洛栾高速嵩县至栾川段建设项目设计方案.docx

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洛栾高速嵩县至栾川段建设项目设计方案

洛栾高速嵩县至栾川段建设项目设计方案

一、项目概况

1.1项目功能及定位

洛阳至栾川高速公路嵩县至栾川段（以下简称“嵩县至栾川高速公路”），是河南省2010年计划开工的重点高速公路项目。

项目起自“豫西山水画廊”嵩县，接同期规划并正在实施的洛阳至嵩县高速公路，止于栾川县庙子乡河南村北侧，接拟建的武西高速尧山至西峡段，路线全长67.283km，计入庙子枢纽立交长度500m，路线全长67.783km。

洛阳至栾川高速公路是河南省高速公路网规划中的重要干线，与区域内洛阳绕城高速、连霍高速、郑少洛高速、二广高速、武西高速互联成网，并先后与多条省道、县道相交；本项目的修建将为通道内洛阳市旅游业、花卉景观及工矿能源产业、伏牛山地区的地质科考及旅游业、伊川县的工矿业、嵩县的旅游及工矿业、栾川的旅游及矿业提供一条快速便捷的通道，同时有效补充、完善河南省高速公路网络、拉动豫西南山区区域经济的快速发展，及时适应项目通道内社会、经济、旅游事业发展的需求。

1.2项目起终点，走向及主要控制点

路线起点位于嵩县纸房乡，接在建的洛阳至嵩县高速公路段终点；路线向西南前进，跨五道沟和伊河后从胡岭和古山岭中间穿过，经山峡、任岭北至旧县镇北设旧县服务区（与旧县互通合并设置）；在练沟门处设九龙山立交连接省道S322；路线经河西村北，进入五成沟，设狮子坪隧道；在大清沟设重渡沟互通立交实现高速公路与重渡沟旅游区的交通量转换及连接谭卢公路；路线于K125＋600与洛栾快速通道（S249）相交，设栾川互通式立交实现高速公路与洛栾快速通道的交通量转换；在河南村南侧与规划武西高速相连（尧山至西峡段），设庙子枢纽立交。

项目路线全长67.283km。

路线中间控制点有：

嵩县纸房乡、旧县镇、九龙山、潭头镇、马路湾、大清沟、庙子乡等。

1.3技术标准

省发改委项目核准批复，嵩县至栾川高速公路采用双向四车道高速公路标准，设计速度为80km/h，路基宽度24.5m，分离式路基宽度12.25m。

桥涵设计汽车荷载为：

采用公路—Ⅰ级；主线下穿分离式立交、机耕天桥采用公路—Ⅱ级。

设计洪水频率：

特大桥为1/300，路基、大中小桥和涵洞为1/100。

其它技术标准按部颁《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）要求执行。

1.4建设规模

《初设》推荐方案路线全长67.283km。

全线土石方11663.803千m3；共设特大、大中桥21822.12m/77座，隧道9980.5m/21座，涵洞45道；互通式立交5处，分离式立交2座，天桥20座，通道21道；服务区1处，停车区1处。

1.5土地使用

推荐方案全线永久占地5951.073亩（不含庙子立交占地），平均每公里用地5.897公顷，满足公路建设用地指标要求（山岭区4车道高速公路建设用地高指标为9.687公顷，中指标为8.8776公顷，低指标为5.951公顷）但土地预审本项目永久占地267.31公顷（4009.65亩），初步设计永久占地超土地预审太多达1941亩，应重新办理有关手续。

