本站原創(chuàng) 2017年04月25日
雅康高速公路二郎山隧道效果圖 胡棟才 供圖
2012年4月28日,，雅西高速通車,。今年年底,，雅康高速雅安到瀘定段將通車,。這兩條進(jìn)州景觀高速路格外受到關(guān)注,。
日前,，成都商報(bào)記者采訪了雅康高速公路的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)——四川省交通運(yùn)輸廳公路規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院（以下簡稱“四川省公路設(shè)計(jì)院”）多名工程師,，解讀雅康高速如何在雅西高速基礎(chǔ)上優(yōu)化設(shè)計(jì),，讓駕駛更安全,，讓景觀更入眼。
從盆地的邊緣向橫斷山區(qū)上爬,，跨越青衣江,、大渡河、安寧河和12條地震斷裂帶,，四川在崇山峻嶺之間,，修出一條 “天梯高速”——雅西高速。
2012年4月28日，雅西高速正式全線通車,。距今,，剛好是5周年。與此同時(shí),，另一條地形,、地質(zhì)類似，艱險(xiǎn)度更高的雅康高速也在加速修建,。起于雅安,，止于康定，全長135公里,，設(shè)計(jì)時(shí)速80公里的雅康高速公路明年建成通車,。屆時(shí)，成都到康定僅需4小時(shí),。而雅康高速雅安至瀘定段今年即可通車,。
泥石流、滑坡如何應(yīng)對,？
“避重就輕”方式提升抗災(zāi)能力
一說起“三高”,，四川省公路設(shè)計(jì)院的多名工程師都笑了起來：熟悉，熟悉得很,。
平均年齡在50歲左右的他們口中的“三高”,，不是高血脂、高血壓,、高血糖,，而是他們的耗費(fèi)大量心血的雅康高速?！疤幱诟呱?、高海拔、高烈度地震帶,?！?/span>
四川省公路設(shè)計(jì)院副院長柯勇介紹，雅康高速公路位于四川盆地與青藏高原的過渡地帶,、四川三大斷裂帶的Y 字形構(gòu)造交匯部位,，由海拔500 多米的雅安抬升至海拔2500 多米的康定，自波狀丘陵進(jìn)入高聳山區(qū),，穿越深山峽谷的橫斷山區(qū),，地形狹窄陡峻、溝壑縱橫,，全線幾乎“腳不沾地”,，具有工程施工極其困難,、地形條件極其復(fù)雜、地質(zhì)條件極其復(fù)雜,、氣候條件極其惡劣,、生態(tài)環(huán)境極其脆弱等“五個(gè)極其”的鮮明特點(diǎn)，是目前全國在建橋隧比最高,、施工難度最大的高速公路之一，也是該院作為集中攻堅(jiān)的重點(diǎn)項(xiàng)目之一,。
“從一開始,，我們以安全為靈魂，通過合理縱坡設(shè)計(jì),、安全性評價(jià),、完善安全設(shè)施等手段，確保公路運(yùn)營安全,；以抗災(zāi)為主線,，增強(qiáng)地質(zhì)排查與預(yù)判，加強(qiáng)地質(zhì)勘察,，采取‘避重就輕’方式,、完善不良地質(zhì)處治和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)措施，提升工程的抗災(zāi)能力,?！彼拇ㄊ」吩O(shè)計(jì)院副總工程師余明說。
何為避重就輕,？如何減少山洪,、泥石流帶來的影響？
“通俗地說,，就是在雅康高速的紅線范圍內(nèi),，能避開地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)的就避開，實(shí)在不能避開的增設(shè)隧道,、橋梁等跨越或治理等,。”余明介紹,，山洪和泥石流主要分布在二郎山東側(cè)多雨的天全境內(nèi),，在設(shè)計(jì)時(shí)，除了加強(qiáng)區(qū)域地質(zhì)分析,、判識,，繞避大型不良地質(zhì)體外，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)還優(yōu)化了路線布置,，讓雅康高速遠(yuǎn)離陡斜坡面,，增設(shè)隧道,、大跨橋梁跨越，避免山洪,、泥石流危害,。此外，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)還加強(qiáng)地質(zhì)排查,、水文分析計(jì)算,，完善排導(dǎo)、防撞設(shè)施,，避免或減少氣象災(zāi)害對高速公路建設(shè)和營運(yùn)的影響,。
