貴州花江峽谷特大橋安龍岸橋位選擇

周松

（貴州省交通規劃勘察設計研究院股份有限公司，貴州 貴陽 550001）

1 工程概況

六枝至安龍高速公路（簡稱“六安高速”）是《貴州省高速公路網規劃（加密規劃）優化調整研究》高速公路網絡的重要組成部分，路線全長約150.1km，全線采用雙向四車道高速公路，設計速度80km/h，路基寬度24.5m，設計荷載為公路-I 級，項目估算總投資243.06 億元。

花江峽谷特大橋位于路線ZK61+074.059（YK61+012.846）～K63+916.6 段，橫跨關嶺縣花江鎮及貞豐縣平街鄉接壤的北盤江大峽谷，全長2890m，橋梁高度625m，主橋采用單跨1420m 鋼桁梁懸索橋，六枝岸索塔高度257m，錨碇為隧道錨，安龍岸索塔高度197m，錨碇為重力錨，是六安高速的重點控制性工程，也是貴州省十四五時期重點打造的“橋旅融合”項目。

橋梁于2022 年1 月18 日正式開工建設，預計2025 年6 月30 日建成，建成后將刷新杭瑞高速北盤江大橋565m 的高橋記錄，將成為世界第一高橋，且跨徑將居世界第十、山區世界第一。貴州省交通規劃勘察設計研究院承擔該橋施工圖階段的勘察設計工作。花江峽谷特大橋效果圖如圖1 所示。

圖1 花江峽谷特大橋效果圖

2 工程地質條件

2.1 地形地貌

項目區地處云貴高原向廣西丘陵過渡的斜坡地帶，屬溶蝕低中山地貌單元。橋梁橫跨寬闊深切的“U”型峽谷，峽谷兩岸坡度大多在50～75°之間，橋位附近峽谷寬度1200～1800m，谷深420～565m，地勢險峻。

橋區地面高程介于489.1～1287.3m 之間，相對高差798.2m。六枝岸引橋段地形總體呈單斜坡，平均坡度35°。安龍岸引橋段從峰叢洼地間通過，洼地間地形總體較平緩，峰叢區域坡度達55～85°。

2.2 地層巖性

場區覆蓋層整體厚度較薄，大多基巖出露。覆蓋層為殘坡積（Q4el+dl）粘土，零星分布于緩坡地帶及巖溶洼地內，一般厚度0.1～1m，局部最大厚度8m；基巖為三疊系中統楊柳井組（T2y）薄至中厚層狀白云巖夾角礫狀白云巖，層間夾泥質薄膜，為軟弱夾層。

2.3 地質構造與地震

場區位于揚子準地臺-黔北臺隆-六盤水斷陷-普安旋杻構造變形區，發育有向斜XX1及背斜BX1。向斜XX1軸向105°，北東翼產狀195°～215°∠55°～86°，南西翼產狀15°～50°∠3°～50°，軸部于K61+25處與路線相交，交角60°，六枝岸索塔位于向斜軸部如圖2 所示。背斜BX1 軸向為近南北向，東翼巖層產狀76°∠32°，西翼巖層綜合產狀340°∠25°，安龍岸索塔位于背斜西翼如圖3 所示。

圖2 六枝岸向斜照片

圖3 安龍岸背斜照片

根據《中國地震動參數區劃圖》（GB 18306-2015），場區地震動反應頻譜特征周期0.35s（六枝岸）、0.40s（安龍岸），地震動峰值加速度值0.10g，對應地震基本烈度Ⅶ度。

2.4 水文地址特征

場區地下水類型為第四系松散土層孔隙裂隙水、巖溶水。地下水靠大氣降水及北盤江側向補給，降水大部分以坡面流形式順兩側山體匯入橋位中部的北盤江排出場區，一部分下滲形成地下水沿巖體節理裂隙、巖層層面、溶蝕孔洞、巖溶管道向地勢低洼處排泄。安龍岸發育巖溶洼地及巖溶管道，巖溶管道為地下水的排泄通道。巖溶洼地匯水面積約2.24km2，由于巖溶管道排水能力弱，雨季洼地易積水，積水面積約0.89 km2，積水深度一般1～4m，消水期5～10 天。