二、初步设计对项目核准批复意见执行情况

2.1本项目初步设计技术标准和建设规模完全执行项目核准批复意见。

2.2项目起、终点、走向及主要控制点与项目核准批复一致。

2.3路线设计方案对工可报告路线方案进行了优化。

2.4执行了核准批复的沥青混凝土路面结构。

2.5推荐方案概算总金额为625139.2414万元，平均每公路公里9222.6552万元。

项目核准批复估算总金额为59.08亿元，初步设计概算超5.7%。

原因分析：

2.5.1路基工程工可估算57938万元，初步设计概算61387万元，增加3449万元。

主要原因是初步设计采用框架梁挂网防护，混凝土单价高；边沟设计更详细、并增加了挡土墙设计，单价高。

2.5.2路面工程工可估算22659万元，初步设计概算27298万元，增加4639万元。

主要原因是工可桥面沥青混凝土铺装已计入桥梁，初步设计路面工程含沥青混凝土桥面铺装。

2.5.3桥涵工程工可估算215671万元，初步设计概算226198万元，增加10527万元。

主要原因是工可桥梁、涵洞指标偏低。

2.5.4隧道工程工可估算79144万元，初步设计概算85251万元，增加6107万元。

主要原因是隧道长度增加1015m。

2.5.5交叉工程及沿线设施工可估算36488万元，初步设计概算70377万元，增加33889万元。

主要原因是由于本项目地形复杂，互通式立交工程量大，桥梁增加较多。

分离式立交增加690m。

通道增加22道。

工可估算停车区、服务区费用按公路公里指标计算，初步设计对服务区、停车区进行较为详细的设计，工程量增加较大。

三、对初步设计的总体评价及存在的主要问题

3.1对初步设计的总体评价

初设阶段设计单位收集了项目的基础资料，路线、路基、路面、桥涵、隧道、路线交叉等专业的工程方案进行了比选，推荐的方案基本合理，图纸基本齐全，符合交通部有关《公路工程基本建设项目文件编制办法》的规定。

本项目初步设计按照项目工可报告推荐的路线控制点布线，局部进行了优化，路线起终点及主要控制点，技术标准符合省发改委对本项目核准批复。

初步设计中本项目开展了有关环评、水保、压矿、地质等专项评价工作，测设过程与地方政府、城镇规划、公路、电力等部门进行了联系，收集了与项目有关的基础资料。

3.2下述问题应进一步落实

3.2.1补充文件第一册缺说明书，应交代补充文件编制的理由，补充的内容及同原设计文件的关系。

3.2.2补充文件主要技术经济指标表与汇报简本和原设计文件的工程数量相差较多，如推荐方案：

工程名称

补充文件

汇报简本

原设计文件

借土石方总量

64.86万m3

44.76万m3

64.86万m3

弃土石方总量

433.08万m3

433.08万m3

特大桥

360m/1座

360m/1座

900m/2座

大桥

21642.76m/70座

20983.5m/70座

21012.6m/69座

中桥

478.62m/6座

478.62m/6座

478.62m/6座

不知差异的原因，以谁为准。

3.2.3按补充文件的资料，桥梁初设为22481.38m/77座，项目核准工可为25452.2m/91座，初步设计减少2970.82m/14座，隧道增加1015m/9座，说明中应指出变化的原因。

3.2.4全线借土64.86万m3设4处取土场，弃方433.08万m3设20处弃土场，下阶段应加强取、弃土场设计，并从景区的环境要求、山区取弃土场的环保、行洪安全、土地使用和复耕综合考虑。

3.2.5项目通过路线方案比选初步设计推荐K＋C＋K线作为推荐方案，总说明中应给出全线推荐方案的贯通桩号，实际为K61＋800～K110＋400＝CK110＋400～CK116＋668.158=K116＋785.607～K129＋535.133。

同时对分离式路基的桩号也应在说明中列表描述就更直观和清楚（隧道表中列出了L线隧道长度桩号）。

3.2.6路线14次跨越伊河，洛阳市水务局[2010]10号文提出“根据国家相关规定，渋河建筑物的建设在项目可行性研究报批时，须委托有水利设计资质的设计单位做工程项目的防洪影响报告”。

初步设计文件说明中也提出“大桥桥位及孔径需进一步征得水利主管部门的书面同意。

未见正式批复文件，应按批复要求完善相关设计，保证行洪安全。

3.2.7根据《洛阳至栾川高速公路嵩县至栾川段压覆矿产资源报告》，本项目工可报告推荐方案压覆沿线矿产资源探矿权17处（刘坪跨一金矿），应加强与地方政府及探矿权、矿产权部门进一步协商，落实国家压覆矿产资源的相关事宜，办理正式许可手续。

3.2.8本项目核准批复时同意全线设服务区1处，停车区处。

在建的洛阳至嵩县高速公路K49＋700～K50＋700间设有陆浑服务区。

根据本项目走廊带地形复杂的情况和高速公路沿线服务设施设置的间距要求，在K82＋950设置嵩县停车区，将服务区设置在旧县与旧县互通合并设置最为经济合理，但两者间距才8km，会造成进过服务区的车辆不会再进停车区或者不进停车区直接到服务区的情况。