鑒于此，四川省公路設(shè)計(jì)院在對雅康高速公路的設(shè)計(jì)中,，抽調(diào)了全院所有技術(shù)骨干進(jìn)行技術(shù)攻堅(jiān),，“投入的人力和物力是前所未有的”。初步設(shè)計(jì),，專家們就花了3年的時(shí)間,。“讓血壓升高”的經(jīng)歷,，很多人都有過,。
四川省公路設(shè)計(jì)院勘察設(shè)計(jì)四分院總工程師劉家順在勘察“日地溝”（小地名）的路線時(shí)，就請當(dāng)?shù)卮迕窨陈愤M(jìn)山,，地上泥濘一片,，一開始，大家還小心翼翼地踩在石頭上,，后來,，無處下腳，只能在河里前行,，快到目的地時(shí),，石頭夾雜著水從懸崖上下來，形成小型泥石流,，發(fā)出轟隆隆的聲響,，就像余震一樣。
此時(shí)的劉家順等人,，連帶刺的植物劃破皮膚也顧不上了,，到了目的地一查看完就馬上及時(shí)撤了出來。4公里長無人區(qū),，走路就走了4個(gè)小時(shí),。劉家順說，那情況,，容易讓人血壓升高,。
余明說,，這條路的地質(zhì)條件很差，這就決定了設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)只能解決紅線范圍內(nèi)或高速公路兩側(cè)一定范圍內(nèi)的問題,，道路兩邊的山上千米高,，上面可能還有泥石流、滑坡,，需要國土,、水利等部門全力配合，也就是所謂的“治山治水修路,，三者缺一不可,。”
13公里二郎山隧道如何應(yīng)急,？
設(shè)交通轉(zhuǎn)換帶，洞頂可見藍(lán)天
全長135公里的雅康高速,，長縱坡,，海拔高，更是由于所處地質(zhì)地形復(fù)雜,、氣候惡劣,、生態(tài)環(huán)境脆弱，被公認(rèn)是目前全國在建施工難度最大的高速公路之一,，海拔落差達(dá)1750米,，橋隧比高達(dá)82%，高速路的一半都是隧道,。
余明坦言,，雅西高速是四川省近期建設(shè)完成的盆周山區(qū)高速公路代表工程，在四川省乃至全國具有典型的示范作用,。在地形,、地質(zhì)等方面雅康高速都與已經(jīng)通車五年的雅西高速類似。所以雅康高速在規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí),，在很多方面都借鑒了雅西高速包括國內(nèi)外其他高速的設(shè)計(jì),、建設(shè)中的成功經(jīng)驗(yàn)。在雅康高速中,，長13.4公里的二郎山特長隧道更是全國第三長的隧道,，也是全線的控制性工程。
“二郎山特長隧道在設(shè)計(jì)時(shí),，就借鑒了雅西高速的大相嶺隧道,。”余明介紹,，兩座隧道的地形,、地質(zhì),、環(huán)境條件相近，都為雙線分離式隧道,，采用雙向四車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè),，設(shè)計(jì)時(shí)速80公里， 750米處就設(shè)一處緊急通道等,。
和雅西高速大相嶺隧道一樣,，考慮到通風(fēng)和逃生等，雅康高速二郎山特長隧道也設(shè)計(jì)了兩個(gè)“鼻孔”——斜豎井,，斜豎井的底端裝有大功率風(fēng)機(jī),，可以不斷為隧道里輸送新鮮空氣，以作“呼吸”之用,。
不過,，更為先進(jìn)和人性化的是，二郎山特長隧道中左右線均設(shè)計(jì)有一條交通轉(zhuǎn)換帶,，該路段寬于平常的兩三倍,，配有人造景觀，開車至此,，隧洞頂上藍(lán)天白云,，旁邊大熊貓嬉鬧，再配上點(diǎn)音樂,，駕乘人員在隧洞內(nèi)壓抑的心情也會(huì)得到有效的舒緩,。
雅康高速全線海拔高差達(dá)1900米，二郎山特長隧道內(nèi),，也存在長達(dá)幾公里的上下坡,，在這種情況下，貨車容易出現(xiàn)剎車疲勞,，可能發(fā)生交通事故,。交通轉(zhuǎn)換帶的出現(xiàn)，方便救援和后期隧道維修,，假如某一段出了交通事故,，救援人員可以通過交通轉(zhuǎn)換帶，走另一條隧道進(jìn)去救援,。假如隧道某一段需要維修,，也可以借助橫行通道，把車流引導(dǎo)到對向隧道,，盡量降低施工給隧道通行帶來的影響,。
海拔高、冰雪多怎么破,？
避過“雪線”,，減少長縱坡
雅西高速通車后,，每到冬春季節(jié)，受冰雪極端天氣影響,，拖烏山路段就要進(jìn)行冬季交通管制,。
今年2月，拖烏山部分路段路面上降雪甚至超過50厘米,，該路段一度中斷40小時(shí)以上,，讓許多來往人員苦不堪言。
