高原藏區老路改擴建路線總體設計的實踐及探索

何 必

(四川省交通勘察設計研究院有限公司,四川成都 610017)

1 項目概況

國道317線汶川至馬爾康公路是國道網規劃(四川境)中十二條出省通道之一，是川藏北線的重要組成部分，不僅承擔著省州之間聯絡線和進藏通道的重要作用，更是“5·12”地震后最先打通的生命西線，被交通運輸部列首批災后重建項目。路線起于汶川縣城，經理縣，過鷓鴣山至馬爾康，路線全境位于阿壩州境內，路線全長約209 km。

2 項目特點及難點

項目區處于四川盆地與青藏高原東南緣的過渡帶上，屬構造剝蝕高山峽谷地貌。路線走廊以鷓鴣山為分水嶺，鷓鴣山至汶川為雜谷腦河，鷓鴣山至馬爾康為梭磨河，工程項目特征為典型三州地區沿溪線等級公路改建工程。由于項目承擔了災后重建的西線生命通道，其項目的特點及難點主要體現為工期緊、任務重；不良地質發育較廣，地震引發的次生災后嚴重；山谷切割較深、路線走廊帶狹窄、通道單一、施工保通難度巨大；項目區處于高寒高海拔地區，部分路段冬季積雪、暗冰影響嚴重，生態環境極其脆弱。

3 項目設計創新及經驗總結

項目設計遵循尊重自然、順應自然、以人為本、安全第一的總體設計原則，深度把控工程地質狀況，全局謀劃路線總體設計，多方案多思路進行老路擴寬及提檔升級，提高道路防災、抗災能力，改善安全行車條件，保障道路通行能力，確保總體設計方案的經濟性、合理性。

3.1 強化地質選線，采用綜合地質勘察方法，探明工程地質情況，評定地震災損情況

受地震影響，工程區沿線崩塌、滑坡、泥石流等不良地質眾多，區域性斷裂及緊密褶皺等構造發育。項目在勘察設計階段，開展全路線1∶1萬、重要工點1∶2000等地質調繪，查明沿線地震災損情況，不良地質的分布和基本特征。對重要工點，在地調和物探基礎上采用地質鉆探等綜合勘察手段加以驗證。根據災損和不良地質情況，按“點、線、面”對工程地質進行分類、分級，給后續的路線方案總體設計提出建設性意見和建議，對路線總體設計路線走廊、路線指標的采用提供詳實的基礎資料，確保了設計方案的安全性、經濟性和合理性。

3.2 加強路線總體設計，靈活運用路線指標，避免次生災害，確保道路運營安全

路線展線嚴格地質地形選線、環保選線的理念，針對三州地區特殊的地質條件，采取“欺河不欺山”的設計理念，遵循地形、地質選線，環保選線的原則，采用“繞、治、留”綜合措施防治措施。對地質災害極重路段，采取路線繞避，無法繞避的工點，加強特殊工點設計，分別采用了隧道、明洞、棚洞、主被動網、抗滑擋墻、樁板墻、半邊橋、棧橋、攔冰墻、錨索、框架梁、碎石樁、格賓墻等工程措施，在建設資金允許的條件下，最大限度處治不良地質工點，最大程度上避免次生災害的發生，確保工程建設以及公路運營安全(圖1、圖2)。

圖1 G317汶馬路王家寨段

3.3 總體把控縱面設計，確保總體土石平衡，最大限度提高老路的利用率

總體設計時，路線縱坡控制在兼顧土石方基本平衡的原則下，最大限度減少廢方以及借土填方。汶馬路總體設計時，老路利用率達80 %。其縱坡設計時，采用“寧填勿挖”的設計理念，避免了因為老路路面的開挖造成大量的軟基換填；避免了由于邊坡的開挖引發的地質次生災害；避免了以往其他工程施工時，老路破壞嚴重，大量堵車現象的發生。不僅最大限度地節約了工程造價，而且保障了后期公路的運營安全，更是讓極其脆弱的生態環境得到了最大限度的保護，使建成的汶馬路與自然融為一體，相得益彰。

