摘要 該文以瀘定至石棉高速公路為例，結合項目沿線地形、地質條件，分析斷裂帶與路線、橋梁的線位關系，對順斷裂帶路線的選線原則和特大橋橋位、橋型以及縱斷面標高的選擇進行研究總結，根據(jù)總結結論進一步優(yōu)化了路線、橋梁方案，優(yōu)化后的路線、橋梁方案經受住了“9·5”瀘定地震的檢驗。該文研究成果可為西部強震山區(qū)高速公路地質選線與安全選線提供參考。

關鍵詞 活動斷裂；順斷裂帶路線的選線原則；選線原則的應用及效果

中圖分類號 U412 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2024）19-0047-03

0 引言

四川省西部地區(qū)活動斷裂十分發(fā)育，其中鮮水河斷裂、安寧河—則木河斷裂、龍門山斷裂為境內三大主要斷裂，它們呈“Y”字形分布。

瀘定至石棉高速公路位于四川省甘孜州瀘定縣及雅安市石棉縣境內，地處青藏高原東南緣的橫斷山脈，場區(qū)主要位于龍門山地震帶和鮮水河—滇東地震帶，地震活動強度較大。在未來百年內，鮮水河—滇東地震帶有可能經歷至少兩個地震相對活躍期，并可能發(fā)生多次Ms≥7.0級地震。

場區(qū)附近7級左右大地震發(fā)生情況見表1。

場區(qū)內斷裂多，多數(shù)方案與活動斷裂平行、相交，加之沿線滑坡、崩塌等不良地質發(fā)育，對地質選線及安全選線提出了較高要求。

該文以瀘定至石棉高速公路工程為例，分析了項目區(qū)域沿線地形、斷裂帶和地震等地質條件。并根據(jù)《公路路線設計規(guī)范》（JTG D20—2017）[1]，歸納總結了順斷裂帶路線的選線原則和特大橋橋位、橋型以及縱斷面標高的選擇，期望能為類似強震山區(qū)高速公路地質選線與安全選線提供參考。

1 項目地形、地質特點

瀘石高速公路是《四川省高速公路網規(guī)劃（2022—2035年）》“S73瀘定—雷波高速公路”的重要組成部分，采用四車道高速公路標準建設，設計速度80 km/h，路基寬度25.5 m。

1.1 地形地質條件復雜

項目沿線以中高山峽谷地貌為主，境內山高坡陡，溝壑交錯，地勢起伏大，峽谷相對高差1 800～2 200 m。

受區(qū)域地質構造、大渡河谷深切卸荷及工程區(qū)內梯級電站的影響，項目沿線工程地質條件極其復雜，地質災害極其發(fā)育。初步設計通過大范圍谷歌地球三維模擬技術，大比例尺遙感技術，全斷面物探技術，按某個比例或足尺現(xiàn)場試驗、模型試驗、數(shù)值模型分析[2]等新技術、新手段的綜合應用，基本查明金光村～銅槽溝沿江段工程地質條件。測區(qū)不良地質主要有滑坡、崩塌、巖堆、泥石流、水庫坍岸、厚層堆積體等。

1.2 路線與斷裂帶平行、相交

路線總體走向為南北向，沿大渡河兩岸布設。場區(qū)內涉及的主要斷裂有瀘定斷裂、得妥斷層、二郎山斷裂、金坪斷層、大渡河斷裂、鮮水河斷裂、石棉—馬前門斷層等7條區(qū)域斷層。其中鮮水河斷裂南東段（磨西斷裂）、大涼山斷裂石棉段（石棉斷裂）均為全新世活動斷裂，具備發(fā)生7.5級左右大地震的構造背景；其他斷裂均為中更新世活動斷裂，不會對工程產生重大影響[2]。

項目K0+000～K46+000段與非活動性平行或相交，K46+000～K96+000段與活動斷裂、非活動性平行或相交，與鮮水河斷裂最近處僅約1 km。

線位與斷裂的關系見圖1。

2 順斷裂帶路線的選線原則

該項目路線走廊帶狹窄，與磨西活斷裂、石棉活斷裂近乎平行，地形地質條件極其復雜，強震對道路安全以及結構安全影響極大。如何做好地質選線工作是方案決策的基礎，是項目路線方案成敗的關鍵[3]。路線布設要貫徹地質選線、安全選線總體設計理念，堅持以下設計原則：

