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

隨著我國高速公路網絡的不斷完善，高速公路的建設重心已從東部地區轉移到了西部山區；地形地勢條件復雜、地震烈度高，不良地質頻發是山區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《國家公路網規劃(2013～2030年)》中G4216成都至麗江高速公路的一段，也是《四川省高速公路網規劃(2014～2030年)》“16、8、8”高速公路網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，經寧南縣、會東、會理、鹽邊，止于仁和區，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，烏龜塘隧道進口優化等是重點、難點。

本段沿線地質主要為灰色白云巖和砂泥質白云巖，區域內地形起伏大，地質構造復雜，新構造運動強烈，屬8度區，地震烈度較大，破壞性較強，區域穩定性較差。

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，橋址區庫岸再造影響較大。

根據上述因素，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、橋址區相對穩定，橋梁基礎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2 km，橋梁規模減少1 163 m，隧道增加1 449 m，大幅減少高墩橋梁，改橋為隧，增加高地震區的適應性，增加了安全系數，總體工程規模降低(圖3)。

圖3 路線方案一

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60 m，花山2號隧道出口段最大墩高達到80 m，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

初設路線方案，烏龜塘隧道進口前300 m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育，無法處治，高位崩塌風險極高。

施設根據地質條件，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；結合連續長大縱坡段平均縱坡的要求，路線增長224 m。調整后橋梁規模減少355 m，隧道增加608 m，總體規模略有增加，規避了工程風險(圖5)。

圖5 路線方案三

3 結論

山區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，路線選擇時考慮的因素應全面，路線指標盡量合理、連續長下坡盡量控制在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濟，施工簡單快捷，運營安全可靠、搶險及時通暢的總體目標。