(云南省交通规划设计研究院有限公司 昆明 650000)
摘 要:老挝磨丁至会晒高速公路(以下简称“本项目”)位于老挝琅南塔省、波乔省境内,是亚洲公路网AH3的重要组成路段,项目建成后实现老、中、泰三国的高效互联互通,是中国—中南半岛国际经济走廊西线运输大动脉的重要组成路段,项目路网地位极其重要。本文主要针对本项目路线穿越BMT煤矿段存在的复杂情况,进行了路线方案的深入比选研究。在方案比选研究过程中综合考虑了地形地质、工程经济性、道路安全性等多种因素,经过综合比选论证后,最终确定项目穿越BMT煤矿段的路线方案。
关键词:老挝磨丁至会晒高速;BMT煤矿;路线方案比选
1、引言
本项目施工图阶段的路线方案比选主要针对项目的重点、难点路段。老挝磨会项目多为山地,且多被森林覆盖,有“印度支那屋脊”之称,属中切割中山、浅切割中低山和低山丘陵地貌,各地貌单元相互穿插,构成了线路复杂的地貌类型,项目区域内地表水极为丰富,水系分布呈树枝状,溪沟水流源短、量小,各河流流量变化较大,河流洪、枯期流量相差1~2个数量级,对选线有较大影响。同时沿线经过了较多的城镇村庄,地方风俗丰富多样,施工图阶段在重要路段的路线方案比选过程中,充分结合现场调查及详勘成果,统筹土地资源分布,城镇规划、地方习俗、工程经济等因素,结合进行综合分析比选论证后,确定路线推荐方案。
2、项目概况
老挝磨丁至会晒高速公路(以下简称“本项目”)位于老挝琅南塔省、波乔省境内。项目起点位于老挝磨丁口岸。项目止点位于老挝会晒口岸。项目主线全长180.985km,采用路基宽21m,双向四车道高速公路标准,设计速度80km/h。
项目区域内多为山地,且多被森林覆盖,有“印度支那屋脊”之称,属中切割中山、浅切割中低山和低山丘陵地貌,各地貌单元相互穿插,构成了线路复杂的地貌类型,项目区域内地表水极为丰富,水系分布呈树枝状,溪沟水流源短、量小,各河流流量变化较大,河流洪、枯期流量相差1~2个数量级;沿线自然资源丰富,民族、地方习俗多种多样。
3、路线穿越BMT煤矿初步方案拟定
1)工程方案初步设计线位(图中紫线):
项目在工程方案初步设计阶段,结合地质初勘勘测成果,发现工可路线(图中黄线)穿越了BMT煤矿(煤矿公司名称)3号规划开采区,随即对线位进行了优化,优化为紫色的工程方案施工图线位,沿煤矿探矿区边缘布线,避让煤矿开采矿坑。
2)调整后施工图设计线位(图中红线):
在施工图外业勘测阶段,结合详勘成果发现且处于上第三系盆地和白垩系地层交接处,地质构造复杂,后期施工困难,且易产生地质灾害,随即对线位进行了优化调整,优化为红色的施工图K线,该线位靠近AH3公路,避让了煤矿所有开采区域,该方案工程规模小,地质构造简单。并且,后期考虑采矿运输、村民耕种,路线设置了多处通道和桥梁。
3)与当地相关部门沟通:
经过相关会议会议讨论及现场踏勘,目前的推荐K线虽不在开采规划范围内,但依然压覆矿产,该公司计划开采3号矿坑时,将从1号矿坑靠近AH3公路的位置开始,将老路挖断,向3号矿坑区域开挖(如上图白色箭头所示),如我们路线按照目前方案建设,会影响煤矿的开采;若路线依然采取此方案建设,需对整个煤矿进行赔偿。且路线若采用目前方案,正在开采的1号矿坑因存在采空区距离路线较近的缘故,亦有可能对路基产生影响。
4、路线方案初步比选
结合会议讨论结果,针对K94+500~K103+560穿越煤矿区域段进行路线方案优化,进一步拟定了下图所示的A、B、C、D四个比较方案。
A线(图中蓝线):
A线方案,如上图蓝线标识方案,该方案桥隧比最高,有2个隧道(长隧道1194m、中隧道648m),但该方案平面指标最高、距离探矿区边界最远,距探矿区边缘最近距离75m ,采取此方案,后期运营安全性、行车舒适性会更好,且完全避让煤矿探矿区域。
B线(图中紫线):
B线方案,如上图紫线标识方案,该方案在A方案的基础上,通过减小平面半径进行展线,通过桥换隧的方式,将第一个长隧道减短为475m连供短隧道,减少了隧道工程,该方案平面指标较A线低,采取此方案,投资会较A线有所减少,且完全避让了煤矿探矿区域,距探矿区边缘最小距离75m。
C线方案(图中绿线):
C线方案,如上图绿线标识方案,该方案在B方案的基础上,通过减小平面半径进行展线,通过桥换隧的方式,取消了第一个隧道,采用深挖方及桥梁通过,减少了隧道工程,该方案平面指标较B线低,且较K线绕长最多(绕长368m),采取此方案,投资会较B线有所减少,虽该方案完全避让了煤矿探矿区域,但距离探矿边界较近,距探矿区边缘最距离小65m,桥墩还处于坝区,3号煤矿开挖可能对路线造成一定影响。
D线方案(图中黑线):
D线方案,如上图黑线标识方案,该方案在原初设线位基础上进行了优化,为沿坝区山脚展线的方案,该方案桥隧比最低,仅有1座480m连拱隧道,工程规模最小;采取此方案,投资最少,该方案虽完全避让了3个采矿区域,距3号矿坑边缘最小距离90m,但路线依然位于BMT公司的探矿区域内,依然存在赔偿BMT公司的问题,且距离3号煤矿开挖区较近,结合目前AH3公路的病害情况,后期开采可能对路线造成一定影响。