（1）路線盡可能遠離大渡河右岸磨西活動斷裂，應布設在非活動性斷裂影響區(qū)及地質條件更好的左岸；跨越活動斷裂應盡量采用大角度相交，以減少斷裂帶對道路安全的影響。

（2）充分重視橋位安全，特大橋橋位應遠離活動斷裂，并選擇利于抗震的橋型結構。

（3）應繞避大型滑坡、崩塌等重大不良地質病害區(qū)域。

3 選線原則的應用及效果

3.1 順活動斷裂路線走廊的選擇

K46+0000～K83+000段路線走向與磨西斷裂近于平行，最近處僅約1 km，局部與石棉斷裂和鮮水河斷裂相交。

路線與斷裂的關系見圖2。

該段走廊帶位于大渡河兩岸，得妥斷層、鮮水河斷裂帶于大渡河右岸通過。鮮水河斷裂規(guī)模較大，對該段走廊帶影響較嚴重。右岸巖體受斷層影響明顯，為碎裂結構，承載力低，斷層影響帶附近土體松散，且易變形滑動。

右岸走廊帶不良地質體由厚層堆積體、滑坡、錯落體、崩塌、巖堆及庫岸再造構成。其中，由大崗山水庫庫岸再造而牽引誘發(fā)的次生地質災害影響尤為明顯，磨西斷裂一旦發(fā)生強震，對路線安全影響巨大。

左岸走廊帶遠離磨西斷裂，該段巖體除局部受小斷層影響，巖體較破碎外，其余段巖體整體較完整，巖質較堅硬～堅硬。左岸走廊帶不良地質體不發(fā)育，主要以泥石流、小型危巖為主，通過工程處治可以確保安全。

此路段工可線位沿大渡河右岸布設，右岸地形相對寬緩、路基段落長，行車舒適、投資及運營成本較低；但距離磨西活動性斷裂較近，不良地質多，對路線安全影響巨大。初步設計將該段路線調整至大渡河左岸，以遠離磨西斷裂及主要不良地質，降低不確定地質風險帶來的安全隱患。該段路線重大方案調整長約37 km，占推薦線長度的比例約38.5%。

3.2 路線與活動性斷裂帶交叉方案的布設

K90+000～K96+000段石棉—馬前門斷層于大渡河河床中通過，該段大渡河左岸山體陡峭，存在大量滑坡、泥石流等不良地質災害；右岸無大型不良地質體，部分不良地質對路線有一定影響，但影響有限，可以采取工程處治措施后通行。因此，路線在安靖下壩提前跨越大渡河至右岸，且盡可能遠離石棉斷裂。同時，跨大渡河橋梁采用利于震后修復的40 m預應力混凝土簡支T梁。

路線與斷裂的關系見圖3。

從地質選線角度瀘石高速止點宜遠離石棉活斷裂，但由于受雅西高速接線點、大渡河梯級電站設置、地形等因素影響，止點位于石棉活斷裂附近，為此針對性地編制了《石棉斷層構造行跡及其工程效應研究》專項報告。設計結合專項報告結論，對橋梁和邊坡均采取了特殊抗震措施，以確保運營安全。但安全性能如何尚需時間去驗證。

3.3 順斷裂帶特大橋橋位、橋型的選擇

K線在K50與K60兩次跨越大渡河，均位于大崗山電站庫區(qū)內，主要控制性工程為K50+611.092沙壩特大橋，橋位處地震動峰值加速度為0.3 g，磨西斷裂帶基本平行于橋軸線，二者間距僅2.5 km。走廊帶內發(fā)育多處大型不良地質體，對擬建結構物影響嚴重，風險極高。