不能充分发挥停车区的功能和效益最大化，国内也有不少停车区不起作用的实例，同意设计单位建议取消停车区的方案。

应将旧县服务区和互通合并绘制平面布置图。

3.2.9本项目推荐线纵面设计纵坡较紧，也有长大坡路段，下阶段应结合路基设计和废方使用，有条件的路段增设紧急避险车道或港湾式紧急停车带，进一步保障行车安全。

3.2.10重视安全设计，对穿越嵩县永联民爆公司炸药库路段要满足相关规范的要求，路线附近有中迈矿业有限公司尾矿库及栾川互通区内两个尾矿库，存在很大安全隐患路段，应进一步研究优化线位，提出避让比较方案；如不能避让应进行专项论证，采用相应的工程措施。

3.2.11主线与干线公路、县乡道路交叉的净空（高）应符合地方路网的规划，通道、天桥的设置应以方便沿线群众生产生活为前提。

3.2.12抓紧办理地质灾害危险性评估，地震安全性评价的评审、批复工作。

四、路线

4.1基本评价

4.1.1路线起点

初设推荐路线方案起点（K61＋800）位于嵩县城东、纸坊乡后地村东北，顺接在建的洛阳至栾川高速公路洛阳至嵩县段终点，符合工可批复意见，是合理的。

4.1.2路线终点

初设推荐路线方案终点（K129＋535.133），位于栾川县庙子乡河南村南侧，在庙子枢纽互通式立交处与规划建设的武西高速公路尧山至西峡段相连,符合工可批复意见，基本合理；但应在庙子枢纽互通式立交的位置及方案确定后终点位置方能准确定出。

庙子互通式立交为尧山至栾川段高速公路与嵩县至栾川高速公路的枢纽立交，此立交位置决定两项目的终点位置，而该立交由尧山至栾川项目负责设计，建议两项目公司就该枢纽互通式立交的位置和型式达成书面意见，以确定两条高速公路的终点位置和路线长度。

4.1.3路线方案

本项目《初设》按工可报告推荐的路线控制点布线，推荐方案走廊带与可行性研究报告基本一致，并在工可推荐方案的基础上通过测量、地勘、外业调查，对总体方案进行了调整和优化，深度基本满足初步设计阶段的要求，路线总体方案基本合理。

4.1.4文字说明和图表内容基本完整，基本满足《公路工程基本建设项目文件编制办法》的要求。

4.1.5说明中对崩塌、滑坡、泥石流、尾矿库及采空区等不良地质的成因及应采取的措施进行了论述，但没有具体说明不良地质的位置和设计中采取的技术措施，应补充。

4.1.6说明中对项目沿途距路线较近的王坪小学、栾川县大清沟钼多金属矿区、金牛岭水库等环境敏感区进行了合理避让，应在路线方案平面图中标出。

4.1.7沿线军事区、景区众多，应在路线方案平面图中标出，并说明对其是避让还是穿越。

4.1.8应补充路线对大鲵保护区的影响。

4.2路线方案比选

根据工可阶段确定的路线走廊带，综合考虑影响本项目的主要控制因素，设计单位先后提出7条比较线，总长83.63km，其中定性比较42.97km，同等深度比较线（AK、BK、K）长33.66km（占推荐线长度的50%），AK、BK、K与推荐方案比较结论如下：

4.2.1AK与K线比选

路线在K74＋000～K74＋130段左侧80m为中迈矿业有限公司厂区，K74＋260左侧有中迈矿业有限公司的尾矿库。

AK线在AK73＋300～AK73＋350需要穿过河南永联民爆公司嵩县分公司炸药库，针对K与AK的平纵面线形、工程规模及造价进行同深度比较。

与AK线相比，K线里程短220m，桥梁长127.69m，隧道短1148m，造价低3649万元，同时避免了炸药库的拆迁和即使拆迁又无处选址的困难，审查同意K线为推荐方案。

同时，必须注意K线在尾矿库下游且距离较近，虽然设置了5×50预应力连续T梁跨越尾矿库，仍存在很大的安全隐患，建议路线尽量左移并加大桥梁跨径。

4.2.2BK与K线比较

针对BK线里程较短、占地少的特点与K线进行比较，BK线起于下湾村附近，在旧县镇东南侧向南跨越伊河，设旧县互通式立交与旧县镇沟通，在BK107＋839.671处与K线汇合。