3.4 路線總體綜合考慮路基橫斷面設計，多思路多形式進行老路的擴寬改造

3.4.1 總體把控，分段進行隧道和明線，橋梁和路基的綜合比選

山區等級公路改擴建，受地形條件限制，特別是傍山沿溪線路段，橫斷面陡峭，外側(臨河側)高差大，擋防及橋梁設置困難；內側(靠山側)開挖坡面達4級以上路段，山體開挖易失穩路段。應綜合研究路線方案研究，做好隧道方案和明線、橋梁和路基方案的綜合比選，擇優選擇路線方案。

3.4.2 因地制宜，采用多種橋梁形式進行老路的路線指標的提升

汶馬路在設計和施工時，采用動態設計方式，充分結合路線、路基以及行洪的要求，采用跨河橋、順河橋、半邊橋多種橋梁形式進行老路的擴寬改造，以不同的橋型來適應地形、地質以及簡化施工進行布設。

3.4.3 適應地形，靈活選取路基寬度值，局部可采用單車道

老路改擴建通視條件良好，滿足會車視距路段，可靈活選取路基寬度值，局部采用單車道。其單車道設計指標的采用，可根據公路路線設計規范，靈活采用四級公路單車道的設計指標，單車道路基寬度采用4.5 m，設計速度宜采用30 km/h，應在不大于300 m的距離內選擇有利地點設置錯車道，并使駕駛者能夠看到相鄰兩錯車道之間的車輛，設置錯車道路段的路基寬度應不小于5.5 m，有效長度應不小于20 m。

3.4.4 充分利用，利用下擋防結構完整的擋墻進行懸挑，實現局部路段加寬改造

老路改擴建在老路擋墻外加寬，需拆除舊擋重新修筑，施工作業面小，基礎開挖引發原路的斷道，在施工保通便道無條件修建時，保通難度巨大。針對類似情況，應充分分析、檢測原擋墻的結構穩定性，在舊擋墻完好，橫斷面加寬值不大的(一般控制小于50 cm)情況下，可采用懸挑擋墻特殊結構以滿足路面寬度以及線形指標的要求(圖3)。

圖3 擋墻懸挑結構設計示意(單位:cm)

3.4.5 依托科研，采用棧橋方案實現老路改擴建高線位橫斷面加寬

本項目鷓鴣山至馬爾康段，路線基本沿梭磨河右側布設。其中王家寨局部段為陡峭山坡地段，外側為狹窄急流河道，老路路基呈半山洞橫斷面型式，俗稱“老虎嘴”路段，坡面陡峻，河谷深切，走廊狹窄，視距差，為事故多發路段，路線指標提升難度巨大。路線總體通過隧道和明線、明線和路基的綜合比選，結合老路路基為完整的基巖，依托科研，提出用懸挑結構技術修建陡峭地形路段的山區公路，加寬原有道路。簡化施工工藝，節省材料，同時避免高切坡或高填方等可能誘發大型滑坡、崩塌的安全隱患，還有利于保護山區的自然生態環境，同時該道路結構還具有較強的抵御地震作用的能力(圖4、圖5)。

圖4 G317線汶馬路棧橋下部結構

圖5 G317線汶馬路棧橋橋面

3.4.6 交旅融合，依托地形實時打造臨時停車區、休息區等景觀小品，保證后期運營安全

汶馬路在設計以及施工階段，充分利用老路地形、棄土場，新建公路旁的老路路基來設置緊急停車帶、臨時停車區、休息區和觀景臺。簡化臨時停車區以及觀景臺的設計，使臨時停車區更加人性化、合理化。如馬爾康梭磨鄉路基寬度拓寬至12 m，就充分考慮了梭磨鄉的城市發展規劃，使原來因為停車造成過城鎮路線堵塞的現象徹底改變(圖6、圖7)。