路線與斷裂的關系見圖4。

沙壩特大橋跨越電站庫區(qū)，橋位處為高烈度地震區(qū)、近強震活動斷裂帶，抗震安全是橋位及橋型方案選擇的決定性因素。初步設計擬定了鋼管混凝土拱橋方案（主跨601 m，計算跨徑約574 m）與無塔懸索橋方案（纜跨830 m、主梁長630 m）進行同精度比較?？紤]沙壩特大橋橋梁跨徑大、距離磨西活動斷裂帶較近，無論采用鋼管混凝土拱橋方案與無塔懸索橋方案，施工及后期運營安全風險均較大。經反復研究，推薦采用了遠離磨西斷裂帶（距離約5 km），在大崗山庫區(qū)尾水區(qū)跨越大渡河，更有利于抗震、結構物更安全的E1線方案，其跨大渡河的得妥特大橋主跨為4×72 m+5×70 m鋼箱組合梁。

E1線方案跨大渡河得妥大橋效果見圖5。

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3.4 縱斷面標高的選擇

瀘石高速公路橋隧比例約90%，復雜地形、地質條件下，橋梁、隧道的安全也是路線安全選線的重要組成部分。橋隧相接路段對上跨泥石流沖溝（或潛在泥石流溝）的隧道洞口、橋梁設計高程選擇時宜高不宜低，以留足橋下跨越泥石流溝空間，避免遠期溝谷淤堵，危及橋梁、隧道安全。

3.5 “9·5”瀘定地震的檢驗

2022年9月5日，瀘定磨西鎮(zhèn)發(fā)生6.8級地震，地震導致震區(qū)道路發(fā)生多處災毀，交通中斷，地方交通出行受到了極大限制。區(qū)域內S217線得妥至大崗山電站壩址附近段地震災毀嚴重，其中S217線大崗山電站庫區(qū)大渡河左岸聯(lián)合村隧道至田灣河段（K49+000～K61+000對應右岸段）道路至今仍不具備通行條件。但該項目K44+000～K60+000得妥段路線和橋梁、隧道等重大構筑物均經受住了地震的檢驗，避免了重大安全事故及投資損失。同時，若該路段選擇右岸工可線位，強震將對路線、橋梁、隧道和施工人員安全均會帶來巨大的威脅。

4 結語

該文以瀘定至石棉高速公路為例，結合項目沿線地形、地質條件，對順斷裂帶路線的選線原則和特大橋橋位、橋型的選擇以及縱斷面標高的選擇進行研究總結。期望能為西部強震山區(qū)高速公路地質選線與安全選線提供參考。研究結論如下：

（1）西部強震區(qū)地質條件十分復雜，by/fILWwqF0Lv7pgTfMjQlTjSpnpc+7yBpqOFvPncuo=在實際地質選線、安全選線工作中將遇到一定困難，需要查明區(qū)域內的不良工程地質，包括區(qū)域穩(wěn)定性問題以及不良地質問題。同時，可通過無人機航拍技術、大范圍谷歌地球三維模擬技術、大比例尺遙感技術、全斷面物探技術等新技術、新手段的綜合應用，提高勘察成果的精度，為地質選線奠定堅實的基礎。

（2）順斷裂帶強震區(qū)的路線應盡量遠離活動斷裂，減少不良地質的影響，將路線布設在地質條件較好的一端；同時，應充分重視高烈度山區(qū)的橋梁安全，橋梁結構選型要符合“大震不倒、中震可修、小震不壞”的抗震設計原則。

（3）經過“9·5”瀘定地震檢驗，瀘定至石棉高速公路在強震區(qū)、活動斷裂的地質選線、安全選線原則總體是合理的，為今后強震區(qū)域高速公路路線設計提供了一定的經驗，但具體到每個項目還應結合活動斷裂的實際特點做進一步的研究。

參考文獻

[1]中華人民共和國交通運輸部.公路路線設計規(guī)范：JTG D20—2017[S].北京：人民交通出版社股份有限公司，2017.

[2]劉四昌.公路總體設計的地質選線思路、原則和方法[J].成都理工大學學報（自然科學版），2017（4）：417-424.

[3]孫廣遠.山區(qū)高速公路地質選線實例研究[J].公路工程，2013（10）：258-262.

收稿日期：2024-08-16

作者簡介：王強（1973—），男，本科，高級工程師，目前從事道路勘察設計與咨詢審查等工作。

通訊作者：王兆林（1977—），男，碩士研究生，正高級工程師，目前從事道路交通安全設施設計與咨詢審查、安全性評價、安全工程等工作。