川藏高速公路(西藏段)北线选线方案研究

吴孝敏， 邹 云， 陈书红

(1.招商局重庆交通科研设计院有限公司， 重庆 400067； 2.重庆市地质矿产勘查开发局107地质队， 重庆 401120)

川藏北线即共识中的既有G317通道，是《国家公路网规划(2013年—2030年)》中的G4217，是连接四川、西藏之间的主要快速通道之一。川藏北线起于成都，向西经汶川、理县、马尔康、炉霍、甘孜、德格、昌都，远期可向西延伸与青藏线G6衔接至拉萨，川藏通道走向见图1。

川藏北线的建设是稳定边疆、促进经济发展与民族团结、维护区域稳定的重要举措，具有重大政治、军事、经济意义，也是落实国家高速公路网(简称国高网)规划、完善路网结构、改善藏区交通、打通发展瓶颈、提高G317通道抗风险能力和抗灾能力切实可行的举措，更是补齐昌都地区交通短板、完善地区综合交通运输、促进矿产、旅游资源开发和社会经济发展的有力举措。

图1川藏通道位置

Fig.1 Location of Sichuan-Tibet passage

1 沿线资源

1.1 主要场镇

沿线城镇主要有岗托镇民俗村、岗托镇、同普乡、江达县、卡贡乡、青泥洞乡、妥坝乡、日通乡、如意乡、昌都市核心区等。

1.2 丰富的水资源、牧草地、林地、矿产资源

路线所经的金沙江及澜沧江是我国“水塔”向祖国东部大地输送优质淡水资源的主要通道。项目沿线地形陡峻、沟谷深切，险峰林立，沟壑纵横，地质破碎，适宜建设的土地资源有限，可利用土地资源大多分布在G317道路两侧。牧草地和林地是沿线地区最主要的土地类型，占土地面积的80%左右。沿线共分布有19个矿产规划区，其中玉龙铜矿的储量位列我国第二，远期储量可达1 000万t。

1.3 丰富的人文资源、旅游资源

沿线人文资源丰富、寺庙众多。人文旅游资源包括江达县岗托镇的红色文化旅游区及民俗文化村、同普乡的瓦喇寺(五明佛学院)、青泥洞温泉、多拉多石刻、卡若区的强巴林寺、昌都清真寺、茶马古道等。文物古迹中，属全国重点文化保护单位的有卡若遗址；属西藏自治区级重点文物保护单位的有强巴林寺、小恩达遗址、达玛恐龙化石点、噶玛寺；县级保护寺庙不计其数，其余如萨王府、昌都解放委员会办公旧址、昌都解放委员会小礼堂、将军楼、昌都烈士陵园、18军52师师部、大脚印等众多文物古迹。

昌都市旅游虽然以人文旅游为主，但其独特的自然风光及地貌类型构成了极具特色的藏东地区自然景观。较低海拔河谷区植被丰富，伴着山间流水构成天然的秀美风光；高山之间间或夹着平缓壮阔的高山草甸；高低陡缓间，既有令人心惊的陡峻岩石一线天，又有令人心旷神怡的大片草场，既有茂密林间潺潺流水的小瑞士风光，又有积雪厚重、岩石突兀耸立的山顶垭口。

2 G317存在的主要问题

G317国道起于四川省成都市，经都江堰、马尔康、甘孜和德格后，进入西藏，经昌都、丁青，最后到达那曲，全程2 034 km。G317国道承载了昌都地区95%的货物运输，建成通车后各种公路病害不断发生，公路路况急剧变差。国家持续投入了大量的人力、物力对其进行改造整治，技术标准和行车条件逐步改善。但随着经济社会的发展，川藏两省经济文化交流日益频繁，道路通行需求日益增加，道路运输日益繁重。根据交通量预测结果，至2040年，昌都至岗托段年平均日交通量达20 979 pcu/d，其中小车占比54.86%，大车占比45.14%。运输能力低下和社会经济发展需求高之间的矛盾越加突出，已成为地区社会经济发展的瓶颈[1]。

