方案包含内侧高架和外侧高架。昆明-楚雄高速的改扩建方案如图2所示。

图2 昆明至楚雄高速公路原位改扩建总体方案

2.3.1 单侧加宽

单侧加宽是针对原有公路一侧受限的情况，从另一侧对原有公路拼接。这种改扩建方式的特点为：能充分利用现有地形，减小拆迁量；新、老路基差异沉降不显化；施工对公路上的交通相对影响较小，原有的公路可继续维持交通；施工期间临时工程少，临时占地较少，施工便道、预制场仅沿加宽侧布设即可满足需要；路基中心线因发生偏移，平面线形须重新拟合；上跨桥梁因主线平面线位向一侧偏移，导致桥梁净空(净高和净宽)可能不足，须拆除重建，造成工程浪费，原主线桥梁分两幅设置，合并为一幅技术难度大，施工困难，且对旧路交通造成干扰。

2.3.2 两侧加宽

两侧加宽是针对原有公路两侧都不受限，从两侧对原有公路拼接。其特点为：基本保持了原有公路的几何线形，原有的中心线可留作加宽后公路的中心线；中央分隔带及内部的排水、通信管道、防撞护栏等设施可充分利用；新老路幅横断面能有效组合，路拱规则，可继续顺用，路面排水简单；互通匝道线形调整较小；部分上跨桥梁净空(净高和净宽)影响不大，主线桥拼宽难度较小，施工也较方便。缺点为：路基两侧的防护、排水沟、防撞护栏等设施须拆除重建；施工对公路上的交通相对影响较大(两侧干扰)；施工期间临时工程量相对较大，占地较多，施工便道、预制场须沿公路两侧布设；拆迁量相对较大。

总体而言，两侧加宽比单侧加宽的工程规模小，可利用的工程项目多，技术较成熟。

基于以上加宽方式的特点，根据不同路段的实际情况，既有高速公路加宽空间不受限或单侧受限且不存在缺陷的段落，适宜采用单侧和两侧加宽的组合加宽改扩建方式。本项目推荐首先采用两侧加宽，单侧受限时采用单侧加宽的方式，既有高速公路两侧空间均受限、存在隧道、长大纵坡安全隐患的路段采用新建四车道半幅新建的改扩建方式。

2.4 原位改扩建方案拟定

2.4.1 总体方案

根据沿线城镇和村庄分布、风景区或保护区分布、厂矿布局、较大管道运输方式分布、地形地质条件、既有昆楚高速改扩建条件(长大纵坡情况、桥梁互通加宽条件、隧道扩容)等因素综合研究具体提出了分段落详细的两侧、左、右侧加宽或新建半幅方案[8-9]。改扩建总体方案如图3、4所示。

图3 昆明至楚雄高速公路改扩建总体方案图一(前半部分)

改扩建总体方案表见表2。

表2 昆明至楚雄高速公路原位改扩建总体方案表

2.4.2 具体方案

大部分段落采用两侧加宽或单侧(左或右)加宽的方式改扩建，在原高速的4处长大纵坡及1处厂矿居民区密集、1处隧道段落采用分离新建方式改扩建。详细方案见表3。

表3 昆明至楚雄高速原位改扩建具体方式一览表

分离新建段落共6处，分别为X1～X6线。原高速起点在安宁至昆钢新厂段为X1线，采用分离新建方式改扩建；原有高速为隧道段落需要新建四车道分离隧道为X5线，进行改扩建；原高速的4处长大纵坡段落采用分离新建方式改扩建，分别为X2、X3、X4、X6线，将原路作为单向四车道上幅，新建半幅四车道增长长度减缓纵坡作为下幅。

分离新建改扩建段落大幅改善了原路的纵面技术指标，提高了安全性和通行能力。分离新建改扩建段落及纵坡改善情况见表4。

表4 昆明至楚雄高速原位改扩建新建半幅段落

3 结 语

(1)通过分析路网规划、功能定位、交通量预测和技术标准等，结合既有昆明至楚雄高速公路平纵面技术指标、桥梁改造、边坡改造、互通改扩建和隧道扩容等改扩建条件，研究沿线各等级路网现状和规划、城镇产业现状和规划、风景区或保护区分布、厂矿布局、重大管道运输方式分布及规划、地形条件、地质条件，综合考虑用地、拆迁及工程量等，以最大限度地利用既有工程为原则，全方位研究，提出了详细的改扩建方案。最终方案因地制宜地考虑了云南地区的项目情况，例如独特的路网结构、旅游资源丰富、地形地质条件复杂、技术指标较低等，充分利用了既有工程，改善了既有高速的技术缺陷，灵活的选择加宽方式和设置局部新建段，满足技术指标和功能的均衡。研究结果可用于云南以及西南地区典型项目改扩建参考。

(2)每个公路项目都是独一无二的，受多因素影响，有不确定性，因此需要不断地总结经验，充实完善既有研究成果。中国对于高速公路改扩建工程的研究和实施尚在初步阶段，改扩建工程相对与新建工程复杂的多，还需要一些探索和尝试。