圖6 G317線汶馬路簡易停車區

圖7 G317線汶馬路梭磨鄉路基加寬段

4 從汶馬路的建設反思高原藏區老路改擴建路線總體設計

4.1 老路改擴建應充分研究老路走廊，提高老路利用率

我省三州地區老路改擴建項目區總體建設條件相對較差，其地質構造復雜，山谷切割較深，山體擠壓破碎嚴重，路線走廊帶狹窄，公路拓寬以及線形指標提高難度巨大。主要體現為地形條件差，走廊帶相對單一；地形條件差，不良地質較為發育；線型指標差，運行速度低。

老路改擴建應充分研究老路走廊，其主要原因為老路走廊運營時間長，期間通過多次局部優化調整、整治以及工程養護，其走廊的地形、地質在同一走廊帶內占據最有利的位置。最貼合實際的地形地質條件，其工程建設費用也是最低的，其地質病害也是相對最少的。其不良地質以及地質病害也相對集中，只是受建設資金的影響，不能徹底的根治。

老路改擴建應全面詳細地進行老路狀況調查，分析老路現狀及存在的問題。應加強與地方行政主管部門地及公路養護部門深度溝通，詳細了解老路運管情況，弄清楚老路災害點位置，如事故多發點，不良地質災害點等。充分分析論證老路狀況后，確定項目改擴建的總體思路，明確項目的重點和難點，分類，分級進行老路改擴建總體設計。

4.2 根據項目建設資金情況，分段分級論證項目建設時序，重點建設項目瓶頸路段

項目的建設資金的籌措是項目建設的重要基礎，老路改擴建及國省干道的提檔升級應根據項目建設資金的總額情況，結合本項目的實際的建設情況，分段分級論證整個項目的建設時序，合理分配建設資金。在建設資金有限的情況下，首先應保證項目運營安全，實現“先通后暢”的總體目標。首先打通項目建設的瓶頸路段，實現項目的 “先通”，如越嶺線控制性隧道，沿溪線控制性橋梁，滑坡、泥石流等不良地質易發點，線型指標低的事故易發點等。其余路段充分利用原有老路通道，地形條件好，不影響運營安全的路段，不刻意追求高標準。充分利用有限的建設資金，實現項目全年運營的基本目標。

4.3 深度研究路線走廊建設條件，樹立安全、環保意識，靈活把控設計指標

老路改擴建應堅持“設計的地區特性”原則，在充分了解項目的區域特點后，堅持“地質選線，地質先行”的原則，合理處治地質病害。樹立安全、環保意識，按照“靈活自然、因地制宜、順勢而為”的原則，充分利用老路資源，靈活運用各項指標，不追求高標準、高指標、高速度和寬路幅，力求建設方案經濟、實用。

路線設計應堅持現場定線原則，充分利用既有老路，合理利用老路結構完好的的構造物，以現場實際的結構作為路線選擇的控制性結構物，合理運用技術指標，最大限度提高老路的利用率，最大限度減少征地拆遷數量，最大限度減少由于過分最求指標而造成次生災害的發生和社會資源的浪費。

5 結束語

我省三州地區生態環境脆弱，地形起伏較大，山谷切割較深，地質構造復雜，不良地質發育廣。老路改擴建路線總體設計應遵循尊重自然、順應自然、保護自然的總體設計原則，堅持節約優先、保護優先、自然恢復為主的方針，充分研究老路方案，詳細分析地形地貌情況，深度把控工程地質狀況，全局謀劃路線總體設計，多方案多思路進行老路擴寬及提檔升級，避免由于老路改擴建造成次生災害的發生，確保總體設計方案的經濟性、合理性。文章通過總結汶馬路改擴建勘察設計經驗以及建設期優化設計方案，形成針對三州地區沿溪線改擴建項目、災后重建項目具有代表性的處理措施，為同類老路改擴建項目提供部分參考。