G317近年虽无长期断道和大型灾害发生，但现有道路技术等级低，弯道多，抗灾能力弱，地质灾害频发，堵车、塞车呈常态化，存在较多的安全隐患，主要问题如下。

2.1 技术等级低

G317西藏境德格至昌都段长约318 km，目前按三级公路标准基本整治完成，路基宽度7.5 m～8.5 m，翻越几座大型雪山段设计速度仅满足30 km/h，其余路段可满足40 km/h。沿线桥涵设计荷载可达公路-Ⅱ级。

2.2 道路破损、病害较多

G317线建成时间久，当时技术落后，加上不定期养护，现状路基大多依据地势开挖或自然填筑形成，边坡、防护、排水设施等工程大多简陋破旧。目前由于受各种地质病害的影响，部分路段的路基形状已遭到破坏，路基宽度已达不到相应技术等级；部分排水设施由于受各种地质病害、人类活动、年久失修等影响，已经降低或失去了排水功能，导致出现新的公路病害。

全线基本为沥青混凝土路面，路面结构整体承载能力不足，车辆超载现象普遍，加之该地区环境气候条件恶劣，路面结构出现了不同程度的功能性破坏。

2.3 沿线构筑物出现不同程度病害

沿线现有桥梁约40余座，主要以中桥、小桥为主，大中桥除部分伸缩缝内有杂物、锥坡有少量裂缝和一定程度的破损外，技术状况基本正常；小桥部分锥坡有少量裂缝和一定程度的破损，另有部分桥台出现跳车现象。沿线涵洞多有洞口堵塞致废、翼墙开裂等病害。

沿线多数挡墙施工质量较差，尤其临河挡墙基础埋深普遍不足，在暴雨、洪水冲刷下挡墙极易倾覆，其中2017年7月的暴雨导致G317线江达段大面积临河挡墙倾覆、路基坍塌，交通中断。

目前沿线设置的安全设施，标志、标线和护栏基本齐全，但相对简陋，且局部存在一些问题，仅能满足相应低等级道路需要。

2.4 路线绕行距离长

G317经过矮拉山、雪集拉山、达玛拉山等几座大型山脉段，为克服高差，翻越山脉时绕行距离长。本方案研究起点金沙江大桥至昌都的高速公路运营里程约200 km，而现状G317运营里程约310 km，其绕行距离示意见图2。

图2 G317线绕行现状示意

3 高速公路走廊研究

3.1 走廊选择要求

川藏北线作为我国高速公路主要骨架网，是四川及长江中下游地区进入西藏的重要通道之一，项目建设意义、建设条件都有其特殊之处，路线走廊的选择除了应注意常规的因素外，还应特别注意以下内容：

1) 服从国家、西藏及昌都市公路网规划总体走向，尽量顺直、快捷，减少绕行。

2) 着重处理好与G317的关系，减少与现状G317之间的干扰，贯彻地质选线，尽量绕避大型不良地质，如大型泥石流、滑坡、崩塌等。

3) 路线布设应重视生态环境、文物保护，尊重民族风俗，避让寺庙等宗教场所。

4) 地处高寒地区，应控制路线标高，避免和减少积雪路段。

5) 空气含氧量较低，为保证通风及救援、降低隧道施工难度、保证运营期间行车安全，尽量减小特长隧道长度[1-9]。

3.2 可能存在的走廊

结合川藏北线四川甘孜段与昌都段衔接情况，在交通大通道的前提下，存在南、北2个走廊带，见图3。

图3 可能存在的走廊示意

1) 北走廊(现G317走廊)

起于岗托镇，与G4217甘孜段中线走廊顺接，自东向西经同普乡、江达县、青泥洞乡、玉龙乡、妥坝乡，止于昌都市林场加油站附近，全长215 km。主要控制点为德格、岗托、江达、妥坝、昌都。

2) 南走廊

起于茂也村，与G4217甘孜段南线走廊对接，自东向西经相皮乡、贡觉县、察雅县，至吉塘镇后利用昌都至邦达机场专用公路向北至昌都市，全长约247 km。主要控制点为白玉、贡觉、察雅、吉塘镇、昌都。