2.5 不良地質

場區的不良地質問題有巖溶、危巖體:

（1）巖溶洼地、巖溶管道：巖溶洼地位于K63+083～K63+450 左325m處，呈長條狀，長約520m、寬約85～185m，中心最大深度約4m。管道入口位于K63+140 左62m 處，發育方向大致呈南北走向，直徑0.1～0.5m 不等。安龍岸錨碇位于巖溶管道入口段，管道頂板厚度薄，采用揭穿回填處理；

（2）鉆孔巖溶：橋區施工172 個鉆孔，共有24個鉆孔遇見溶洞、溶蝕裂隙，鉆孔見巖溶率為14%，巖溶中等發育，溶洞發育深度在1.1～83.4m 之間，洞高0.2～3.8m，采用開挖回填或樁基穿透處理；

（3）危巖體：分布于陡崖一帶，裂隙發育，目前處于自然穩定狀態，在暴雨、施工擾動等作用下，易崩塌失穩，對影響橋梁建設的危巖體進行清除處理。

3 橋位選擇

六枝岸岸坡整體穩定，橋梁位置主要受控于索塔下塔柱的高度；安龍岸橋梁位置主要受控于橫橋向順層邊坡。根據綜合勘察，初步設計方案K62+600～K62+950段6#索塔及7#～12#橋墩位于具有臨空面的順層邊坡上，6#索塔處最不利的工程地質橫斷面圖如圖4 所示（右側為初步設計階段索塔位置）。邊坡巖層產狀320°～359°∠22°～27°；主要優勢節理為J1（52°∠83°）、J2（294°∠75°），節理寬度一般0.3～2.0m，最大3.0m；可見深度一般1～3m，最大達8m，黏土充填。

圖4 安龍岸索塔最不利工程地質橫斷面圖

根據赤平投影分析（圖5）：巖層層面與自然坡面（臨空面）傾向一致，傾角小于臨空面坡腳，為不利結構，易發生順層滑動；由巖層層面與節理J1、J2 組合形成的交點位于臨空面投影弧及自然坡面投影弧之間，組合交線陡于自然坡面緩于臨空面，屬不穩定組合結構面，坡體易產生楔形坍塌、掉塊。以上結構面均為不利結構面或不利結構面組合。

圖5 赤平投影分析圖

根據初步設計階段《花江北盤江大橋邊坡穩定性專題研究報告》（初步設計階段橋名為“花江北盤江大橋”）推薦的邊坡巖體物理力學參數，結構面層間抗剪參數正常工況下取C=80KPa，Φ=25°，暴雨工況按0.85 進行折減。根據典型橫斷面最不利潛在滑動面（如圖4 所示）進行計算，正常工況下自然邊坡穩定性系數Fs=1.22，處于基本穩定狀態，不滿足岸坡穩定性系數的控制性標準，暴雨工況下對參數進行折減，安全系數更不能滿足岸坡穩定性系數的控制性標準。

順層邊坡高度123～158m，處治難度大，施工圖階段將安龍岸橋位左移，如圖4 所示（左側為施工圖階段索塔位置），避讓了順層邊坡，再根據橋梁的位置，將安龍岸線位左移90～110m，成功避免6#～12#橋墩位于高大的順層邊坡上的處治問題。另外，線位左移后，安龍岸索塔及錨碇處的位置地形平坦，避免初步設計階段安龍岸索塔三級基坑邊坡約7 萬方及錨碇八級基坑邊坡約11 萬方，共計約18 萬方的山體開挖，為建設綠色交通起到很好示范作用。

4 結論

安龍岸橋位的選擇充分考慮橋區含軟弱夾層順層邊坡的不利工程地質條件，通過橋位左移，成功避讓超過百米的具有臨空面的順層邊坡。目前橋梁基礎施工已經完成，施工開挖揭示的地質情況與勘察資料吻合，是地質選線在山區峽谷區域復雜地質條件下的成功運用。