张虢宁
(中交第一公路勘察设计研究院有限公司, 陕西 西安 710075)
济青(济南—青岛)中线高速公路西起济南,东至青岛,与青银(青岛—银川)、青兰(青岛—兰州)高速公路共同组成济南与青岛间公路运输的3条快速通道。其不仅是山东省高速公路网“九纵五横一环七射多连”的规划之一,也是加快推动山东半岛城市群经济社会发展、促进山东省战略格局日臻完善的重要“引擎”。其中潍青(潍坊—青岛)段西起潍坊市安丘市南潍日(潍坊—日照)高速公路,向东途径潍坊市峡山区、高密市,止于青岛市胶州市胶州湾高速公路(青兰高速公路),路线里程83.134 km。全线共设置特大桥3座,互通立交12处,服务区1处,养护工区2处,监控分中心1处。
(1) 区域路网密集,注重道路衔接方案设计。该项目所在区域路网密集,分布有G1815潍日高速公路、G20青银高速公路、G15沈海(沈阳—海口)高速公路、G22青兰高速公路、拟建明董(明村—董家口)高速公路、G206、G204、G309、S222、S220、S102、S217及众多县乡道路,设计中应注重与区域路网的衔接方案设计,认真调查落实地方路网规划。
(2) 路线走廊内能源通道密集。该项目东段位于胶州境内,临近青岛港口,走廊内能源通道密集,分布有鲁皖二期成品油、黄潍输油、山东LNG、泰青威天然气、黄岛油库输油管道、500和220 kV高压电力线等众多管线及华润风力发电场,路线布设空间狭小。
(3) 项目区域土地资源珍贵。该项目处于胶东丘陵区、胶莱平原区和鲁西北平原交接地带,全线地势平坦。路线方案选线时,应尽量避免占用基本农田,对必须占用的地区应采用最短距离穿越,并在满足最小填土高度的情况下,尽量降低路基填高。
(4) 以填方路基为主,借土难度大。该项目全线基本为填方路基,取土困难。沿线道路密布,构造物布设较多,路基竖向标高较大,土方量较大,设置取土场占地多。应与地方水利规划相结合,避免过多路基填筑材料远运外购。
根据该项目在公路网中的功能和作用、交通量预测结果,设计采用行驶速度120 km/h的高速公路标准,路基宽度34.5 m,双向六车道。主要技术指标见表1。
表1 济青中线高速公路的主要技术指标
(1) 起点。对工程可行性研究阶段拟定的起点方案进行优化调整。考虑远期西延路线,将起点北移300 m左右,路线从新安泰村南侧经过。远期路线向西穿越潍日高速公路,经白芬子镇南侧、大尖子埠村北向西北方向布线。路线布设空间充裕,线形顺捷。
(2) 终点。工程可行性研究阶段拟定2种终点方案。方案一位于胶州市九龙街道撇车沟村东南胶州湾高速公路,北距胶州湾高速公路营海立交3.5 km,南距规划东西大通道立交4.7 km;方案二位于胶州市九龙街道胶州湾高速公路营海立交。方案一与青兰高速公路基本接近正交,高速公路综合运营里程较长,存在一定绕行。方案二紧贴省道布设,对于胶州城区规划影响较小,但路线压占S102沿线众多企业,且终点枢纽实施后将废除既有营海互通,影响较大。综上,推荐采用方案一。
考虑项目特点、难点、地形地貌、地质、构造物布设条件、地方政府意见、环境影响及对沿线社会经济影响等因素,挑选12段有比较价值的路段对路线方案进行同深度及定性比选。比较路线方案共14条(B1~B13线和B2-1线方案),路线总长166.488 km,占推荐路线总长的200.29%,其中同深度比较线占路线总长的30.075%。路线方案布设见图1。
图1 路线方案布设示意图
该段路线方案布设主要受在建G206新线、老G206、景芝互通、鹿村北墓群遗址、军事墓地、垃圾填埋场、动物无害化处理中心及沿线村庄控制。设计K线、B1线2种方案进行比选,其中:K线方案起于金冢子镇张家庄子村北侧,向东经万家庄村南至小河北南侧;B1线方案起于金冢子镇张家庄子村北侧,向东经临甘泉村旧址南侧、万家庄村南至小河北南侧。
K线方案与G206的交角为50°,采用主跨为65 m的桥梁通过;B1线与G206的交角为64°,采用主跨为60 m的桥梁通过。K线上跨位置位于老路段,距离平交口320 m,距离较远,对平交口通行、通视基本无影响;B1线上跨位置更靠近平交口,桥梁未侵入平交口通视三角区,但桥梁边线紧贴通视三角区一角,对通行安全存在影响。两方案的工程规模对比见表2。
表2 K线、B1线工程投资规模比较
K线在路线指标、桥梁工程规模方面不占优势,但其距离G206平交口较远,有利于平交口通行安全,且其拆迁规模较小,故推荐K线方案。
该段路线方案布设主要受地方路网布局、墨水河大桥、胶新铁路、冷库公司、胶西互通及沿线村庄分布控制。设计K线、B7线2种方案进行比选,其中:K线起于高密市后朱家集村北侧,向东经东冢子头村北,然后依次上跨胶高路、沂胶路,终于天仙屯村南侧;B7线起于高密市后朱家集村北侧,向东经东冢子头村东、西马戈庄村西侧后上跨S102,于天仙屯村南侧接K线。
(1) 平面指标。K线设置超高段落里程较短,平面指标较高;最大纵坡较小,纵断面指标较好。
(2) 对沂胶路两侧拆迁的影响。两方案均规避了植物油公司,但B7线压占冷库公司;K线为规避冷库和植物油公司,路线压占到2片墓地,经沟通,地方街道办认可K线方案。