方案主要工程规模数量对比表
项目 | 单位 | K线 | A线 | B线 | C线 | D线 |
路线总长 | 公里 | 9.06 | 9.03 | 9.06 | 9.27 | 9.00 |
平曲线最小半径 | m/处 | 720/1 | 1100/2 | 750/1 | 720/2 | 725/1 |
最大纵坡 | % | 2.9/1 | 2.8/1 | 2.2/1 | 1.9/1 | 2.5/1 |
隧道(整幅) | 米/座 | 0 | 1842/2 | 1090/2 | 640/1 | 480/1 |
桥梁(整幅) | 米/座 | 2732/11 | 3402/12 | 4150/16 | 4745/16 | 3775/9 |
桥隧比 | % | 30.2 | 58.1 | 57.8 | 58.1 | 47.3 |
综上,可看出,D线方案,隧道最少,桥隧比最低,里程最短,投资最少;但是依然存在赔偿BMT公司的问题,且后期3号煤矿区开挖会对路线造成影响,不推荐采用。C线方案,桥隧比与A、B方案基本相同,因采取桥换隧的方案,隧道最短,投资比A、B方案低,但线形指标较低,且距离采矿边界较近,后期3号开采区开采亦会对路线造成影响,不推荐采用。目前,将对A、B两方案进行更细一步的对比,择优推荐。
5、路线方案详细比选
(1)A、B线地质比选:
A方案完全脱离了上第三系盆地,地层为侏罗系泥岩、白垩系泥质砂岩,A方案地层岩性简单,构造简单。B方案位于上第三系盆地边缘,地层多为第三系弱胶结泥质砂岩、粘土岩、弱胶结卵石土、坡积碎石土层,下部可能压覆煤层,开挖边坡多顺层,地下水丰富,易形成顺层滑坡。B方案与A方案比较,岩性复杂、构造复杂,地下水丰富,局部可能压覆煤层,挖方段易发生顺层、膨胀土、煤系地层等滑坡。
(2)A、B线工程规模比选:
项目 | 单位 | K线 | A线 | B线 | K线-A线 | K线-B线 | A线-B线 |
起讫里程 | K94+500~K103+560 | AK94+500~AK103+530 | BK94+500~BK103+556.118 | -- | -- | -- | |
路线总长 | 公里 | 9.06 | 9.03 | 9.06 | +0.03 | -- | -0.03 |
平曲线最小半径 | m/处 | 720/1 | 1100/2 | 750/1 | -- | -- | -- |
最大纵坡 | % | 2.9/1 | 2.8/1 | 2.2/1 | -- | -- | -- |
土石方 | 千m³ | 2595.85 | 3232.49 | 3053.13 | -636.64 | -457.28 | +179.36 |
路基防护工程 | 千m³ | 257.33 | 181.89 | 159.06 | +75.44 | +98.27 | +22.83 |
路面 | 千㎡ | 122 | 72.03 | 74.09 | +49.98 | +47.91 | -2.07 |
挡土墙 | 千m³ | 63.56 | 31.79 | 18.47 | +31.78 | +45.09 | +13.32 |
隧道 | 米/座 | 0 | 1842/2 | 1090/2 | -1842/-2 | -1090/-2 | +752/0 |
桥梁 | 米/座 | 2732/11 | 3402/12 | 4150/16 | -670/-1 | -1418/-5 | -748/-4 |
建安费 | 亿元 | 6.1 | 9.1 | 8.9 | -3 | -2.8 | +0.2 |
(3)结论:
综上,K线方案造价为6.1亿元,A线方案造价为9.1亿元,B线方案造价8.9亿元;K线工程造价为最优方案,但采取K线方案,需要赔偿BMT未开采的2、3号矿坑煤矿9.65亿元(预估),且占用煤矿资源,影响能源利用,对沿线地方发展不利,因此,不推荐K方案;A线方案虽造价比B线方案高0.2亿,但A线方案线形指标高,里程短,地质构造情况较为简单,施工方便;B线方案地质复杂,不良地质较多,连拱隧道施工难度大,后期养护费用高;从远期运营、行车舒适安全性等各方面考虑,推荐采用A方案为推荐方案。
6、 结语
本项目路线因路网布设缘故,需沿BMT煤矿探矿区域附近布设。在路线布设过程中灵活运用技术指标,征询沿线相关部门意见,最大限度避让煤矿区域,降低对沿线村庄的影响,兼顾工程安全性及经济性、以及当地发展。经综合方案详细比选后,确定施工图设计推荐路线方案,尽量减少各方面的影响,同时也提高了工程安全性。
参考文献
[1] 杨思怀,澜沧至孟连高速公路起点段路线方案比选[J].中国建设信息化,2022年第27卷3月第5期.
[2] JTG D20—2017,公路路线设计规范[S].