3.3 走廊比选结论及推荐意见

1) 北走廊

符合国高网及西藏自治区关于G4217相关规划，与G4217甘孜段推荐走廊一致，建设条件相对容易，利于尽快打通川藏通道，与规划G4218形成的覆盖范围更广，更好地辐射沿线德格、江达县和卡诺区北部的发展，到昌都的运营里程短，更有利于昌都发展；但与G317在路网分布上存在一定的重复。

2) 南走廊

沿线可辐射贡觉县、察雅县、卡诺区南部，与G317相距约60 km以上，可弥补南部一带路网分布的不足；但与路网规划不符，路线多为沿河线，两岸“V”字型深切沟较多，地质破碎，不良地质密集，处治难度巨大，地形横坡较陡，路基修筑困难，桥梁比例高，工程建设及运营安全隐患多，环保影响大；建设里程较北走廊长约37.27 km，运营里程长约299.3 km。

3) 推荐意见

针对南北2个走廊，结合路网规划、区域经济发展、建设条件、工程规模等进行综合比较，北线走廊与国高网规划一致，里程较短，造价较低，推荐与G317走廊基本平行的北线走廊。

4 路线方案研究

4.1 走廊内可能存在的路线方案

结合全线地形地质条件及规划等控制因素，对推荐走廊区域内可能的路线方案进行综合研究，并进行初步测算比较。采用旷达计算机自动选线软件，对重点路段通过设置各种边界条件，由计算自动筛选，再根据工程可行性、地质条件等由技术专家综合判断出较有价值的线位。通过常规手段及计算智能辅助选线软件相结合，最后遴选出29条路线方案，进一步筛选确定了对比价值较高的14条比较线进行同精度比选，最后通过各段最优线位组合得出1条贯穿的推荐线位——K线[10-14]。

4.2 推荐路线方案

推荐方案起于岗托金沙江特大桥，经矮拉山隧道、江达县城、雪集拉山、玉龙乡、宗拉夷山、妥坝乡、达玛拉山隧道、日通乡，止于昌都市西环线，路线全长约208 km。全线桥梁长度70 376 m/120座，其中特大桥22 120 m/15座；隧道长46 421 m/17座，其中超长隧道28 229 m/3座；全线桥隧比为56.05%，全线占地9 308 433.21 m2，共设置8座互通式立交，3处服务区(与互通合并设置)，推荐路线方案示意见图4[1]。

图4 推荐路线方案示意

5 重大方案比选

本项目具有极其复杂的地形、地质、气候、生态条件、工程建设等“五个极其”的特点。项目工程艰巨，投资巨大，后期管养成本高，而交通量不大，经济效益不高，但政治、军事、国防战备意义等十分显著。项目的超长隧道、长陡下坡、深V高墩桥梁等是较为突出的工程技术难点和重点，以下提出几段方案研究中的重大方案比选进行论述。

5.1 矮拉山路段方案比选

路线经岗托穿矮拉山至同普乡段，受矮拉山阻隔，现状G317绕行较多，且海拔4 000 m以上仅为泥结碎石路面，道路线形迂回曲折、湿滑狭窄，在恶劣天气每天仅有2 h～3 h勉强能保证车辆通行，道路回头展线多达80余次。道路通行保障能力差、运行风险较大，严重制约着江达乃至昌都和西藏东部地区的经济发展。

目前G317岗托至江达段矮拉山隧道虽已建成通车，但出入口位于海拔4 000 m，前后路线连接线技术指标极低，仅能满足三级公路标准，难以满足本项目作为国高网和川藏北线大通道的便捷、快速需要。本次研究结合地形地质条件、矮拉山隧址、隧道长度、岗托镇规划选定K线、B1线、B2线、B3线、B4线、B5线进行比选，其中B2线隧道出口段墩高达200 m、B3线与地方规划冲突较大、B4线隧道太长(约17 km)且岗托互通立交设置困难，因此B2线、B3线、B4线比选意义不大，仅对K线、B1线、B5线进一步比选。

