成都第三绕城高速公路与多条铁路交叉方案分析

丁 可

（四川省交通运输厅交通勘察设计研究院，四川 成都610017）

0 引言

成都经济区环线高速公路简阳至蒲江段（以下称“成都三绕南段”或“本项目”）是《四川省高速公路路网布局规划》（2011.01）成都平原城市群的城际交通网络“蒲江—彭山—简阳—中江”高速公路中的一段。项目起于成安渝高速简阳市禾丰镇，经仁寿县、彭山县、眉山东坡区、蒲江县，止于蒲江县天华镇与成雅高速相交。经过的地区多是人口众多，经济实力较强，较发达的地区之一。本项目全长127.437km，双向六车道高速公路，设计速度为100km/h，路基宽33.5m，桥隧比为26.9%，总投资为157.749 亿元，平均每公里造价为12 379万元。

1 本项目与多条铁路、公路交叉方案

1.1 交叉方案的控制因素

本项目在可研阶段与在建成绵乐客运专线铁路、已建成昆铁路、拟建成康铁路、已建成乐高速公路发生交叉干扰。其控制因素包括以下方面。

（1）根据四川省高速公路网规划、地方城市规划及本项目对经济带动作用等综合因素的分析，本项目大的路线方案只能从既定的区间附近经过（见图1）。

图1 路线方案示意图

（2）成绵乐为设计速度目标值300km/h，无砟轨道铁路客运专线。根据铁道部文件《关于铁路工程设计线路交叉跨越有关规定的通知》铁建设[2010]146 号文，应尽可能采用下穿客专铁路方式，并应做好公路的防护措施。本项目路线方案，平面从成绵乐客专铁路最后一跨桥孔下穿越而过，向南5km范围再无可供高速公路下穿的桥梁孔径，因此，无法再向南调整平面线位。

（3）本项目平面线位以北，已建成昆铁路、拟建成康铁路均为填方路基，而成绵乐客专与成昆、成康铁路平面距离更小，若要实现先下穿成绵乐客专后再上跨成昆、成康铁路就越困难。如再继续向北调整，成绵乐、成昆、成康三条铁路完全紧排并行，且均为填方路基，更难实现下穿穿越。

（4）目前成绵乐客专的桥梁已施工完毕，跨径采用33m，扣除桩基和承台宽度后该铁路桥梁净宽只有27m。本项目平面线形与成绵乐客专交角必须大于75°，才能采用分离式路基下穿客专已建桥跨。受此影响，本项目平面调整余地非常有限。

1.2 交叉方案的拟定

1.2.1 下穿成绵乐客专后，上跨其余铁路、高速公路

本项目在与成乐高速公路交叉处需设置枢纽互通立交，以实现本项目与成乐高速公路的交通转换。因此，该工点平、纵面设计指标还受互通式立交线形指标控制。根据《公路路线设计规范》（JTG D20—2006）11.1.9 条：当设计速度为100km/h 时，凹曲线采用极限半径8 000，凸曲线采用极限半径15 000，纵坡采用最大值2%。在本项目下穿成绵乐客专后，全部采用极限指标，尽可能抬起设计标高的方案满足成昆铁路、成乐高速公路的上跨净空要求，但比上跨成康铁路的净空标高要求仍低3.8m。成康铁路自身也将上跨已建成昆铁路、已建成乐高速公路，若成康铁路设计标高下降3.8m，将不满足其自身上跨成昆铁路的净空要求。因此，该方案可行性较小。

1.2.2 下穿所有被交铁路、高速公路

该方案在下穿成绵乐客专后，以挖方路堑方式下穿其他被交铁路、公路。其中，成绵乐客专和成康铁路为桥梁，其余被下穿的成昆铁路、成乐高速公路均为填方路基。该方案路堑长达1 600m，优点是下穿了所有被交道路，无设计高程和跨越净空影响。但该方案存在以下问题。

（1）该方案主线路堑长1 600m，下挖深度达8～9m，设计高程最低点416.1m，低于岷江（岷江距离该工点仅3.9km）百年一遇洪水位418.4m。且与成乐高速公路交叉处主线下挖最深处达9.3m，导致成乐枢纽互通主线，所有匝道均为挖方路堑形式，互通区大部分坡面汇水都向主线凹曲线最低点汇聚。若遇暴雨，将在短时间内集中汇水至凹点附近，淹没高速公路路基，该方案给运营带来较大的安全隐患。该地区百年一遇暴雨小时量为94.5mm/h，根据《公路工程水文勘测设计规范》（JTG C30—2002）计算，汇入高速公路凹曲线最低点流量约为14m3/s，即每小时有50 000m3水量汇入凹曲线最低点。若不及时排水，将在1h 内淹没本项目高速公路长770m，最深处积水达3.3m。若采用市面上购买的功率355kW 排污泵，每小时每台水泵抽水约7 000m3（生产厂商提供数据），至少需要该型号水泵7 台，外加2～3 台应急备用，共需该型号水泵10 台。每逢大暴雨，将开启部分或全部水泵排出高速公路路堑范围内的积水。这给道路建成后期运营、管理带来较大安全隐患，行车安全难以保证。

