段 鋆 李永林

(四川藏區(qū)高速公路有限責(zé)任公司，成都 610041)

0 引言

四川藏區(qū)地處川、藏、青、甘、滇五?。▍^(qū)）的結(jié)合區(qū)域，主要包括甘孜藏族自治州、阿壩藏族羌族自治州和涼山彝族自治州的木里藏族自治縣的“兩州一縣”，是中國(guó)第二大藏族聚居區(qū)。

四川藏區(qū)地形依次經(jīng)過四川盆地、川西高山峽谷區(qū)、川西高山區(qū)、藏東南橫斷山區(qū)等地貌單元，海拔從500米快速爬升到4000多米，是盆地走向世界屋脊的“天梯”。該區(qū)域有藏、羌、回、彝、漢等多民族，既是藏漢人文社會(huì)融合交匯帶，又是革命老區(qū)，貧困地區(qū)、邊遠(yuǎn)山區(qū)，且生態(tài)環(huán)境、人文旅游、資源稟賦豐富多彩、得天獨(dú)厚。與此同時(shí)，自然災(zāi)害層出不窮。

橫穿四川藏區(qū)西進(jìn)的高速公路主要有南線和北線兩條主通道。目前，已開工建設(shè)的川藏高速公路有雅安至康定、汶川至馬爾康等高速公路，四川藏區(qū)的高速公路建設(shè)任務(wù)還十分繁重。

川藏高速公路的建設(shè)對(duì)深入貫徹落實(shí)國(guó)家新一輪西部大開發(fā)戰(zhàn)略、“一帶一路”倡議，完善高速公路網(wǎng)，推進(jìn)區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展，促進(jìn)藏區(qū)長(zhǎng)治久安，助力藏區(qū)快速發(fā)展、脫貧奔康以及漢藏文化融合具有十分重要的意義。

1 面臨的重大技術(shù)問題

川藏梯度帶高速公路面臨“五個(gè)極其”的建設(shè)條件：（1）地形極其復(fù)雜，項(xiàng)目穿越狹窄河谷和高大山體，地形陡峭，起伏巨大，地貌類型復(fù)雜多樣，橫斷山脈的嶺谷高差一般在1000-2000米，甚至高達(dá)5000米以上，多為典型的“V字型”深大峽谷。（2）地質(zhì)極其復(fù)雜，項(xiàng)目穿越“Y”字型構(gòu)造體系斷裂帶，緊鄰 “5·12”汶川震中，地震烈度高，沿線巖體破碎，滑坡、泥石流、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害多。（3）氣候極其惡劣，項(xiàng)目穿越不同氣候垂直分布帶，高海拔路段的雨、雪、冰、霧、風(fēng)等惡劣氣候影響時(shí)間長(zhǎng)，最低溫度達(dá)-30℃。（4）建設(shè)極其困難，項(xiàng)目橋隧工程多，技術(shù)難度極高，雅康、汶馬高速橋隧比分別達(dá) 82%和 86.5%，同時(shí)地區(qū)晝夜溫差大，施工機(jī)械效率低。（5）生態(tài)環(huán)境極其脆弱，項(xiàng)目緊鄰風(fēng)景名勝區(qū)、大熊貓棲息地等自然保護(hù)區(qū)，工程建設(shè)過程中帶來的棄渣、植被破壞等對(duì)環(huán)境影響大。

由此面臨多災(zāi)頻發(fā)、營(yíng)運(yùn)安全、環(huán)保節(jié)能和重大工程四個(gè)方面的重大技術(shù)難題與挑戰(zhàn)。

1.1 多災(zāi)頻發(fā)

（1）地震災(zāi)害。場(chǎng)址地震烈度高，受區(qū)域內(nèi)鮮水河、安寧河和龍門山斷裂構(gòu)成的“Y”字型構(gòu)造的影響十分嚴(yán)重，尤其是鮮水河潛在強(qiáng)震區(qū)和發(fā)震的龍門山斷裂帶，對(duì)結(jié)構(gòu)物防震抗震設(shè)計(jì)提出了更高要求。近年來，該區(qū)域發(fā)生了汶川地震、蘆山地震、康定地震等，地震滯后效應(yīng)帶來的危害逐漸顯現(xiàn)，區(qū)域防災(zāi)減災(zāi)工作更加嚴(yán)峻。

