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從盆地至高原的跨越:“云端天梯”誕生記
2013-12-13 
中國橋梁網(wǎng)(記者 鄭愛婷)時值七月,我們驅車于雅瀘高速,從叢林霧繞的滎經(jīng),飛馳到大渡河畔石棉。從成都平原開始,一望無際的平坦地勢,逐漸變成了驚心動魄的高山丘壑。夜幕降臨,石棉縣城的燈火漸次點亮,大渡河水自我們身邊轟鳴而過,從石棉縣城一路奔流而出。

雅瀘高速俯瞰
 
  如果說雅瀘高速就是從四川盆地的邊緣,向云貴高原的橫斷山脈爬行的“天梯”,那么雅瀘高速石棉到菩薩崗段,就是這段“天梯”最為險峻、最深入云端的部分。這里,集中了世界首創(chuàng)的雙螺旋高速公路隧道(干海子和鐵寨子雙螺旋隧道)、國內首座鋼管桁架連續(xù)梁橋(干海子特大橋)、世界第一座下穿高原濕地的高速公路隧道(拖烏山隧道)……

  選線:在復雜的地質地形中艱難展線

  雅瀘高速石棉至瀘沽段地形地貌地質條件非常復雜,地質災害嚴重。其中,雙螺旋隧道項目處于我國大西南地質災害頻發(fā)的深山峽谷,溝壑縱橫,大相嶺泥巴山、拖烏山橫亙線路中部,不良地質分布廣、規(guī)模大,有滑坡、泥石流,潛在不穩(wěn)定邊坡、易滑昔格達地層隨處可見,強卸荷裂隙帶巖體的失穩(wěn)、崩塌等現(xiàn)象也遍布沿線。

  同行的湖南省設計院的彭立總工,指著雙螺旋隧道的山體,向我們描述當年選線的艱辛。沿線每一座山頭,都要摸清地質結構,是否適合展線?是否會有落石影響高速安全?雙螺旋隧道原擬于另一座山頭穿行,勘察結果發(fā)現(xiàn)山體不夠穩(wěn)定,只好另找山頭。這條路承載了太多人的艱辛和回憶。同行的工程處李大主任,笑稱當年為這條路簡直吃夠了苦頭。除了地形復雜、地質惡劣,這里還是兩條地質斷層交匯之處。

  雅瀘高速石棉至菩薩崗位于我國西南地區(qū)兩條主要地震活動帶——安寧河地震帶和鮮水河地震帶之間,但道路的選線卻巧妙地避開了這兩條地震帶,在崇山峻嶺與懸崖峭壁之間,蜿蜒出一條安全而高速的道路。“512”汶川地震與雅安蘆山地震,都未能撼動這條高速公路。

  今天看來,這樣的選線無疑是明智而有先見之明的;但在七年前,“512”大地震還未發(fā)生,人們還不曾直面地動山搖、摧枯拉朽的地震之威,這樣的選線方案引發(fā)了不少爭議:這樣的選線是否過于保守?是否會大幅度增加預算?

  負責地質勘測的胡惠華副總工解釋道:“對待地震活動斷層,我們有一個原則:回顧一萬年,展望一百年。”如果往前推一萬年,活動斷層已然徹底沉睡,那么這個斷層基本可以判定為安全。但是地質報告顯示,在50年內這個斷層曾經(jīng)震動,并造成地表錯位1米多,在百年之內,如果再次發(fā)生地震,地表錯位可能超過3米。

  “本著為子孫后代負責的精神,我們不能冒這個險。”胡惠華說。按照原有的選線方案,必須以高架橋跨越安寧河斷裂帶,一旦發(fā)生地震,地表錯位若超過3米,橋梁將被生生撕裂。
  
  三種選線方案對比 
  在選線之前,要確定斷裂帶延伸的范圍究竟有多廣,全靠勘察人員的艱苦工作。湖南省院的地質勘察人員,跑遍了斷裂帶方圓幾十公里,跨越千米高差,跑遍了山谷和丘壑,一直爬到了拖烏山上。

  巴蜀山道,險峻如天路。在懸崖峭壁,在原始森林深處,他們或攀緣而上,或穿崖走壁,或手足并用,勘測出雅瀘高速最初展線的雛形,為舉世聞名的雙螺旋隧道找到了安穩(wěn)托身的山體。

  除此之外,雅瀘路沿線有大小58個水電站,且這些水電站大多海拔低于線路位置。在施工的過程中,稍不小心會對位于線路下方的水電站造成影響。水電站和其他的建筑物不同,如果遭到破壞,那么會對沿線居民的生活帶來很多困難。在合理展線的同時避開這么多水電站,也是一個亟需解決的難題。

