高速公路大火山段路線方案探討

時(shí)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(duì)地震烈度、斷裂帶、庫岸再造的仔細(xì)分析,通過地質(zhì)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(duì)山區(qū)復(fù)雜高速公路選線有一定的借鑒意義。

【關(guān)鍵詞】高速公路;地質(zhì)選線;隧道展線;斷裂帶

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(diǎn)考慮的因素。

1工程概況

G4216線寧南至攀枝花段高速公路項(xiàng)目(以下稱“本項(xiàng)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(xiàng)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(huì)東、會(huì)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(dòng)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(diǎn)、難點(diǎn)。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(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈,屬8度區(qū),地震烈度較大,破壞性較強(qiáng),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(dòng)斷裂帶的影響,(其中F2斷層歷史上發(fā)生過八級(jí)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?yàn)榭刂泣c(diǎn),以橋型方案為基礎(chǔ),選擇了地震適應(yīng)性強(qiáng),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(duì)穩(wěn)定,橋梁基礎(chǔ)處于基巖出露的地方(圖1、圖2)。初設(shè)路線方案對(duì)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(duì)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(duì)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2km,橋梁規(guī)模減少1163m,隧道增加1449m,大幅減少高墩橋梁,改橋?yàn)樗?,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)。

2.2花山隧道段

初設(shè)路線方案中花山1號(hào)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(hào)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60m,花山2號(hào)隧道出口段最大墩高達(dá)到80m,不利于安全;花山3號(hào)隧道進(jìn)口位于則木河F5強(qiáng)變形帶上,路線順斷裂帶布設(shè),工程風(fēng)險(xiǎn)極大。施工設(shè)計(jì)圖對(duì)該段路線進(jìn)行優(yōu)化,路線盡量遠(yuǎn)離F5斷裂帶,將3個(gè)隧道合并為2個(gè)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(shè)路線方案,烏龜塘隧道進(jìn)口前300m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(xiǎn)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(yùn)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224m。調(diào)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(fēng)險(xiǎn)(圖5)。

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(shí)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(jì)合理經(jīng)濟(jì),施工簡單快捷,運(yùn)營安全可靠、搶險(xiǎn)及時(shí)通暢的總體目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

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[2]JTGD20-2017公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[3]霍明.山區(qū)高速公路勘察設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)建設(shè)有限公司 四川路橋勘察設(shè)計(jì)分公司