雅康高速位于四川盆地與青藏高原的過渡地帶,、四川三大斷裂帶的Y 字形構(gòu)造交匯部位,，由海拔500 多米的雅安抬升至海拔2500 多米的康定，自波狀丘陵進(jìn)入高聳山區(qū),，從亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候的 “雨城”邁入亞溫帶高原濕潤氣候的 “雪域”,，前后氣候差異明顯，氣溫差異大,，具有垂直變化的山地氣候特征,。
在高山中穿梭的雅康高速公路，始終比國道318線四川段“高一頭”,，卻有一處低于國道318線的地方，那就是新二郎山隧道,。
四川省公路設(shè)計(jì)院勘察設(shè)計(jì)三分院總工程師張官福等人在前期設(shè)計(jì)時(shí)發(fā)現(xiàn),，雅康高速冬春季節(jié)降雪主要分布在二郎山東側(cè)海拔1500 米 以上及瀘定以后海拔2000米以上路段。
“最初的大渡河橋方案要比現(xiàn)在的設(shè)計(jì)標(biāo)高要低110米左右,，二郎山隧道的標(biāo)高比現(xiàn)在設(shè)計(jì)的要高230米左右,。”張官福說,，“在考慮到雅西高速的情況后,，我們大膽調(diào)整了二郎山隧道隧址位置和大渡河橋標(biāo)高，把二郎山隧道的標(biāo)高降低到雪線以下,，把大渡河大橋的標(biāo)高往上升,，過了瀘定又沿大渡河西岸山腰展線升坡，采取約30公里長的隧道群的方式,，這樣一來,，不但減小了瀘定至康定縱坡的長度，避免了雙螺旋隧道,，還最大化程度地避免了路面暴露在外,，減小了冰雪災(zāi)害對路面的影響。因此雅康高速的這一路段不容易出現(xiàn)冬管限行的情況,?！?/span>
雅西高速最大長縱坡為石棉至拖烏山隧道段,，坡長約51 公里，平均縱坡2. 97％,，是目前我國高速公路長縱坡的典型路段,，有雙螺旋 （最小平曲線半徑600 米） 隧道、鋼管桁架連續(xù)梁輕型結(jié)構(gòu)橋梁特殊工程,，加之特殊的氣候條件,，在運(yùn)營中根據(jù)需要采取了一定的管理措施。
一切都基于安全為主,，這是雅康高速在設(shè)計(jì)之初的理念,。余明坦言，雅康高速雖有借鑒雅西高速,，但運(yùn)營安全的保障程度,，不能重復(fù)雅西高速。
余明介紹,，雅康高速最大長縱坡位于瀘定至康定段,，坡長約31 公里，通過提升大渡河大橋的標(biāo)高,，使得瀘定至康定段的平均縱坡2.44％,。相比之下，坡長較短,、坡度較緩,，氣候條件相對較好，運(yùn)營情況會(huì)更好,。
如何穿越大熊貓棲息地保護(hù)區(qū),？
“截彎取直” 鉆洞，為大熊貓讓路
雅康高速路線穿越二郎山,，跨越大渡河,，途徑天全河珍稀魚類保護(hù)區(qū)、二郎山風(fēng)景區(qū),、世界自然遺產(chǎn)大熊貓棲息地保護(hù)區(qū)等,，使得雅康高速在設(shè)計(jì)上，除了以安全為靈魂,，還處處體現(xiàn)環(huán)保意識,。
二郎山隧道方案前期采取的是繞行大熊貓棲息地保護(hù)區(qū)建設(shè)的方案。具體來說,，原來的二郎山隧道建設(shè)方案是從天全縣新溝村往西南方向繼續(xù)修道路,，然后在老二郎山隧道附近再建設(shè)一條新的隧道達(dá)到瀘定縣境內(nèi)。
“但這個(gè)方案存在高速公路新建里程長、積雪冰凍嚴(yán)重,，對大熊貓保護(hù)區(qū)有影響,，為了重新優(yōu)化路線，光論證就花了一年半的時(shí)間,?！庇嗝髡f，為了給大熊貓讓路,，四川省公路設(shè)計(jì)院的方案采取“截彎取直”的模式,，從新溝處提前鉆洞，通過13.4公里的二郎山隧道與瀘定縣相連,，二郎山特長隧道的進(jìn)出口,，均設(shè)置在保護(hù)區(qū)外。隧道上方的大山,，就是為大熊貓棲息繁衍留下的綠色通道,。
但這樣一來，所有的專項(xiàng)評價(jià)都要重新做,，路線也重新做,，就連隧道的風(fēng)機(jī)房都不能建設(shè)在里面。
經(jīng)過四川省世界遺產(chǎn)辦公室的評估,，最終選擇了四川省公路設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)的新方案,。新的方案在二郎山大熊貓保護(hù)區(qū)外圍減少了近8公里的道路里程，也就減少了對大熊貓棲息地的破壞,，為大熊貓活動(dòng)范圍的擴(kuò)大產(chǎn)生積極影響,。
