典型示范工程G4216线宁南至攀枝花段高速公路宁南至大火山段路线方案探讨

王永健, 张 斌, 周明凯

(1.中国华西工程设计建设有限公司, 四川成都 610000; 2. 四川路桥勘察设计分公司, 四川成都 610043)

随着我国高速公路网络的不断完善，高速公路的建设重心已从东部地区转移到了西部山区；地形地势条件复杂、地震烈度高，不良地质频发是山区高速公路选线需要重点考虑的因素。

1 工程概况

G4216线宁南至攀枝花段高速公路项目(以下称“本项目”)是《国家公路网规划(2013～2030年)》中G4216成都至丽江高速公路的一段，也是《四川省高速公路网规划(2014～2030年)》“16、8、8”高速公路网中成都至沐川至攀枝花至云南高速公路、新市至习水高速公路的重要组成部分。项目起于凉山州宁南县城南侧黑泥沟，顺接G4216线金阳至宁南段高速公路，经宁南县、会东、会理、盐边，止于仁和区，顺接G4216线攀枝花至丽江段高速公路，路线全长166.167 km。其中宁南县城至大火山隧道段，路线全长43 km，高程从海拔989 m，上升至2 049 m，高差1 060 m，平均纵坡2.46 %。其中黑水河桥跨越活动断裂带的桥位、桥型选择，花山隧道展线克服高差，乌龟塘隧道进口优化等是重点、难点。

本段沿线地质主要为灰色白云岩和砂泥质白云岩，区域内地形起伏大，地质构造复杂，新构造运动强烈，属8度区，地震烈度较大，破坏性较强，区域稳定性较差。

2 方案比选

2.1 黑水河段路线方案比选

黑水河段线位受折木河断裂带影响，特别是F2、F4、F5活动断裂带的影响，(其中F2断层历史上发生过八级大地震)，所以桥位选择、桥型选择都是比较困难。外加黑水河河床底高程780 m，白鹤滩电站蓄水位826 m，电站将来蓄水后约45 m的水位差，桥址区库岸再造影响较大。

根据上述因素，路线以黑水河特大桥为控制点，以桥型方案为基础，选择了地震适应性强，可适当变形的悬索桥方案，并选择正穿F4断层，路基通过F2层的路线方案，使路线最短、桥址区相对稳定，桥梁基础处于基岩出露的地方(图1、图2)。

图1 桥型方案一(推荐)

图2 桥型方案二(比选)

初设路线方案对黑水河特大桥的桥位考虑不周全，斜交F4断层，另对白鹤滩电站水库蓄水后的库岸再造考虑不周全，安全隐患较大；其次桥梁多，高墩多，不利于抗震。施设对路线进行调整，调整后线型更顺直，黑水河特大桥正跨F5断裂带，缩短路线里程2 km，桥梁规模减少1 163 m，隧道增加1 449 m，大幅减少高墩桥梁，改桥为隧，增加高地震区的适应性，增加了安全系数，总体工程规模降低(图3)。

图3 路线方案一

2.2 花山隧道段

初设路线方案中花山1号隧道斜出洞，斜交角度30 °，洞口段覆盖层较厚，出洞条件差；花山2、3号隧道间明线段设桥梁，自然横坡极陡，施工条件很差，左线桥梁墩高普遍大于60 m，花山2号隧道出口段最大墩高达到80 m，不利于安全；花山3号隧道进口位于则木河F5强变形带上，路线顺断裂带布设，工程风险极大。

施工设计图对该段路线进行优化，路线尽量远离F5断裂带，将3个隧道合并为2个隧道，桥梁规模减少1 210 m，隧道增加988 m，增加1处特长隧道(4 035 m)，总体规模略有增加，增加了工程安全性，降低了施工难度(图4)。

图4 路线方案二

2.3 乌龟塘隧道段

初设路线方案，乌龟塘隧道进口前300 m范围跨越断层破碎带，地质条件极差，路线右侧坡面巨型孤石矗立，山顶卸荷裂隙极其发育，无法处治，高位崩塌风险极高。

施设根据地质条件，为避让高位危岩，隧道提前进洞，以隧道方式通过断裂带，确保施工及运营安全；结合连续长大纵坡段平均纵坡的要求，路线增长224 m。调整后桥梁规模减少355 m，隧道增加608 m，总体规模略有增加，规避了工程风险(图5)。

图5 路线方案三

3 结论

山区高速公路沿线地形地势差，地质条件复杂，外加高地震烈度区，路线选择时考虑的因素应全面，路线指标尽量合理、连续长下坡尽量控制在2.5 %以内、尽量少用高墩桥梁、争取多做路基和隧道、远离不良地质、大角度相交断裂带等总体思路；最终达到设计合理经济，施工简单快捷，运营安全可靠、抢险及时通畅的总体目标。