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目前高速公路正加速在我国的第一阶梯青藏高原上延伸,面临“地质条件极其复杂、气象环境极其恶劣、建设条件极其困难,生态环境极其脆弱,工程造价极其高昂、经验教训极其深刻”的局面。因此,依据已建或正在建设的以川藏高速公路为代表的藏区公路,及时进行工程经验、教训的总结,势在必行。

图1 崩塌、滑坡、泥石流集于一身的藏区公路一瞥
一、主要工程经验、教训
1、地质环境的复杂程度超出了工程的正常建设要求
藏区公路多位于我国地质构造活跃地区,高山峡谷之中大江大河发育,地震烈度和发震频率高,岩体破碎覆盖层发育,由此形成的地质灾害集大成者是控制公路建设的关键因素之一,几乎所有的公路都受到了恶劣地质环境的控制。
如长45km的映秀至卧龙二级公路修建三次,被地质灾害完全摧毁了两次,历时8年终于建成;长52km的绵竹至茂县二级公路连续不间断修建了近15年方才建成通车;等级较高的川藏高速公路北线都江堰至马尔康段建成后几乎时时遭受泥石流、滑坡、崩塌、河道快速冲刷或快速抬升的威胁,几乎年年存在断道问题,严重影响了道路工程的正常使用。而可以看到的是,在公路的使用期内,地质灾害对公路的影响将是长久的,深刻的。
2、地质认知难度极大,导致建设和变更成本极大
藏区地形地貌极其复杂,高山峡谷间V型河谷发育,加之海拔高度大,造成现场地质调查极其困难。由此导致的地质认知欠缺,造成工程建设成本快速攀升和建设期间的工程变更代价高昂。甚至有人戏言,川藏高速公路的变更费用少于1亿元都不好意思了。
如川藏高速公路南线泸定大渡河段,由于无人区的勘察难度太大,导致长达300km以上的泸定~炉霍区域性大断裂遗漏,造成了建设期间高达15亿元变更工程发生;川藏高速公路北线狮子坪段,由于无人区前期无法进入,导致建设期间由于库岸再造问题,不得不改线为一座长达13km的隧道进行绕避,形成的工程变更达14亿元之巨;与此同时,由于理县通化段在线路以上约900m的部位发生高位滑坡,最终导致工程变更净增加费用达4亿元以上。且变更后的隧道出口由于地质认识不足,导致崩塌摧毁洞口造成线路断道长达半年……
图2 变更过亿的隧道仰坡大型倾倒体治理
二、公路建设的应对之策
1、保证合理勘察和设计周期,提高工程地质勘察和设计质量
地质环境极其复杂的藏区公路工程建设,有着完全不同于我国其他地区建设的特点。如果不能保证相较于其他地区更为严格的勘察和设计要求,就极易出现对工程建设相当不利的局面,而这种挽救的成本往往是不堪承受之痛。
面对复杂的工程地质环境,应该静下心来做好前期的各阶段勘察和设计工作,磨刀不误砍柴工,这句话在哪儿都适用,尤其是在复杂的藏区公路建设之中。
通过大范围的区域地质调查,合理选取线路走廊。深入研究困难路段,加强控制性工程的方案比选。重视强震区及其次生灾害的调查,在有效应用传统地质勘察的基础上,加强BIM、无人机、激光扫描等先进技术的应用,从宏观与微观有效结合的基础上,提供坚实的地质基础。
通过认真逐一的地质资料掌握,加强线路标高、道路通过形式的合理确定,尽量避免各种类型的地质灾害对线路产生不可逆的危害。尤其是要加强隧道岩爆、软岩大变形,瓦斯,以及特殊地段桥梁形式的选用,加强河流的冲刷撞击防护和泥石流危害,加强上部崩塌、滑坡等地质灾害的致使威胁。重中之重的是要慎之又慎的对待超特大工程的选址和方案的确定,力求避免地质灾害的“一剑封喉”。设计中要避免脱离地质环境或简单套图,以敬畏的心去认真探究每个工点的设计方案。
2、注重气象选线,及早部署气象资料搜集
藏区公路海拔高,气候恶劣多变,但由于人烟稀少而相关的气象资料欠缺。因此,要加强常规气象站资料搜集的基础上,建立关键地段的气象研究,继而加强局部地段走廊带方位的研究,最大化的减少积雪、冰冻等气象灾害的影响。尤其是要加强高山越岭段隧道位置的综合确定和隧道洞口的防冻处治;加强不利高山峡谷区桥梁的抗风、防雪等设计。
3、快速升坡展线形成的连续超长隧道群、长大纵坡研究
青藏高原高山林立,地形地貌变化剧烈,对公路的建设形成直接的控制作用,对公路的正常营运影响巨大。如川藏公路南线四川境内接连翻越二郎山、折多山、高尔寺山、作泽多山、鸡玛拉山、海子山等六座海拔超过4000m的大山,多次跨过大渡河、雅砻江、金沙江等多条大江大河,造成线路存在快速升坡展线,形成超长隧道群和长大纵坡的情况。
如泸定大渡河特大桥至康定折多山段长约60km的路段,公路标高由1610m急剧升高至3870m,隧道占比约90%。尤其是在于区内的积雪冰冻叠加后,将直接影响公路的安全使用能力。
基于此,为有效控制工程投资规模,提高公路的安全使用能力,应加强藏区公路连续长大纵坡、超长隧道群的建设与养护原则。尤其是要加强长大纵坡条件下的连续超长隧道群通行能力研究,以及营运期间的安全保障和综合应急救援措施,以及相对舒适的驾乘环境要求等。
6、切实加强自然与人文环境保护
藏区由于特殊的气候条件和人文环境而具有众多的自然和文物保护区。但由于恶劣的气候地质环境,导致藏区生态环境脆弱,一旦破坏则往往很难恢复,甚至是不可逆。加之区内以藏民族为主的广大人民信仰各异,因此需加强自然与人文环境的保护,以绿色交通的理念力求将工程对环境的影响降到最低,力求公路工程措施融入当地的文化环境。尤其是要将头疼的弃土场有条件时通过“桥改路”消化,这样不但降低了弃方对环境的影响,也有效利用了路基的较高的防灾能力。同时,应利用弃渣加强观景台、停车区、场地规划等的应用,使弃渣变废为宝。