（2）成乐高速公路与本项目交叉处为填方路基，下穿路基将对成乐高速公路运营产生很大干扰，影响范围较广。需开挖成乐高速公路至本项目设计标高，然后进行开挖段路基改桥施工，以满足本项目下穿净空要求。施工期间，原成乐高速公路将采取交通管制并临时改道绕行，由于原成乐高速线形在该工点附近非常顺直，改道绕行长度涉及里程较长、投资较大、影响时间较长。

综合考虑上述的排水安全隐患，该方案可行性较小。

1.2.3 采用桥梁上跨所有被交铁路、高速公路

该方案保持平面线位不调动，通过提高本项目设计标高，采用桥梁形式全部上跨被交铁路、公路。本桥为特大桥，全长4 242m，在可研阶段跨越成绵乐客专时，采用2m×70m预应力混凝土T型刚构跨越；采用56m+100m+56m连续刚构桥梁同时跨越成昆、成康铁路。引桥采用25m简支T梁，最大桥高23m，下部结构桥墩采用圆柱式墩，桩基础，两岸桥台均采用重力式U型桥台，扩大基础。

该方案的优点是合理解决了与本项目交叉的铁路、公路在设计高程、排水、相互干扰等问题，方案在技术上可行。但目前国家对公路等构造物上跨高铁（客专铁路）审批严格，需有完善的设计和施工方案，确保高铁（客专铁路）安全性的可靠措施。为此，针对上述跨越成绵乐客专方案，对桥梁跨越时安全措施进行了分析。

2 桥梁跨越客专铁路的安全措施分析

2.1 技术标准

（1）设计速度：100km/h。

（2）桥梁设计荷载：公路—Ⅰ级。

（3）地震动峰值加速度0.1g，抗震设防烈度Ⅶ度。

（4）桥梁设计安全等级：一级。

（5）桥梁设计洪水频率：1/300。

2.2 安全措施

为保证被交叉铁路的行车运营安全，同时确保跨越铁路的桥梁施工安全，结合施工的具体情况，建议采取以下措施。

（1）施工前应做好与铁路部门的充分协调工作，避免在列车运行高峰时段施工，采取完善的交通安全标识、标牌等警示措施。同时，列车通过施工路段也应提前鸣笛、减速缓行。

（2）桥梁外侧采用双重SS 级防撞护栏，以防止物体掉落、车辆冲逸（见图2）。

图2 双重防撞护栏示意图（单位：cm）

（3）异物侵限监测：按照铁道部运输司2010年739号文（关于印发《高速铁路防灾安全监控系统——公跨铁立交桥异物侵限监测方案》的通知）的要求，在被交叉铁路跨线桥外侧安装异物侵限监测装置（见图3）。若有需要可在该工点区域附近安装视频监控设施，并派专人值守，全天候监测该区域范围内的任何异常情况，建立警民联动安全体制，确保铁路运营安全。

图3 异物侵限监测示意图（单位：cm）

（4）根据铁道部工程设计鉴定中心（鉴综电[2010]455 号）文，公路桥梁上跨客运专线铁路时，应采用桥梁转体施工（见图4）。2014 年1 月14 日，武汉姑嫂树立交桥在京广高铁头顶跨越11 股铁路线，逆时针转体角度106°，转体重量达到17 300t，创下单个转体重量亚洲第一、世界第二的纪录。而桥梁下方的京广高铁全程保持畅通。

图4 桥梁转体施工示意图

（5）上部结构施工时，应采用密目网包裹，防止零星部件或材料掉落到铁路上，对铁路行车造成安全隐患。

（6）钢管桩隔离防护：公路桥墩承台基坑开挖前，先采用三排钢管灌注桩将公路跨线桥基础与被交叉铁路路基隔离，以减小公路桥墩施工对铁路路基的干扰。

（7）承台基坑开挖后，在基坑顶设置挡水埂，并在挡水埂顶用彩条布遮盖，防止雨水等冲刷。承台施工完后，对基坑进行分层回填、碾压密实。

（8）桥梁施工完后，须经过有关安全性评估、监测可行后方可开通使用。

2.3 与被交铁路的影响

跨越成绵乐客专的桥梁在建成后，此处铁路路基的工后沉降应满足《高速铁路设计规范》（TB 10621—2009）的规范要求。铁路路基处附加沉降控制在15mm以内，不均匀沉降产生的铁路路基折角不大于1‰，避免不均匀沉降给成绵乐客专铁路带来危害，其施工工艺和施工监测要求较高。本项目经与地方政府、公路、铁路等部门的多次深入沟通协调，由铁路部门对成康铁路作出了重大方案变更，使成康铁路不与本项目发生交叉干扰。这样才使本项目最终得以顺利下穿成绵乐客专铁路，再上跨成昆铁路、成乐高速公路。

3 结语

随着我国经济的高速发展，基础设施建设日益增长，各地高速公路、铁路、城市道路的路网布局越来越密集，不可避免的产生相互交叉、干扰问题。应在确保行车安全的前提下，合理选用交叉方案，尽可能完善设计措施、加强施工安全监管、排查安全隐患，减少不必要的社会经济损失。

[1] JTG D20—2006，公路路线设计规范[S].

[2] JTG/T F50—2011，公路桥涵施工技术规范[S].