(3) 对墨水河的影响。K线与墨水河河道正交,在河道较窄处设210 m桥梁上跨墨水河;B7线在河道较宽处设置240 m桥梁上跨墨水河,交角较大。从桥梁规模、防洪等方面分析,K线更具优势。
(4) 对东埠汉墓群的影响。东埠汉墓群遗址为青岛市级重点文物保护单位。B7线在遗址最宽处通过,压占面积26 250 m2,对3处已探明墓葬存在影响;K线向南移动,压占面积约18 000 m2,比B7线减少32%。经沟通,文物部门同意K线方案。
(5) 与胶新铁路的交叉条件。K线与铁路的交叉角度为109°,B7线与铁路的交叉角度为103°;K线与铁路交叉处铁路挖深较大,占地界较宽,为保证桥梁施工不侵入铁路用地,需更大跨径。
(6) 胶西互通布设条件。胶西互通主线纵面受胶新铁路控制。K线相对靠西,互通可向南移动,避开高填路段;B7线互通受输油管道控制,工程规模较大。K线胶西互通与输油管道交叉次数少,且相较于B7线可节约出入高速里程0.98 km。
(7) 两方案的工程规模比较见表3。
表3 K线和B7线方案的工程投资规模比较
K线桥梁规模大,里程长,但拆迁企业较少,对文物遗址影响较少,胶西互通布设条件相对较好,在政策处理方面具有相当优势,故推荐K线方案。
该段路线方案布设主要受地方路网布局、高压线、油气管线、互通及沿线村庄分布控制。路线起于东埠村东侧,向东南依次上跨胶新铁路、S102后终于S217。设计K线、B9线2种方案进行比选,其中K线为路基方案,B9线为桥梁方案。
(1) 平面指标。K线方案需设置超高段落里程较短,平面指标较高,最大纵坡较小。
(2) 构造物。K线桥梁长度1.47 km;B9线方案为全高架,桥梁长度7.2 km。但K线方案纵面受胶新铁路和现状地形因素制约无法降低。
(3) 对电力设施的影响。该段路线先后穿越4条220 kV高压线、2条550 kV高压线及风电场埋设的35 kV高压线。K线满足高压线净空要求,但需改移35 kV风机电线;B9线可通过设置保护构造物跨越风机高压线,但需迁改4条220 kV高压线路,成本较高,影响较大。
(4) 互通布设条件。B9线胶西互通主线为高架桥,桥梁规模大,可将互通移至东南象限,降低工程规模。但存在收费站距离高压线较近的问题,强电辐射较大,且与杜村互通净距进一步缩短至1.4 km,互通功能重叠性强,对主线行车速度和安全存在一定影响。
(5) 地方意见。服务地方经济发展是高速公路的一项重要功能。胶州市指出其境内高速路网密布,高速公路的封闭切割地块对地方经济发展的制约作用较强,对该段采用高架方案的诉求较强烈。
(6) 两方案的工程规模对比见表4。
表4 K线、B9线的工程投资规模比较
B9线为高架方案,工程投资较高。但从长远来看,通过一定的经济代价,可改善高速公路割裂地块的弊端,有效带动经济发展,给城市带来更大的发展机遇。从全局出发,推荐B9线方案。
该段路线方案布设主要受沈海高速公路、沿线地形控制。路线起于S217东侧,向东南依次上跨S217、沈海高速公路、九赵路后终于柏果树,全长5.200 km。设计K线、B13线2种方案进行比选,其中K线为上跨方案,B13线为下穿方案。
(1) 平面指标。两方案最小凹曲线半径和最小坡长选取略有差异。
(2) 工程规模及构造物。K线主线桥梁共4.27 km,B13线桥梁长度2.31 km,互通匝道桥K线比B13线长2.33 km。工程造价K线比B13线高1.8亿元。
(3) 对沈海高速公路的影响。该项目设置三里河枢纽互通与沈海高速公路衔接。沈海高速公路路基宽度28 m,路基填高约6 m。K线设置4 270 m特大桥上跨沈海高速公路;B13线对沈海高速公路主线及九赵路进行“路改桥”,在沈海高速公路上设置11×30 m桥梁上跨该项目主线及立交匝道。
(4) 互通立交布设条件。上跨和下穿沈海高速公路对枢纽互通方案的影响较大。K线高程较大,桥梁规模大;B13线互通立交2条半定向匝道由上跨改为下穿,整体桥梁规模比K线有所降低。
(5) 保通方案。K线对沈海高速公路主线基本无影响,可考虑预留沈海高速公路八车道建设条件;B13线需对沈海高速公路实施“路改桥”,为避免工程浪费,拟按八车道桥梁一次实施完成。先实施青岛—烟台、烟台—青岛、潍坊—日照、日照—潍坊4条匝道,并连接右转匝道与左转半定向匝道作为沈海高速公路保通车道,然后封闭沈海高速公路主线实施改造。
(6) 地方意见。胶州市认为该项目对其城市割裂作用明显,采用主线上跨方案,便于沟通主城区与上合示范区,不同意下穿沈海高速公路方案。
B13线虽然桥梁规模较小,工程造价低,但其不满足胶州市的要求,且对现状沈海高速公路和地方道路的通行影响较大。综合考虑,推荐K线方案。
随着地方经济的发展及土地政策的日趋完善,平原区高速公路总体设计难度逐步增大。济南和青岛作为山东省的政治中心、经济中心,沿线经济发达,人口稠密,控制因素众多,高速公路选线应从环保、安全、政策、地方意见、可实施性与可持续性等方面统筹考虑。该文通过对济青中线高速公路潍青段总体设计和路线方案的比选,为类似区域公路选线提供思路和参考。