K线矮拉山隧道长9 605 m，跨越多曲河桥梁最大墩高60 m，岗托过境段明线利于岗托互通立交设置；B1线矮拉山隧道全长11 700 m，跨越多曲河桥梁，最大墩高40 m，对岗托镇规划影响相对较小，明线段多为高墩桥梁和深挖路段，岗托互通设置困难；B5线总体走向更为顺捷，不良地质影响小，隧道出口至同普段路线标高较为合理，路线较短、隧道过长、涉及部队靶场，具有进一步比选价值。矮拉山段路线方案示意见图5，优缺点比较见表1。

图5 矮拉山段路线方案示意

经综合比选，岗托至同普经矮拉山段推荐选用工程规模、隧道长度、经济带动作用均较为合理的K线方案。

5.2 雪集拉山路段方案比选

路线出江达县往西经卡贡乡、青泥洞乡至玉龙乡段受呈南北走向的雪集拉山阻隔，道路多次回头展线绕行较多、受风吹雪影响大、纵坡较大，通行能力差。

表1 K线、B1线、B5线路线方案优缺点比较

结合区域城镇分布、地形条件、工程规模、带动沿线经济发展和更好衔接地方路网，综合拟定K线、D1线、D2线、D3线、D4线进行比选，其中D2线、D3线隧道总长分别达19 158 m、8 740 m，D4线里程节约不明显，但隧道总长达14 325 m，因此D2线、D3线、D4线比选意义不大，仅对K线、D1线进一步比选。雪集拉山段路线方案示意见图6，优缺点比较见表2。

K线仅需设置一座长5 670 m的隧道，距离青泥洞乡较近，方便青泥洞乡及S202上下本项目，对沿线经济带动作用明显，隧道最少，与旧路走向基本一致，更好兼顾贡觉的发展，但路线较长。

图6 雪集拉山段路线方案示意

表2 K线、D1线路线方案优缺点比较

D1线较K线短约14 km，路线顺直，但为克服高差，局部展线段指标较低，隧道较长，距离青泥洞乡及贡觉较远，需设置3座隧道，隧道总长达10 973 m，需修建长约12.8 km连接线。

经综合比选，D1线虽里程节约、通道顺直，但距G317走廊较远，需修建约13 km连接线与地方路网衔接，且局部线形较差，隧道较多，贡觉车辆上下本项目需增加运营里程，较K线增加约3 km。K线与地方经济及路网规划发展相符，沿G317布设，对沿线经济带动明显、施工条件好、隧道较短、工程造价较低，故雪集拉山段推荐沿G317走廊布设的K线方案[15]。

5.3 达玛拉山路段方案比选

路线在经妥坝乡后须翻越达玛拉山至昌都，达玛拉山总体呈南北走向，地形起伏较大，不良地质集中，路线穿越困难。现状G317利用山系河谷沿溪呈“几”字形布设，路线绕行距离较长，多处地段狭窄呈“一线天”，沿线风景较好，生态保护要求高，狭窄的G317既有走廊内存在与高压电力线、热曲并行交织情况，相互穿行干扰较多。

结合地形地质条件、区域控制因素、桥梁墩高、特长隧道长度等共拟定8条比较线及一条K线进行比较，其中F4线绕行较长且隧道规模大，F3线、F5线、F7线、F8线因隧道规模太大，比选意义不大，因此仅对K线、F1线、F2线、F6线进一步比选。达玛拉山段拟定平面线位示意见图7，优缺点比较见表3。

图7 达玛拉山段拟定平面线位示意

表3 K线、F1线、F2线、F6线路线方案优缺点比较

F1线：基本沿现状G317进行裁弯取直布设于妥坝沟内，隧道较少，不存在长大纵坡和超长隧道，每km工程规模较小，但里程较长，且与G317、高压走廊、河流并行于狭窄河谷中，相互干扰较大。沿线不良地质发育，多处“一线天”段实施难度极大，施工风险较大，对沿线较好景观破坏较大。

F2线：降低了隧道进出口标高，明线段路线布设与地形条件结合稍好，但隧道长度过长(11 244 m)，后期运营成本较高，安全隐患大，隧道通风困难。

F6线：综合考虑了隧道长度和前后接线段路线与地形结合较好，改善隧道出口至扎曲大桥段平均纵坡，降低了明线段长大纵坡的运营风险。但隧道较长(12 849 m)，隧道运营有一定风险。