  地質勘測人員為此而絞盡了腦汁。為了把勘測工作做得細致到位,避免工程開工之后再因為勘測數(shù)據(jù)的不準確而造成的修改方案,工程停工等一系列問題。湖南省院的初勘人員,把每個位置都定點研究,把沿線有大小58座水電站一一勘測,結合地質、地形,最終確定了最優(yōu)展線方案。“對不良地質路段首先繞避,不可繞避時則避重就輕,并因地制宜的選用跨、導、截、治等綜合措施。”湖南省院的同志們向我們介紹。

  有人說,選線的最高境界,是線路的每一個點都是不可挪動的。湖南省院的工程師們,為了追求這一境界,設計過程中以安全、經(jīng)濟為主線,堅持“地形選線、地質選線、環(huán)保選線、安全選線”,反復進行優(yōu)化。

  為了規(guī)避不良地質、減少連續(xù)縱坡,他們創(chuàng)造性地設計了著名的雙螺旋隧道,完美解決了線路爬升及避開地質不良地段的難題,對今后隧道設計理念及隧道功能的拓展將產(chǎn)生積極的影響

  彭立總工告訴我們,雙螺旋隧道采用半徑600米的圓曲線以隧道形式螺旋展線的方式優(yōu)化線形指標,解決了平面長度不足的矛盾,在線路上避開了鐵寨子─曹古地震斷裂帶和栗子坪自然保護區(qū),實現(xiàn)了在4公里長的“V”形峽谷范圍內連續(xù)爬升450米,有效地減少了縱坡(平均縱坡2.94%)和對栗子坪自然生態(tài)保護區(qū)的干擾,提高了季節(jié)冰凍積雪地區(qū)的運營安全。

  我們可以想象這一過程的種種艱難。正如李大主任所說,他們一遍遍地向彭建國院長、胡建華大師等院領導匯報,一次次地與業(yè)主溝通,反復交流;但難題仿佛層出不窮,永遠也解決不完。湖南院里苦中作樂的小伙兒們,在座位上貼出“珍愛生命,遠離雅瀘”的標語,然后頭懸梁、錐刺股地繼續(xù)奮戰(zhàn)。

  彭建國院長,仿佛早已預料到這項工程的艱險。在承接這項工程之初,他說:“路總是要修的。我們不解決難題,別人也要解決。難度越大,越有挑戰(zhàn)性,我們越要爭取。難度能激發(fā)我們的創(chuàng)新能力,更能鍛煉和培養(yǎng)人。”

  現(xiàn)實也正如彭院長所說。這條云端天梯之路,鍛煉了湖南院的設計隊伍,使他們在實踐中迸發(fā)出攻堅克難、敢為人先的創(chuàng)新精神,取得了一項項豐碩的科研成果。

  環(huán)保:尊重生態(tài)融入自然

  當我們驅車在雅瀘高速上,不能不驚嘆這條路向我們展現(xiàn)出百變的風情。我們曾站在懸崖邊上,看著高速公路貼著懸崖邊上逶迤而過,感嘆著線路規(guī)劃者的細膩;我們曾站在干海子特大橋橋墩之下,仰頭望去,橋墩高聳入云,望不見云霧深處的橋身;我們也曾站在鐵寨子螺旋隧道的入口處,試圖一覽舉世聞名的雙螺旋隧道的全貌,但我們舉目遠眺,只見隧道藏于拖烏山脈之中,深深融為一體,在云霧中若隱若現(xiàn),如巨幅的水墨山水,在天地間鋪展……

  雅瀘高速沿線,有霧氣迷茫的青山與村落,也有孟獲古城的遺跡。我們一路走來,高山湖泊、高山草甸、高山濕地如次第向我們展開的畫卷,壯闊而宏美,令人驚嘆。

  美好的行車風景感受的背后,是這條道路設計者的匠心獨運。從自然景觀來看,這條路的線型順勢布設,與山川、湖泊、濕地、草地相呼應,以曲線適應地形,運用“保護性、恢復性、鄉(xiāng)土化、自然性和文化性”的設計手法,將沿線特色生態(tài)(大栗子坪自然保護區(qū)、菩薩崗高山濕地、高山湖泊)、地區(qū)文化(彝海結盟、彝族文化、康巴文化),以高速公路相串聯(lián),路隨景出、景由路生,使這條路真正成為美好生態(tài)景觀的一部分。

  融入自然的前提,是保護自然、尊重生態(tài)。栗子坪自然保護區(qū)是大熊貓動物保護之地。為了研究珍稀動物的繁衍、活動規(guī)律,更好地規(guī)劃動物通道,設計者們啃了一本又一本厚厚的當?shù)貏游锉Wo研究報告,詳細咨詢過動物保護的各方專家。于是,即便雅瀘高速穿行山間,也不曾將它們的求偶、繁衍、遷徙之路隔絕。