（2）地質(zhì)災(zāi)害。沿線地質(zhì)災(zāi)害是我國(guó)災(zāi)害分布最集中、活動(dòng)最頻繁、爆發(fā)規(guī)模最大、危害亦很嚴(yán)重的重點(diǎn)災(zāi)害區(qū)域，素有“災(zāi)害博物館”之稱。如，“7.27”雅康高速大仁煙特大橋線外高位滑坡、汶馬高速通化鄉(xiāng)高位滑坡、“6.24”茂縣疊溪高位滑坡等。

（3）氣象災(zāi)害。穿越不同的氣候垂直分布帶，表現(xiàn)出不同的氣候特點(diǎn)，雅安至天全段降雨豐富，年降雨量在1000～1750毫米；瀘定大渡河大橋橋址區(qū)基本風(fēng)速高達(dá)27米/秒，相當(dāng)于10級(jí)大風(fēng)，瞬間可達(dá)12級(jí)，而且風(fēng)場(chǎng)紊亂；汶馬高速古爾溝至鷓鴣山路段存在冰、雪、雨、霧同時(shí)出現(xiàn)的不利天氣情況。

（4）多災(zāi)疊加。在梯度帶內(nèi)高速公路沿線地質(zhì)災(zāi)害、地震災(zāi)害、氣象災(zāi)害同時(shí)出現(xiàn)，其疊加影響極為突出，危害十分巨大。

1.2 營(yíng)運(yùn)安全

（1）長(zhǎng)大縱坡對(duì)道路使用者帶來的風(fēng)險(xiǎn)。由于梯形帶內(nèi)地貌單元跨度大，路線在較短的距離內(nèi)，從低海拔盆地迅速抬升至高海拔地區(qū)，長(zhǎng)大縱坡問題十分突出。如，雅康高速瀘定至康定段線路長(zhǎng)度約40公里，高差達(dá)1200米，平均坡度已達(dá)到2.4%。順接的康定至新都橋高速公路，在康定至折多山段近60公里是連續(xù)縱坡。兩段加起來長(zhǎng)度近100公里，平均縱坡達(dá)到2.38%，而且隧道成群，部分路段隧道比達(dá)到94%，營(yíng)運(yùn)安全問題十分嚴(yán)峻。

（2）潛在災(zāi)害對(duì)道路構(gòu)筑物安全的風(fēng)險(xiǎn)。多次地震帶來的滯后效應(yīng)逐步顯現(xiàn)，區(qū)域內(nèi)潛在的多種災(zāi)害發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)不斷增大，特別是多災(zāi)疊加發(fā)生時(shí)將可能帶來通道的阻斷和生命財(cái)產(chǎn)的危害。

（3）應(yīng)急救援受單一通道對(duì)效率的制約。走廊的唯一，形成單一的救援通道，也為營(yíng)運(yùn)安全提出了考驗(yàn)。

1.3 環(huán)保節(jié)能

川藏梯度帶高速公路沿線環(huán)境敏感點(diǎn)多，工程棄渣量較大，植被破壞較大，工程建設(shè)的環(huán)境保護(hù)、水土保持的工作任務(wù)異常艱巨。項(xiàng)目隧道比例高，營(yíng)運(yùn)用電量大，運(yùn)維成本高，而近期交通量卻不大。如何有效運(yùn)用新理念、新技術(shù)、新設(shè)備，減少浪費(fèi)、降低成本，建設(shè)綠色經(jīng)濟(jì)、節(jié)能環(huán)保的公路勢(shì)在必行。