K线：适当缩短了达玛拉山隧道长度(9 988 m)，同时又最大限度利用勒曲和西曲河谷布设明线与地形充分贴合，但隧道出口至扎曲河段平均纵坡较大，多数桥梁纵坡超过4%，路线存在运营安全隐患。

鉴于该段地形复杂，超长隧道、长大下坡、特大桥梁等重难点工程技术问题集中，研究借助计算机辅助选线软件对区域进行建模，并根据实际调查及工程可能的制约因素、造价信息等控制条件作为变量输入软件，由计算机自动选择路线方案并根据造价最低原则择优推荐。

计算机辅助选线软件推荐结论与常规比选结论一致，即路线出妥坝后利用山谷展线缩短隧道长度，同时改善道路平纵线形指标，出达玛拉山隧道后，利用地形展线降坡跨越扎曲河，再利用扎曲河西侧台地布线至昌都的方案[12-13]。

综上所述，考虑运营安全、工程规模、运营里程、道路运营受气候等极端天气影响较多等方面综合考虑，本着“安全”的原则，穿越达玛拉山段推荐采用虽隧道较长、桥梁较高但能充分保证运营安全的F6线方案。

5.4 路线比选结论

本次路线方案选择，考虑了项目在国高网中的功能和地位，由此根据沿线地形、地质、气候、生态、各建设重难点等综合确定了技术标准，对路线走廊选定并比较后得出推荐走廊，再根据推荐走廊分段比选，最后将各段比较得出的推荐线位组合确定为岗托至昌都段贯通的推荐线位，见图8。

图8 川藏高速公路(川藏界至昌都段)推荐线线位平面

通过推荐线方案比选组合得出的推荐走廊，在能满足道路作为川藏大通道、国高网主干线便捷、快速的需求下，工程规模相对最小、建设难度相对最低、工程可实施性较强。

6 结束语

川藏高速公路通道各段研究进度不一、面临情况不同，有已建成通车的靠近成都和拉萨段，也有尚处于远期规划的昌都至那曲段。通过对川藏北线(川藏界至昌都段)路线方案长期研究，得出如下结论及建议：

1) 路线布设困难

路线平面选择受“高、低、阴、阳”空间受限。路线过低，则受制于不良地质、隧道过长；路线过高，则受制于冰雪气象、地质破碎、高墩桥梁；路线行于阴坡，则受制于路面积冰、行车安全；路线行于阳坡，则受制于温差变化、地质破碎等。

2) 长大纵坡突出

研究区地形落差较大，难免出现长大下坡路段，路线选择如何克服两点之间高差而安全合理地分配纵坡及如何控制特长隧道、桥梁高度规模，又兼顾道路运营安全，是纵面设计重难点。

3) 工程规模巨大

川藏北线由于地形起伏大、地面横坡陡、生态环境脆弱、峡谷河流众多，沿线各种桥梁隧道多，超长隧道、高墩大跨桥梁集中出现。同时，地区社会基础设施和管养能力、桥梁施工技术水平相对落后，桥型选择有限。

穿越大型山体的特长隧道较多，隧道单向施工排水问题突出、便道修筑困难、运营用电不足、施工工期较长、消防救援困难，同时高寒高海拔缺氧地区的公路特长隧道目前缺乏成熟经验，存在一定运营安全隐患和不确定因素。

4) 资金来源困难

项目地区经济欠发达，交通量较小，投资回报率低，难以进行社会融资。

5) 建设意义重大

川藏北线建设是祖国边疆稳固、民族团结、驱动西部经济发展的重大战略举措，就目前的工程研究结论而言，重难点问题在现有技术手段下均能解决。川藏北线西藏段工程是必要的、可行的。

6) 专题还需深入研究

鉴于项目的特殊性、复杂性，相关的勘察工作不断深入，部分重要工点、地质情况、超长隧道等工程重难点问题还需设置专题进行深入研究。