图3 欠环保的高大边坡治理

图4 融入藏文化的转经筒式抗滑桩
7、加强全过程的地质灾害监测
由于藏区特殊的复杂地质环境和相当发育的地质灾害,为进一步复核地质资料的可靠性,验证设计的合理性、控制工程施工质量和力求避免运营期间发生特重大安全事故,应在工程勘察设计阶段、建设阶段和运营养护阶段建立全过程的监测体系。这在前期建设和运营的公路工程具有十分惨痛的教训,切不可讳疾忌医。毕竟身体素质极差的藏区公路,是一定需要人们重点监测的。
考虑到区内高陡的山体、湍急的河流、恶劣的气象条件,以及地质灾害的高发性和不确定性等因素限制,工程监测应尽量以自动化监测为主,并应做好定期维护,力求将自然灾害、动物破坏和可能的人为因素对设备的损耗降到最低,确保监测的有效性和指导性。
8、重视运营期间的公路养护
由于藏区特殊的地质环境,公路建成的运营期间不可避免的会出现各种地质灾害,这就需要有序的将公路建设进行衔接。即前期设计、建设期间就应该充分考虑到后期公路运营期间的养护,确保公路的全天候使用。
基于此,藏区公路的建设应加强相关各行业部门的资源共享,从而提高工程品质;使高速公路、国省道和地方公路之间,公路与机场、川藏铁路之间形成综合立体交通体系,从而提高抗灾保通能力。
以上是笔者十多年间从事藏区公路经验总结,惶惶呈于大众,希望能对大家有所参考。 微信公众号:悠游2019
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