1.4 重大工程

重大工程的建設(shè)營(yíng)運(yùn)安全也是一項(xiàng)重大挑戰(zhàn)。如，雅康高速瀘定大渡河大橋地處“Y”字形構(gòu)造活動(dòng)交匯帶，地震烈度高達(dá)8度。邊坡陡峭，高度超過100米。峽谷風(fēng)場(chǎng)紊亂，風(fēng)環(huán)境復(fù)雜，瞬間風(fēng)速可超過每秒32.6米，相當(dāng)于12級(jí)臺(tái)風(fēng)；雅康高速二郎山隧道最大埋深達(dá)1500米，穿越13條斷層，瓦斯、涌水、巖曝，災(zāi)害突出；瀘康段大規(guī)模隧道群具有連續(xù)長(zhǎng)大下坡、應(yīng)急救援、棄渣運(yùn)輸?shù)燃夹g(shù)問題；汶馬高速鷓鴣山特長(zhǎng)隧道、獅子坪特長(zhǎng)隧道等重大工程同樣面臨著諸如大變形、瓦斯一系列技術(shù)難題。

2 主要舉措

面對(duì)上述四個(gè)方面的挑戰(zhàn)，主要采取了抓好前期工作、開展技術(shù)難題攻關(guān)和做好現(xiàn)代工程管理三項(xiàng)舉措。

2.1 抓好前期工作

（1）設(shè)計(jì)方案研究是基礎(chǔ)。采用包括地質(zhì)選線、氣象選線避災(zāi)選線在內(nèi)的方法進(jìn)行路線選擇，對(duì)繞避躲避災(zāi)害頻發(fā)點(diǎn)以及災(zāi)害隱患區(qū)域十分重要。將設(shè)計(jì)工作劃分為準(zhǔn)備階段、設(shè)計(jì)階段兩個(gè)階段，著重把好方案研究、外業(yè)優(yōu)化、內(nèi)業(yè)設(shè)計(jì)三個(gè)環(huán)節(jié)，進(jìn)行專項(xiàng)監(jiān)理、專業(yè)評(píng)估、專家評(píng)審，達(dá)到科學(xué)決策。

（2）設(shè)計(jì)方法創(chuàng)新是關(guān)鍵。針對(duì)項(xiàng)目的實(shí)際情況，創(chuàng)新設(shè)計(jì)互通綜合體、管理機(jī)構(gòu)與服務(wù)設(shè)施綜合體，推廣應(yīng)用包括交通安全風(fēng)險(xiǎn)智能預(yù)防誘導(dǎo)系統(tǒng)在內(nèi)的諸多新技術(shù)。全面貫徹落實(shí)智慧交通設(shè)計(jì)理念。按照交通物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)中心、高速云平臺(tái)三個(gè)層次開展建設(shè)，構(gòu)建以高速公路路維、監(jiān)控、救援一體化的智慧交通大數(shù)據(jù)云平臺(tái)系統(tǒng)。

（3）科研規(guī)劃是支撐。主要的目的有兩個(gè)：解決工程問題，轉(zhuǎn)化科研成果。形成了“一個(gè)目標(biāo)（安全暢通）、兩個(gè)出發(fā)點(diǎn)（基礎(chǔ)設(shè)施和營(yíng)運(yùn)安全）、三個(gè)層次（專題研究、成果應(yīng)用、研究試驗(yàn)）、四個(gè)方面（防災(zāi)減災(zāi)、安全暢通、經(jīng)濟(jì)節(jié)能及重大工程）”的規(guī)劃成果。

2.2 開展技術(shù)難題攻關(guān)

（1）在防災(zāi)減災(zāi)方面，開展了高原梯度帶潛在斜坡地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估、重大地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警及應(yīng)用示范、大規(guī)模隧道群全壽命周期結(jié)構(gòu)智能預(yù)警系統(tǒng)、深切峽谷河流區(qū)高速公路橋墩沖刷影響因素分析及防治等方面的研究，形成了“1+4”的防災(zāi)減災(zāi)機(jī)制（開展 1次再評(píng)估，整治一批已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的，排查一批潛在的，監(jiān)測(cè)一批有隱患的，上報(bào)一批線外的）。針對(duì)冰凍積雪路段運(yùn)營(yíng)安全問題，采用了減少積雪與長(zhǎng)坡疊加，主動(dòng)措施和管理手段結(jié)合；降低越嶺標(biāo)高，縮短長(zhǎng)坡與積雪路段長(zhǎng)度；隧道繞避；陽坡布線；提高路側(cè)護(hù)欄的防撞等級(jí)等技術(shù)手段。

