高速公路大火山段路線方案探討

時間:2022-07-23 09:32:15

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高速公路大火山段路線方案探討

【摘要】文章通過對地震烈度、斷裂帶、庫岸再造的仔細分析,通過地質選線、隧道展線克服高差等措施,最終確定了G4216線寧南至攀枝花段高速公路寧南縣城至大火山路線方案。對山區(qū)復雜高速公路選線有一定的借鑒意義。

【關鍵詞】高速公路;地質選線;隧道展線;斷裂帶

隨著我國高速公路網(wǎng)絡的不斷完善,高速公路的建設重心已從東部地區(qū)轉移到了西部山區(qū);地形地勢條件復雜、地震烈度高,不良地質頻發(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166.167km。其中寧南縣城至大火山隧道段,路線全長43km,高程從海拔989m,上升至2049m,高差1060m,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,烏龜塘隧道進口優(yōu)化等是重點、難點。本段沿線地質主要為灰色白云巖和砂泥質白云巖,區(qū)域內地形起伏大,地質構造復雜,新構造運動強烈,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780m,白鶴灘電站蓄水位826m,電站將來蓄水后約45m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,選擇了地震適應性強,可適當變形的懸索橋方案,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,橋梁基礎處于基巖出露的地方(圖1、圖2)。初設路線方案對黑水河特大橋的橋位考慮不周全,斜交圖1橋型方案一(推薦)圖2橋型方案二(比選)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。施設對路線進行調整,調整后線型更順直,黑水河特大橋正跨F5斷裂帶,縮短路線里程2km,橋梁規(guī)模減少1163m,隧道增加1449m,大幅減少高墩橋梁,改橋為隧,增加高地震區(qū)的適應性,增加了安全系數(shù),總體工程規(guī)模降低(圖3)。

2.2花山隧道段

初設路線方案中花山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號隧道間明線段設橋梁,自然橫坡極陡,施工條件很差,左線橋梁墩高普遍大于60m,花山2號隧道出口段最大墩高達到80m,不利于安全;花山3號隧道進口位于則木河F5強變形帶上,路線順斷裂帶布設,工程風險極大。施工設計圖對該段路線進行優(yōu)化,路線盡量遠離F5斷裂帶,將3個隧道合并為2個隧道,橋梁規(guī)模減少1210m,隧道增加988m,增加1處特長隧道(4035m),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)。

2.3烏龜塘隧道段

初設路線方案,烏龜塘隧道進口前300m范圍跨越斷層破碎帶,地質條件極差,路線右側坡面巨型孤石矗立,山頂卸荷裂隙極其發(fā)育,無法處治,高位崩塌風險極高。施設根據(jù)地質條件,為避讓高位危巖,隧道提前進洞,以隧道方式通過斷裂帶,確保施工及運營安全;結合連續(xù)長大縱坡段平均縱坡的要求,路線增長224m。調整后橋梁規(guī)模減少355m,隧道增加608m,總體規(guī)模略有增加,規(guī)避了工程風險(圖5)。

3結論

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

參考文獻

[1]JTGB01-2014公路工程技術標準[S].

[2]JTGD20-2017公路路線設計規(guī)范[S].

[3]霍明.山區(qū)高速公路勘察設計指南[M].北京:人民交通出版社,2008.

作者:王永健 張斌 周明凱 單位:中國華西工程設計建設有限公司 四川路橋勘察設計分公司