除了給大熊貓讓路，雅康高速在設(shè)計(jì)時(shí),，還先后為茶馬古道、跑馬山等讓路,。在新溝段,，原方案是雅康高速通過橋，跨越四百米的茶馬古道,，但修橋必將對茶馬古道產(chǎn)生影響,，后來為了減小對茶馬古道的破壞等，也改用了隧道,。
橋隧比94﹪的康定過境段怎么建,？
兩隧道穿跑馬山，起點(diǎn)處可俯瞰康定城
康定過境試驗(yàn)段也和雅康高速設(shè)計(jì)思路一脈相承,，該段全長約18 公里,，起、止點(diǎn)分別設(shè)置一處互通式立交，另外設(shè)兩座特長隧道穿越跑馬山,，總長約16.2 公里,，橋隧比高達(dá)94﹪。
負(fù)責(zé)該項(xiàng)目的四川省公路設(shè)計(jì)院勘察設(shè)計(jì)五分院總工程師文麗娜稱,，這段隧道比高,、地震烈度高、建設(shè)條件復(fù)雜,，是目前省內(nèi)在建（包括設(shè)計(jì)中） 高速公路中橋隧比最高的項(xiàng)目,，也是一個(gè)試驗(yàn)段，有很多創(chuàng)新,，后續(xù)想解決的問題也想做一些嘗試,，為以后積累經(jīng)驗(yàn)。
在設(shè)計(jì)過程中,，文麗娜等人引入了BIM（建筑信息模型或者建筑信息管理,，是以建筑工程項(xiàng)目的各項(xiàng)相關(guān)信息數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，建立起三維的建筑模型,，通過數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實(shí)信息,。）模型，完全三維化,、立體化展示道路工程設(shè)計(jì)成果,，他們把幾十個(gè)方案里篩選出的10個(gè)方案通過三維展示一一呈現(xiàn)，選擇起來非常直觀,。
“尤其起點(diǎn)的康定互通服務(wù)區(qū)綜合體,，康定城很小，要在狹窄的空間內(nèi)合理布置匝道及場坪,，實(shí)現(xiàn)互通及服務(wù)區(qū)的功能,，同時(shí)達(dá)到規(guī)模最省，這很難,。但我們相信這個(gè)互通和服務(wù)區(qū)綜合體建成后,，可俯瞰康定城，將成為康定城一道亮麗的風(fēng)景,?！蔽柠惸日f，“在路線方案選擇中,，我們進(jìn)行了大量的論證和海選,，把康定城附近所有能作為隧道洞口的位置都找了出來，為了做到更優(yōu),，路線上設(shè)一個(gè),、兩個(gè),、三個(gè)隧道方案，甚至連螺旋隧道方案都考慮過,，最后我們選擇了技術(shù),、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)均最優(yōu)的方案作為推薦方案?！?/span>
創(chuàng)新不止于此,，考慮到康定過境段中海拔早已超過了2000米雪線以上，橋隧比占94%,，而在這94%中的97%是隧道,，為全國最高。為了減少安全隱患,，在隧道相連的明線段也將采用防雪棚和路面主動(dòng)融雪措施等方式,，讓駕駛?cè)藛T有更多的安全保障。
雅西高速地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)多,，坡度長,，縱坡大，在當(dāng)初設(shè)計(jì)時(shí),，為何沒采取更好的方案來解決,？
四川省交通運(yùn)輸廳相關(guān)人員表示，雅西高速坡度長,，縱坡大,，積雪冰雪容易疊加在一起，有先天不足,，這是硬件方面的原因,。在軟件方面，也有管理方面的原因,。所以在雅康高速安全的保障程度,，就不能重復(fù)雅西路。 “雅西高速如果當(dāng)時(shí)在石棉就把海拔升上去的話,，縱坡就會(huì)小一點(diǎn),，可能安全隱患就沒有那么大了；如雙螺旋隧道曲徑半徑過小,，干海子大橋露出來了容易被凍?！边@位人員表示,，在雅康高速上，就避免了這些,，在海拔高的地方,，盡可能采用隧道的方式通過。 對于當(dāng)初為何不采取這樣的方式？他坦言,，這是運(yùn)營高速公路的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),。在全國的高速公路的設(shè)計(jì)上，都是一個(gè)不斷總結(jié),，不斷完善的過程,。“如果雅康高速運(yùn)營兩三年后,，再來處理最難的康定至新都橋段的話,，我們有更多的經(jīng)驗(yàn)，有可能處理得更好,?！?/span>
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