（2）在營(yíng)運(yùn)安全方面，開展了梯度帶高橋隧比超長(zhǎng)縱坡行車安全保障技術(shù)、波形護(hù)欄撞擊智能報(bào)警、長(zhǎng)大隧道風(fēng)險(xiǎn)智能預(yù)防系統(tǒng)、重大交通基礎(chǔ)設(shè)施安全保障技術(shù)典型應(yīng)用示范等方面的研究，建立智慧交通及云服務(wù)綜合平臺(tái)（圖1），為營(yíng)運(yùn)安全保駕護(hù)航。

圖1 營(yíng)運(yùn)管理養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)

（3）在環(huán)保節(jié)能方面，開展了藏區(qū)高速公路水能資源開發(fā)利用、綜合利用清潔能源建設(shè)自發(fā)電智能電網(wǎng)、二郎山隧道利用氣壓差通風(fēng)節(jié)能、隧道照明綜合節(jié)能技術(shù)等方面的研究。針對(duì)環(huán)境敏感區(qū)的棄渣問題，充分利用隧道出渣加寬路基寬度，結(jié)合觀景臺(tái)、停車區(qū)進(jìn)行棄渣消化；利用支溝綜合改溝、造地、棄渣。

（4）在重大工程方面，針對(duì)大渡河大橋、二郎山隧道、鷓鴣山隧道、獅子坪隧道、跑馬山隧道群等重大工程，圍繞抗風(fēng)抗震、特殊地基、高陡坡岸、高地應(yīng)力巖爆及大變形、突水突泥、地質(zhì)預(yù)報(bào)、獨(dú)頭掘進(jìn)、低溫防凍、通風(fēng)節(jié)能、敏感區(qū)域水環(huán)境保護(hù)等多個(gè)方面開展了研究。

2.3 做好現(xiàn)代工程管理

管理手段是建好川藏梯度帶高速公路的重要保障。按照交通運(yùn)輸部關(guān)于現(xiàn)代工程管理的要求，積極探索項(xiàng)目業(yè)主代表處與總監(jiān)辦、監(jiān)理實(shí)驗(yàn)室、設(shè)計(jì)代表合署辦公的管理模式，突出業(yè)主的領(lǐng)導(dǎo)決策、指揮協(xié)調(diào)作用。重點(diǎn)推進(jìn)專業(yè)化施工，建立“專項(xiàng)監(jiān)控、專題會(huì)議、專項(xiàng)費(fèi)用、專家咨詢”的四專機(jī)制，堅(jiān)持“鋼筋集中加工、原材料集中分級(jí)堆放、砼集中拌和、砼梁板集中預(yù)制”的四個(gè)集中，加強(qiáng)過程控制，進(jìn)行程序化交驗(yàn)，推行標(biāo)準(zhǔn)工藝，采用先進(jìn)技術(shù)，確保實(shí)現(xiàn)“工程出精品，隊(duì)伍出人才，科技出成果”的建設(shè)目標(biāo)。

3 主要機(jī)制

在攻克川藏梯度帶高速公路四個(gè)方面重大技術(shù)問題的過程中，形成了聯(lián)合技術(shù)攻關(guān)和集成創(chuàng)新兩個(gè)比較好的機(jī)制。在聯(lián)合攻關(guān)方面，積極開展校企聯(lián)合，形成“產(chǎn)學(xué)研用”聯(lián)合攻關(guān)的模式。在集成創(chuàng)新方面，圍繞智慧交通進(jìn)行集成創(chuàng)新，成功研發(fā)上線了“高速云平臺(tái)”（圖2），并依托該平臺(tái)，開展3D GIS+BIM研究。

圖2 運(yùn)維階段人-車-路-結(jié)構(gòu)-環(huán)境綜合管控平臺(tái)

4 結(jié)論

圍繞川藏梯度帶高速公路建設(shè)重大技術(shù)問題所開展的工作總結(jié)起來就是54321：五個(gè)極其、四大問題、三項(xiàng)舉措、兩個(gè)機(jī)制、一個(gè)目標(biāo)。在此基礎(chǔ)上，應(yīng)大力發(fā)展智慧交通和交通旅游，建設(shè)綠色公路，并為以后川藏走廊重大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提供技術(shù)積累和寶貴經(jīng)驗(yàn)。