  高原濕地具有生態(tài)蓄水、水源補給、氣候調節(jié)等重要的生態(tài)功能,項目附近的拖烏山濕地,對菩薩崗地區(qū)的氣候、生態(tài)環(huán)境也起著重要的調節(jié)作用。為了工程需要,一條隧道從拖烏山濕地下貫穿而過。在濕地下打隧道,是否會造成濕地枯竭?是否會造成水位下降?為了最大程度地保護濕地,關于山區(qū)公路腹水隧道設計與施工關鍵技術的研究應運而生,并對高原濕地生態(tài)系統(tǒng)進行密切監(jiān)測。由于隧道采用了先進的防滲水技術,并沒有對濕地的地下水位造成大的影響。拖烏山濕地,由于設計者的細心呵護,而保持了綠草如茵、落英繽紛的原貌。

  此外,路線設計在充分考慮減少對自然環(huán)境、基本農田、居民村落及學校、名勝古跡等環(huán)境敏感點影響的基礎上,強調更好地為道路使用者服務,以及方便沿線居民生產(chǎn)和生活。

  安全:不能妥協(xié)的前提

  雅瀘高速公路是典型的西部山區(qū)高海拔高速公路,先后穿越海拔2300米以上的大相嶺和拖烏山,高差極大。設計者們?yōu)榱吮U闲熊嚢踩M最大努力縮短連續(xù)縱坡長度,減小平均縱坡,減小速度差;按照“無縫防護”的設計理念,加強路基、路面、隧道和護欄等的針對性、有效性設計;開發(fā)了網(wǎng)索避險車道、新型防撞護欄及路側強制減速帶等新型交通安全設施;研究確定了路段典型車型,并采用貨車剎車轂溫度預測模型進行交通安全評價,提出貨車在連續(xù)下坡路段的安全區(qū)、相對危險區(qū)和危險區(qū),據(jù)此設置避險車道、停車區(qū)(休息區(qū))或強制停車區(qū),為車輛在坡頂、中途提供停車檢修、休息、冷卻剎車裝置、加水、救援等服務。這些精心的設計有效地減少了長大縱坡行車安全事故,延長了連續(xù)縱坡路面使用壽命,具有巨大的社會和經(jīng)濟效益。

  前期嚴苛的造價,使得設計者如同“戴著鐐銬舞蹈”。在有限的造價下,如何最大限度地既能節(jié)約成本、又能保護環(huán)境、保障行車安全,成為設計者殫精竭慮的問題。

  彭立總工告訴我們,他們在設計過程中,安全是第一考慮要素。為了行車安全,在他們的建議之下,許多高架橋改成了隧道,由此躲過了地震的沖擊。

  “山區(qū)高速公路超長連續(xù)縱坡行車安全關鍵技術研究”、“山區(qū)高速公路超長連續(xù)縱坡線形質量參數(shù)化評價與優(yōu)化技術”、“山區(qū)高速公路超長連續(xù)縱坡路段安全評價關鍵技術研究”、“基于行車安全的超長連續(xù)縱坡路段的瀝青路面新技術研究”、“高速公路螺旋型小半徑曲線隧道風險預測與行車安全技術研究”、“山區(qū)高速公路超長連續(xù)縱坡路段的新型交通安全設施研發(fā)”……為了解決雅瀘高速的安全難題,湖南省院的工程師們開展了一系列與安全有關的課題研究,并取得了豐碩的成果。

  我們的車輛行駛在雅瀘高速的時候,我們常常驚嘆于路邊的美景,卻總忘了這條路的危險與忐忑。同行的湖南院的同志笑說:不識雅瀘真險峻,只緣身在此路中。這從另一個側面反映出雅瀘高速的安全和順暢。

  2012年8月,原交通運輸部部長李盛霖同志到雅西高速考察時,當了解到雅西高速公路沿線氣候復雜多變、不良地質災害頻發(fā),了解到條件異常艱苦的情況下10公里長的大相嶺泥巴山隧道、180多米高橋墩的連續(xù)鋼構臘八斤特大橋,以及干海子、鐵寨子雙螺旋小半徑曲線型隧道等控制性工程按期完工,并取得多項世界第一時,李部長不住地稱贊:“這條路線型很好、環(huán)境保護也做得好,這么好的一條高速公路,不來看要后悔了呀!這是我看到過的最好的一條高速公路,后人會表揚你們!”“這個雙螺旋小半徑曲線型隧道歐洲人沒修過,美國人沒修過,就是要讓他們看看,這條路大大地提升了我們國家的交通科技形象!”

  誠如李部長所贊嘆的,后人將永遠銘記這條高速公路的建設者所付出的心血。是湖南省院的設計者們夜以繼日、殫精竭慮,是他們懷揣著熱忱而高度負責的心,才將這條看上去艱難萬分的云中天梯延展成了氣勢恢宏的逆天之路。

  
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