典型示范工程G4216線寧南至攀枝花段高速公路寧南至大火山段路線方案探討

王永健, 張 斌, 周明凱

(1.中國華西工程設(shè)計建設(shè)有限公司, 四川成都 610000; 2. 四川路橋勘察設(shè)計分公司, 四川成都 610043)

隨著我國高速公路網(wǎng)絡(luò)的不斷完善，高速公路的建設(shè)重心已從東部地區(qū)轉(zhuǎn)移到了西部山區(qū)；地形地勢條件復(fù)雜、地震烈度高，不良地質(zhì)頻發(fā)是山區(qū)高速公路選線需要重點考慮的因素。

1 工程概況

G4216線寧南至攀枝花段高速公路項目(以下稱“本項目”)是《國家公路網(wǎng)規(guī)劃(2013～2030年)》中G4216成都至麗江高速公路的一段，也是《四川省高速公路網(wǎng)規(guī)劃(2014～2030年)》“16、8、8”高速公路網(wǎng)中成都至沐川至攀枝花至云南高速公路、新市至習(xí)水高速公路的重要組成部分。項目起于涼山州寧南縣城南側(cè)黑泥溝，順接G4216線金陽至寧南段高速公路，經(jīng)寧南縣、會東、會理、鹽邊，止于仁和區(qū)，順接G4216線攀枝花至麗江段高速公路，路線全長166.167 km。其中寧南縣城至大火山隧道段，路線全長43 km，高程從海拔989 m，上升至2 049 m，高差1 060 m，平均縱坡2.46 %。其中黑水河橋跨越活動斷裂帶的橋位、橋型選擇，花山隧道展線克服高差，烏龜塘隧道進(jìn)口優(yōu)化等是重點、難點。

本段沿線地質(zhì)主要為灰色白云巖和砂泥質(zhì)白云巖，區(qū)域內(nèi)地形起伏大，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，新構(gòu)造運動強烈，屬8度區(qū)，地震烈度較大，破壞性較強，區(qū)域穩(wěn)定性較差。

2 方案比選

2.1 黑水河段路線方案比選

黑水河段線位受折木河斷裂帶影響，特別是F2、F4、F5活動斷裂帶的影響，(其中F2斷層歷史上發(fā)生過八級大地震)，所以橋位選擇、橋型選擇都是比較困難。外加黑水河河床底高程780 m，白鶴灘電站蓄水位826 m，電站將來蓄水后約45 m的水位差，橋址區(qū)庫岸再造影響較大。

根據(jù)上述因素，路線以黑水河特大橋為控制點，以橋型方案為基礎(chǔ)，選擇了地震適應(yīng)性強，可適當(dāng)變形的懸索橋方案，并選擇正穿F4斷層，路基通過F2層的路線方案，使路線最短、橋址區(qū)相對穩(wěn)定，橋梁基礎(chǔ)處于基巖出露的地方(圖1、圖2)。

圖1 橋型方案一(推薦)

圖2 橋型方案二(比選)

初設(shè)路線方案對黑水河特大橋的橋位考慮不周全，斜交F4斷層，另對白鶴灘電站水庫蓄水后的庫岸再造考慮不周全，安全隱患較大；其次橋梁多，高墩多，不利于抗震。施設(shè)對路線進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整后線型更順直，黑水河特大橋正跨F5斷裂帶，縮短路線里程2 km，橋梁規(guī)模減少1 163 m，隧道增加1 449 m，大幅減少高墩橋梁，改橋為隧，增加高地震區(qū)的適應(yīng)性，增加了安全系數(shù)，總體工程規(guī)模降低(圖3)。

圖3 路線方案一

2.2 花山隧道段

初設(shè)路線方案中花山1號隧道斜出洞，斜交角度30 °，洞口段覆蓋層較厚，出洞條件差；花山2、3號隧道間明線段設(shè)橋梁，自然橫坡極陡，施工條件很差，左線橋梁墩高普遍大于60 m，花山2號隧道出口段最大墩高達(dá)到80 m，不利于安全；花山3號隧道進(jìn)口位于則木河F5強變形帶上，路線順斷裂帶布設(shè)，工程風(fēng)險極大。

施工設(shè)計圖對該段路線進(jìn)行優(yōu)化，路線盡量遠(yuǎn)離F5斷裂帶，將3個隧道合并為2個隧道，橋梁規(guī)模減少1 210 m，隧道增加988 m，增加1處特長隧道(4 035 m)，總體規(guī)模略有增加，增加了工程安全性，降低了施工難度(圖4)。

圖4 路線方案二

2.3 烏龜塘隧道段

初設(shè)路線方案，烏龜塘隧道進(jìn)口前300 m范圍跨越斷層破碎帶，地質(zhì)條件極差，路線右側(cè)坡面巨型孤石矗立，山頂卸荷裂隙極其發(fā)育，無法處治，高位崩塌風(fēng)險極高。

施設(shè)根據(jù)地質(zhì)條件，為避讓高位危巖，隧道提前進(jìn)洞，以隧道方式通過斷裂帶，確保施工及運營安全；結(jié)合連續(xù)長大縱坡段平均縱坡的要求，路線增長224 m。調(diào)整后橋梁規(guī)模減少355 m，隧道增加608 m，總體規(guī)模略有增加，規(guī)避了工程風(fēng)險(圖5)。

圖5 路線方案三

3 結(jié)論

山區(qū)高速公路沿線地形地勢差，地質(zhì)條件復(fù)雜，外加高地震烈度區(qū)，路線選擇時考慮的因素應(yīng)全面，路線指標(biāo)盡量合理、連續(xù)長下坡盡量控制在2.5 %以內(nèi)、盡量少用高墩橋梁、爭取多做路基和隧道、遠(yuǎn)離不良地質(zhì)、大角度相交斷裂帶等總體思路；最終達(dá)到設(shè)計合理經(jīng)濟(jì)，施工簡單快捷，運營安全可靠、搶險及時通暢的總體目標(biāo)。