经与K线同深度比较，BK线里程短1.46km，占地少687.42亩，桥梁短404m，隧道长2494m，造价低428万元，但K线所串连的重要乡镇和风景区明显多，对旧县镇、九龙山温泉度假村和谭头镇及谭头镇工业区的经济发展的带动作用更大，而BK线与沿线金银矿干扰较大，审查同意K线为推荐方案。

4.2.3CK与K线比较

K线在K110＋400～K116＋785.607段4次跨越伊河，并穿越栾川县弘博矿业钼多金属矿区，同时在K115＋680处与山羊圈村附近的水电站进水隧洞有干扰。

而CK线绕开了金属矿区和水电站进水隧洞，CK与K线相比里程短117m，占地少6.195亩，土石方少48.8万m3，桥梁短752m，隧道长1177m，造价省8476万元，审查同意CK线为推荐方案。

4.3路线平纵面设计

4.3.1平面线形

全线共设平曲线57处，平均每公里0.84处，最大圆曲线半径5000m，最小圆曲线半径500m，缓和曲线最大长度300m、最小长150m，反向曲线间最小直线长度160m，同向曲线间最小直线长度644.091m，导线最大偏角116°26′34″，最小偏角5°40′29.5″（平曲线长396.18m），平曲线占路线全长的93%。

审查认为，平面线形指标的应用及组合基本满足规范要求，圆曲线最小半径大于规范要求的一般值，平面线形连续、均衡，基本与地形相适应。

4.3.2路线纵断面

《初设》路线推荐方案全线共设变坡点123处，平均每公里1.82处，平均坡长547m，全线最大纵坡4.9%，最小纵坡0.3%,最大坡长1399.801m，最小坡长300m，最小凹形竖曲线半径8000m，最小凸形半径12000m，最小竖曲线长度148.571m，竖曲线占路线全长的76.92%。

审查认为，纵面线形各项指标的选用基本符合规范要求，平纵面线形组合基本得当，但纵坡比较紧张，3%以上坡度达34处，总长19.579km，占全线总长的29%，建议进一步优化纵面设计。

4.3.3L3K100＋980～L3K104＋690段长3710m，高差106.9m，平均纵坡2.88%（其中L3K101＋462～L3K104＋690为狮子坪隧道，隧道内有两段2.95%纵坡（接近规范值最大纵坡值3%），分别长900m和990m（接近规范值最大坡长1100m））。

该路段接近《公路路线细则》中连续长陡下坡段的界定标准（坡度3%坡长大于3500m时应设避险车道），建议在该段下坡段的底部设置避险车道。

4.3.4设计单位所做的运行速度验算结果表明，大货车的运行速度介于55km/h～75km/h之间，小客车的运行速度介于92km/h～120km/h之间，审查认为：

同意设计单位不设爬坡车道的结论，但应设限速标志、测速器和摄像装置等限制小客车的超速。

4.3.5路线平面图中多处曲线要素标号与直曲一览表标注不一致，如JD53的HY点标号为HY55,JD55的HY点标号标为HY57等，应改正。

4.3.6路线平面图中平曲线一览表中的A值不应取整数，如JD53的A1值为474.3416，但此表中为A1＝474，大多数均存在此问题，应改正。

4.3.7规范要求：

同向竖曲线间，特别是同向凹形竖曲线之间，如直线段接近或达到最小坡长时，宜合并设置为单曲线或复曲线。

本项目设计中，SJD38与SJD39间，CK线的SJD2与SJD3间直线长度小于200m，应调整。

4.3.8规范要求：

应在反向竖曲线间设置直坡段，本项目设计中，SJD2与SJD3间、SJD5与SJD6间、SJD57与SJD58间、SJD59与SJD60间、SJD66与SJD67间直线长度过短，应调整。

4.3.9《公路工程技术标准》规定，桥上纵坡不宜大于4%。

K80+871刘坪3号大桥桥上纵坡4.9%大于4%,应调整。

4.3.10回旋线～圆曲线～回旋线的的长度之比宜为1:

1:

1，本项目平面设计中JD9、JD10、JD11、JD12、JD21、JD45、JD50等的圆曲线长度较短，建议结合地形进行调整。

4.4安全设施

4.4.1初步设计按规范要求设计了标志、标线、隔离栅、防眩板、轮廓标、里程碑、百米桩等安全设施，经河南省交通投资集团有限公司、河南高速公路发展有限责任公司审查后进行了认真修改，设计内容齐全，基本满足有关规范要求。

4.4.2本项目急弯多，又有长陡下坡路段，司机应集中精力观察路况和车流情况，因此尽量少设诸如“禁止乱扔杂物”、“驾驶请勿使用手机”等情景标志。

4.4.3增设避险车道标志。

五、路基、路面、防护、排水

5.1基本评价

5.1.1《初设》路基、路面与防护排水设计文件内容较为全面，方案基本合理，采用了较为成熟的工程方案，设计深度基本满足《公路工程基本建设项目设计文件编制办法》的要求。

5.1.2说明书编写较为规范，对于路基路面设计原则，地质病害以及路基填挖高度的叙述均较为详细。

5.1.3整体式路基宽度为24.5m，采用设计车速为80km/h，双向四车道的标准，符合《公路工程技术标准》横断面组成以及参数选取基本合理。

5.2问题及建议

5.2.1根据洛阳、三门峡多条山区高速公路所采取的技术标准，同意交投集团初设审查专家意见中采用新泽西砼护栏的中央分隔带宽度改为1m的建设，符合《公路工程技术标准》中设计车速为80km/h，中央分隔带宽度的低限标准。

应注意对于整体式路基的超高段落，靠近中央分隔带处的缝隙式排水管和集水井的细节设计。

5.2.2路基标准横断面应与路基一般设计图相对应，路基一般设计图<二>显示20m中可增加附注予以说明。

5.2.3路基一般设计图（八）中，同意当两幅分离式路基边缘间距小于15m时，排水系统统一设置的设计方案，还应注意统计此段地面平整带来的土方数量以及进行绿化的数量。

5.2.4在涵洞、通道台背回填工程数量表的后面，应增加相应典型设计图，而涵洞、通道地基处理工程数量则应纳入桥涵设计第四篇内容。

5.2.5填挖交界处路基工程数量表中，土工格栅的数量计算有误，请复查。

5.2.6路基每公里土石方数量表中，缺少对于远运利用、借方和废方几栏中关于平均运距的数据以及土石方调运方向。

5.2.7在取土场、弃土场一览表中，总取土量为29万m3，总弃方量为768万m3；而在路基每公里土石方数量表（补充文件）中，总借方为48万m3，总废方为436万m3。

二者不符合，请核查。

5.2.8路基防护形式根据土质及填挖不同呈多样性且较为适宜，如：

在挖方碎落台和路堑平台处设置花池以及填石路基边坡码砌处的绿化。

建议在施工图设计阶段，针对较为坚硬稳定的岩石，采用光面或预裂爆破而形成自然坡面，减少防护工程数量。

5.2.9山区岩石路堑，多级台阶高度可由8m改为10m左右，以减少挖方数量。

5.2.10石质路堑挂网防护设计图中，在边坡平台上设花坛，种植攀援性植物，在坡面上固定镀锌铁丝网辅助植物生长。

镀锌铁丝网存在风化锈蚀问题，攀援植物可顺自然岩面攀爬。

对于坚硬岩石，可取消铁丝网不做防护；对于风化岩石，可挂网，喷射含粘合物、土壤、种子、肥料的厚层生物基材防护。

5.2.11总说明叙述有小的土质滑坡、崩塌等不良地质以及相应工程措施，但在路基部分未见到相应工程数量以及设计图，可在施工图阶段详细调查后补充。

5.2.12《初设》主线及匝道路面结构设计方案：

4cm改性沥青AC-BC＋6cm改性沥青AC-20C＋8cmATB-25＋改性沥青下封层＋2×17cm水泥稳定碎石基层＋18cm水泥稳定碎石/砂砾底基层。

鉴于本项目设计交通量不是很大，在交通组成中小车及客车所占比例较多，建议对沥青砼上面层采用改性沥青，中面层采用普通沥青AC-20C。

5.2.13同意石质路堑、收费广场、桥面铺装和被交道路《初设》所采用的路面方案。

5.2.14同意隧道采用复合式路面结构，沥青砼面层中应增加阻燃材料，提高其防火性能，隧道进出口外路面宜做成彩色防滑路面，以提醒车辆减速。

5.2.15路面结构设计图（三）中，“挖方路面边部构造图（石质）”路面边部与矩形边沟结合处，“填种植土”宜改为填充碎石顶面用砼预制块铺砌，以使大部分路面表面水能顺利流入边沟，而不用经过每10m设一根的PVC管排出。

