從盆地至高原的跨越:“云端天梯”誕生記
2013-12-13 
中國(guó)橋梁網(wǎng)(記者 鄭愛(ài)婷)時(shí)值七月,我們驅(qū)車(chē)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(kāi)始,一望無(wú)際的平坦地勢(shì),逐漸變成了驚心動(dòng)魄的高山丘壑。夜幕降臨,石棉縣城的燈火漸次點(diǎn)亮,大渡河水自我們身邊轟鳴而過(guò),從石棉縣城一路奔流而出。

雅瀘高速俯瞰
 
  如果說(shuō)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(xiǎn)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(guó)內(nèi)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(fù)雜的地質(zhì)地形中艱難展線

  雅瀘高速石棉至瀘沽段地形地貌地質(zhì)條件非常復(fù)雜,地質(zhì)災(zāi)害嚴(yán)重。其中,雙螺旋隧道項(xiàng)目處于我國(guó)大西南地質(zhì)災(zāi)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(zhì)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(dá)地層隨處可見(jiàn),強(qiáng)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(shè)計(jì)院的彭立總工,指著雙螺旋隧道的山體,向我們描述當(dāng)年選線的艱辛。沿線每一座山頭,都要摸清地質(zhì)結(jié)構(gòu),是否適合展線?是否會(huì)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(jié)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(chēng)當(dāng)年為這條路簡(jiǎn)直吃夠了苦頭。除了地形復(fù)雜、地質(zhì)惡劣,這里還是兩條地質(zhì)斷層交匯之處。

  雅瀘高速石棉至菩薩崗位于我國(guó)西南地區(qū)兩條主要地震活動(dòng)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(kāi)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(dòng)這條高速公路。

  今天看來(lái),這樣的選線無(wú)疑是明智而有先見(jiàn)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(dòng)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(zhēng)議:這樣的選線是否過(guò)于保守?是否會(huì)大幅度增加預(yù)算?

  負(fù)責(zé)地質(zhì)勘測(cè)的胡惠華副總工解釋道:“對(duì)待地震活動(dòng)斷層,我們有一個(gè)原則:回顧一萬(wàn)年,展望一百年。”如果往前推一萬(wàn)年,活動(dòng)斷層已然徹底沉睡,那么這個(gè)斷層基本可以判定為安全。但是地質(zhì)報(bào)告顯示,在50年內(nèi)這個(gè)斷層曾經(jīng)震動(dòng),并造成地表錯(cuò)位1米多,在百年之內(nèi),如果再次發(fā)生地震,地表錯(cuò)位可能超過(guò)3米。

  “本著為子孫后代負(fù)責(zé)的精神,我們不能冒這個(gè)險(xiǎn)。”胡惠華說(shuō)。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(cuò)位若超過(guò)3米,橋梁將被生生撕裂。
  
  三種選線方案對(duì)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(zhì)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(xiǎn)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(cè)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(gè)水電站,且這些水電站大多海拔低于線路位置。在施工的過(guò)程中,稍不小心會(huì)對(duì)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(huì)對(duì)沿線居民的生活帶來(lái)很多困難。在合理展線的同時(shí)避開(kāi)這么多水電站,也是一個(gè)亟需解決的難題。

  地質(zhì)勘測(cè)人員為此而絞盡了腦汁。為了把勘測(cè)工作做得細(xì)致到位,避免工程開(kāi)工之后再因?yàn)榭睖y(cè)數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)確而造成的修改方案,工程停工等一系列問(wèn)題。湖南省院的初勘人員,把每個(gè)位置都定點(diǎn)研究,把沿線有大小58座水電站一一勘測(cè),結(jié)合地質(zhì)、地形,最終確定了最優(yōu)展線方案。“對(duì)不良地質(zhì)路段首先繞避,不可繞避時(shí)則避重就輕,并因地制宜的選用跨、導(dǎo)、截、治等綜合措施。”湖南省院的同志們向我們介紹。

  有人說(shuō),選線的最高境界,是線路的每一個(gè)點(diǎn)都是不可挪動(dòng)的。湖南省院的工程師們,為了追求這一境界,設(shè)計(jì)過(guò)程中以安全、經(jīng)濟(jì)為主線,堅(jiān)持“地形選線、地質(zhì)選線、環(huán)保選線、安全選線”,反復(fù)進(jìn)行優(yōu)化。