附注4中叙述，水泥稳定碎石基层强度为4.5MPa,按照沥青路面设计规范，应改为3.5～4.5MPa。

5.2.16基本同意路面边部构造及排水方式，同意超高路段的路面排水方式。

5.2.17路基排水由排水沟、边沟、平台排水沟、截水沟及急流槽组成排水系统，主要排水方案较好的体现路容美观原则，符合规范要求。

5.2.18超高段路面排水工程设计图

（一）中，46cm宽缝隙式集水沟应靠近新泽西护栏，86cm宽集水井的28cm宽内墙宜半放在新泽西砼护栏的下面（或将集水井做成钢筋砼以减小尺寸）。

预制缝隙式集水沟管节之间安装时容易漏水，应加强接头设计可做成凸凹形并用防水沥青材料接缝。

六、桥梁涵洞

6.1本项目初步设计推荐路线经修改后桥梁设置情况为：

特大桥1座长3600m、大桥70座长21642m，中桥6座长478m，涵洞45道，桥梁（不含互通和服务区）总长22480m占路线总长（67.28km）的33.4%。

本项目《工可报告批复》大中桥91座，初设77座，减少14座，应作说明。

6.2桥型方案选择

本项目桥梁除了跨伊河等河流外，大多为路线设计需要跨越沟谷，地形和地质等条件是桥跨布置和桥型方案选择考虑的重要因素。

《初步设计》中结合墩高进行了预应力砼T型梁和组合式箱梁的比较，特大桥进行了连续刚构与悬索桥等方案的比较。

桥型方案的选择总体上是适当的，符合桥位处地形、地质及施工特点的要求。

选择预制安装的组合箱梁或T型梁桥还应注意预制场地和施工条件，如果桥梁距隧道很近，应研究是否有适当的预制场地，预制梁及架设施工是否严重影响隧道开挖施工等，必要时应改用现浇施工的桥型方案（如连续梁、连续刚构）。

建议对下述桥梁根据现场实地情况，进一步研究，如：

CK112＋180磨湾大桥（8×30m箱梁）与王院隧道相邻。

CK113＋873对角沟大桥（8×40m箱梁）与大羊蹄沟隧道相邻。

6.3水文设计参数

跨河流的桥梁（如伊河栗子坪伊河大桥、上元湾伊河大桥、石门伊河大桥、秋花印伊河大桥，两河口伊河大桥等），其桥孔布置及水文设计参数（水位、流量、冲刷等）应征得河流主管部门的意见，并在桥型布置图中标注。

沿线水系分布图中应标明河流流向。

6.4抗震设计

特大桥和大桥应根据地震安全性评价所提供的地震设计参数，进行抗震安全性设计和验算。

6.5本项目桥梁设计中普遍存在地质资料不足，特别是对于高墩，每墩都应有地质钻孔资料，施工图中进一步补充，并根据地质资料研究基础形式（扩大基础，桩基础）及桩长。

6.6桥台位置的安全性检查，本项目所在山区地形复杂，变化频繁，桥台位置安全性很重要，仅靠地形图不可靠，应现场核对桥台位置上、下两侧是否安全。

6.7纵坡较大的桥梁（如超过2%），对于预制安装的小箱梁和T梁，其支座设置应专门计算标明，预制梁下需要有楔形，以保证支座呈水平工作状态。

施工图中予以补充。

如：

K70＋160的左山岭大桥、K70＋880的八里滩大桥、K71＋435的俩沟1号大桥、K72＋450的朱凹2号大桥、K74＋025的前范岭1号大桥、K79＋189的九丈沟伊河大桥、K86＋620的绿豆沟大桥等等。

6.8连续刚构桥。

K65＋995的牌家岭2号大桥为（75＋130＋75）m连续刚构、K68+329的五道沟门