  為了規(guī)避不良地質(zhì)、減少連續(xù)縱坡,他們創(chuàng)造性地設(shè)計(jì)了著名的雙螺旋隧道,完美解決了線路爬升及避開(kāi)地質(zhì)不良地段的難題,對(duì)今后隧道設(shè)計(jì)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(biāo),解決了平面長(zhǎng)度不足的矛盾,在線路上避開(kāi)了鐵寨子─曹古地震斷裂帶和栗子坪自然保護(hù)區(qū),實(shí)現(xiàn)了在4公里長(zhǎng)的“V”形峽谷范圍內(nèi)連續(xù)爬升450米,有效地減少了縱坡(平均縱坡2.94%)和對(duì)栗子坪自然生態(tài)保護(hù)區(qū)的干擾,提高了季節(jié)冰凍積雪地區(qū)的運(yùn)營(yíng)安全。

  我們可以想象這一過(guò)程的種種艱難。正如李大主任所說(shuō),他們一遍遍地向彭建國(guó)院長(zhǎng)、胡建華大師等院領(lǐng)導(dǎo)匯報(bào),一次次地與業(yè)主溝通,反復(fù)交流;但難題仿佛層出不窮,永遠(yuǎn)也解決不完。湖南院里苦中作樂(lè)的小伙兒們,在座位上貼出“珍愛(ài)生命,遠(yuǎn)離雅瀘”的標(biāo)語(yǔ),然后頭懸梁、錐刺股地繼續(xù)奮戰(zhàn)。

  彭建國(guó)院長(zhǎng),仿佛早已預(yù)料到這項(xiàng)工程的艱險(xiǎn)。在承接這項(xiàng)工程之初,他說(shuō):“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?cè)揭獱?zhēng)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(shí)也正如彭院長(zhǎng)所說(shuō)。這條云端天梯之路,鍛煉了湖南院的設(shè)計(jì)隊(duì)伍,使他們?cè)趯?shí)踐中迸發(fā)出攻堅(jiān)克難、敢為人先的創(chuàng)新精神,取得了一項(xiàng)項(xiàng)豐碩的科研成果。

  環(huán)保:尊重生態(tài)融入自然

  當(dāng)我們驅(qū)車(chē)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(fēng)情。我們?cè)驹趹已逻吷?,看著高速公路貼著懸崖邊上逶迤而過(guò),感嘆著線路規(guī)劃者的細(xì)膩;我們?cè)驹诟珊W犹卮髽驑蚨罩拢鲱^望去,橋墩高聳入云,望不見(jiàn)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(yuǎn)眺,只見(jiàn)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(lái),高山湖泊、高山草甸、高山濕地如次第向我們展開(kāi)的畫(huà)卷,壯闊而宏美,令人驚嘆。

  美好的行車(chē)風(fēng)景感受的背后,是這條道路設(shè)計(jì)者的匠心獨(dú)運(yùn)。從自然景觀來(lái)看,這條路的線型順勢(shì)布設(shè),與山川、湖泊、濕地、草地相呼應(yīng),以曲線適應(yīng)地形,運(yùn)用“保護(hù)性、恢復(fù)性、鄉(xiāng)土化、自然性和文化性”的設(shè)計(jì)手法,將沿線特色生態(tài)(大栗子坪自然保護(hù)區(qū)、菩薩崗高山濕地、高山湖泊)、地區(qū)文化(彝海結(jié)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(hù)自然、尊重生態(tài)。栗子坪自然保護(hù)區(qū)是大熊貓動(dòng)物保護(hù)之地。為了研究珍稀動(dòng)物的繁衍、活動(dòng)規(guī)律,更好地規(guī)劃動(dòng)物通道,設(shè)計(jì)者們啃了一本又一本厚厚的當(dāng)?shù)貏?dòng)物保護(hù)研究報(bào)告,詳細(xì)咨詢(xún)過(guò)動(dòng)物保護(hù)的各方專(zhuān)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(bǔ)給、氣候調(diào)節(jié)等重要的生態(tài)功能,項(xiàng)目附近的拖烏山濕地,對(duì)菩薩崗地區(qū)的氣候、生態(tài)環(huán)境也起著重要的調(diào)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(guò)。在濕地下打隧道,是否會(huì)造成濕地枯竭?是否會(huì)造成水位下降?為了最大程度地保護(hù)濕地,關(guān)于山區(qū)公路腹水隧道設(shè)計(jì)與施工關(guān)鍵技術(shù)的研究應(yīng)運(yùn)而生,并對(duì)高原濕地生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行密切監(jiān)測(cè)。由于隧道采用了先進(jìn)的防滲水技術(shù),并沒(méi)有對(duì)濕地的地下水位造成大的影響。拖烏山濕地,由于設(shè)計(jì)者的細(xì)心呵護(hù),而保持了綠草如茵、落英繽紛的原貌。

  此外,路線設(shè)計(jì)在充分考慮減少對(duì)自然環(huán)境、基本農(nóng)田、居民村落及學(xué)校、名勝古跡等環(huán)境敏感點(diǎn)影響的基礎(chǔ)上,強(qiáng)調(diào)更好地為道路使用者服務(wù),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(shè)計(jì)者們?yōu)榱吮U闲熊?chē)安全,盡最大努力縮短連續(xù)縱坡長(zhǎng)度,減小平均縱坡,減小速度差;按照“無(wú)縫防護(hù)”的設(shè)計(jì)理念,加強(qiáng)路基、路面、隧道和護(hù)欄等的針對(duì)性、有效性設(shè)計(jì);開(kāi)發(fā)了網(wǎng)索避險(xiǎn)車(chē)道、新型防撞護(hù)欄及路側(cè)強(qiáng)制減速帶等新型交通安全設(shè)施;研究確定了路段典型車(chē)型,并采用貨車(chē)剎車(chē)轂溫度預(yù)測(cè)模型進(jìn)行交通安全評(píng)價(jià),提出貨車(chē)在連續(xù)下坡路段的安全區(qū)、相對(duì)危險(xiǎn)區(qū)和危險(xiǎn)區(qū),據(jù)此設(shè)置避險(xiǎn)車(chē)道、停車(chē)區(qū)(休息區(qū))或強(qiáng)制停車(chē)區(qū),為車(chē)輛在坡頂、中途提供停車(chē)檢修、休息、冷卻剎車(chē)裝置、加水、救援等服務(wù)。這些精心的設(shè)計(jì)有效地減少了長(zhǎng)大縱坡行車(chē)安全事故,延長(zhǎng)了連續(xù)縱坡路面使用壽命,具有巨大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。

  前期嚴(yán)苛的造價(jià),使得設(shè)計(jì)者如同“戴著鐐銬舞蹈”。在有限的造價(jià)下,如何最大限度地既能節(jié)約成本、又能保護(hù)環(huán)境、保障行車(chē)安全,成為設(shè)計(jì)者殫精竭慮的問(wèn)題。

  彭立總工告訴我們,他們?cè)谠O(shè)計(jì)過(guò)程中,安全是第一考慮要素。為了行車(chē)安全,在他們的建議之下,許多高架橋改成了隧道,由此躲過(guò)了地震的沖擊。

  “山區(qū)高速公路超長(zhǎng)連續(xù)縱坡行車(chē)安全關(guān)鍵技術(shù)研究”、“山區(qū)高速公路超長(zhǎng)連續(xù)縱坡線形質(zhì)量參數(shù)化評(píng)價(jià)與優(yōu)化技術(shù)”、“山區(qū)高速公路超長(zhǎng)連續(xù)縱坡路段安全評(píng)價(jià)關(guān)鍵技術(shù)研究”、“基于行車(chē)安全的超長(zhǎng)連續(xù)縱坡路段的瀝青路面新技術(shù)研究”、“高速公路螺旋型小半徑曲線隧道風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)與行車(chē)安全技術(shù)研究”、“山區(qū)高速公路超長(zhǎng)連續(xù)縱坡路段的新型交通安全設(shè)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(kāi)展了一系列與安全有關(guān)的課題研究,并取得了豐碩的成果。

  我們的車(chē)輛行駛在雅瀘高速的時(shí)候,我們常常驚嘆于路邊的美景,卻總忘了這條路的危險(xiǎn)與忐忑。同行的湖南院的同志笑說(shuō):不識(shí)雅瀘真險(xiǎn)峻,只緣身在此路中。這從另一個(gè)側(cè)面反映出雅瀘高速的安全和順暢。

  2012年8月,原交通運(yùn)輸部部長(zhǎng)李盛霖同志到雅西高速考察時(shí),當(dāng)了解到雅西高速公路沿線氣候復(fù)雜多變、不良地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā),了解到條件異常艱苦的情況下10公里長(zhǎng)的大相嶺泥巴山隧道、180多米高橋墩的連續(xù)鋼構(gòu)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(xiàng)世界第一時(shí),李部長(zhǎng)不住地稱(chēng)贊:“這條路線型很好、環(huán)境保護(hù)也做得好,這么好的一條高速公路,不來(lái)看要后悔了呀!這是我看到過(guò)的最好的一條高速公路,后人會(huì)表?yè)P(yáng)你們!”“這個(gè)雙螺旋小半徑曲線型隧道歐洲人沒(méi)修過(guò),美國(guó)人沒(méi)修過(guò),就是要讓他們看看,這條路大大地提升了我們國(guó)家的交通科技形象!”

  誠(chéng)如李部長(zhǎng)所贊嘆的,后人將永遠(yuǎn)銘記這條高速公路的建設(shè)者所付出的心血。是湖南省院的設(shè)計(jì)者們夜以繼日、殫精竭慮,是他們懷揣著熱忱而高度負(fù)責(zé)的心,才將這條看上去艱難萬(wàn)分的云中天梯延展成了氣勢(shì)恢宏的逆天之路。

  
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