文丽娜， 王万江， 何健杰， 柯勇

(四川省公路规划勘察设计研究院有限公司， 四川 成都 610041)

雅叶(雅安—叶城)高速公路康定过境段起点与雅康(雅安—康定)高速公路相接，终点与康定至新都桥高速公路顺接。该项目里程不长，但建设条件复杂，面临5个“极其”(极其复杂的地形、极其复杂的地质、极其复杂的气候、极其脆弱的生态条件和极其复杂的建设管理)的建设条件，项目总体设计需考虑的因素多，取舍困难。

1 项目建设条件

该项目工程可行性研究推荐线长17.1 km，其中桥梁4座、长990 m，隧道3座、长15 015 m。设计速度80 km/h，路基宽度25.5 m。按四车道高速公路标准建设，主要技术指标见表1。

表1 雅叶高速公路康定过境段的主要技术指标

项目地处高山峡谷区，地质条件极其复杂，地震烈度高；受城市规划干扰大；属于长大纵坡运营路段；特长隧道施工风险大；位于贡嘎山国家级自然保护区实验区附近，环境保护压力大。

1.1 地形地貌

该项目位于康定市附近南北向的雅拉河和东西向的折多河谷内，地形南高北低，最高山峰高度大于5 000 m，山谷相对高差1 000～3 000 m，河谷宽度100～250 m，为典型的高山峡谷区。

路线起点升航至终点榆林直线距离约10.5 km，高差约430 m，为连续上坡路段。项目区域内主要为高山峡谷地貌，高山区地面横坡以25°～45°为主，覆盖层较厚。路线起点附近存在大量岩堆体，路线中部穿越一处巨厚大型崩坡积体。起点地形见图1。

图1 项目起点地形

1.2 地质条件

该项目位于松潘—甘孜造山带和扬子准地台大地构造单元之间，区内主要区域性断裂构造为鲜水河断裂带。该断裂带为北北西向断裂构造带，是马尔康地向斜与炉霍地背斜、雅江地向斜的分界断裂带，也是新构造运动强烈活动带和活动地块分界断裂带(见图2)，为四川省活动最强烈的活动断裂带。

1为板块缝合线；2为逆冲断裂；3为平移断裂；4为次级大地构造单元界线；GWNB代表冈瓦纳大陆；QCB代表羌塘—昌都陆块；SG代表松潘—甘孜造山带；YZB代表扬子陆块；NB1代表龙门山前陆逆冲楔；NB2代表盐源前陆逆冲楔；Ⅰ为川中台拱；Ⅱ为川东陷褶束；Ⅲ为上扬子台褶带

路线穿越鲜水河断裂带中段3条断裂，分别为雅拉河断裂、康定—色拉哈断裂和折多塘断裂。3条左旋走滑断裂呈梭状排列，近于平行展布，其几何形态和内部结构比北西段复杂。3条断裂均为全新世活动断裂(见图3)。

图3 项目区地质构造

该项目跨多个地层分区，主要为三叠系、二叠系、石炭系、泥盆系、志留系、震旦系及第四系等。共有7处不良地质，其中泥石流1处、滑坡2处、崩塌2处、不稳定斜坡2处。

1.3 地震

该项目所在地区的鲜水河—折多山北西向构造带是四川省重要的地震发生带。根据相关资料，该地震带内曾发生≥7级地震8次，四川省发生的7级以上地震近半数发生在鲜水河—折多山地震带。根据四川赛思特科技有限责任公司编制的《雅康高速公路康定过境连接线工程场地地震安全性评价报告》，该项目地震危险性概率见表2。

表2 工程场地地震危险性概率

根据2015年《中国地震动加速度反应谱特征周期区划图》及《中国地震动峰值加速度区划图》，地震动峰值加速度为0.40g，地震动反应谱特征周期值为0.40 s，其相应地震基本烈度为Ⅸ度。根据JTG/TB 02-01—2008《公路桥梁抗震设计细则》，E1设防水准为50年超越概率63%，加速度峰值由设计地震(50年超越概率10%)结合结构重要性系数确定，重现期100年；E2设防水准为50年超越概率2%，重现期2 000年。

1.4 城镇规划

康定市位于南北向的雅拉河和东西向的折多河河谷，峡谷区地形狭窄，道路拥堵，老城区现已趋于饱和状态。根据康定市城市发展规划，康定榆林规划为另一个城市组团。鉴于康定市现状及规划所限，该项目主要以隧道形式穿城而过，尽量减小对城市的干扰(见图4)。

图4 项目区与城镇规划的关系

1.5 环境敏感区分布

该项目终点附近以隧道形式穿越贡嘎山国家级自然保护区实验区，隧道进出口设在自然保护区之外，不涉及核心区和缓冲区。

项目沿线附近有龙洞水电站(在建)、金升水电站等，对路线布设有一定影响。龙洞水电站位于大渡河右岸一级支流瓦斯河上，为低闸引水式电站，即将开工建设。康定互通及服务区布设与其有干扰。金升水电站位于瓦斯河上，已建成使用，为小型水电站，跑马山1号隧道进口段与金升水电站相邻，影响范围大部分为隧道段。

2 总体设计原则

2.1 项目特点

项目地处川西高原山地与东部盆地西缘山地接触带的大雪山中段，地理条件及环境条件十分特殊，面临极其复杂的地形、地质、气象、环境等建设条件，存在工程技术、环境保护、投资大、实施困难等建设难题。主要特点如下：

(1) 地形、地质、气候条件复杂，抗灾要求高。

(2) 区域生态环境十分脆弱，环境保护要求高。

(3) 桥隧比例高，工程规模大，造价高。

(4) 地震烈度高，结构物抗震要求高。

(5) 建设工程技术难题众多，勘察设计难度大。

(6) 施工条件艰巨，环境恶劣，实施难度极大。

(7) 互通式立交的选型及布置要求高。

2.2 总体设计原则

该项目地处高寒、高海拔、高地震烈度区，建设中遵循“强化管理、深入研究、详实勘察、精心设计”的总体设计原则。重点做好如下工作：1) 灵活应用技术指标，多层次方案优选，减小工程规模；2) 高烈度地震区、地质灾害多发区公路的防灾、抗灾；3) 连续长大下坡与冰雪组合段的运行安全及应急救援；4) 极其脆弱生态环境的保护，巨量弃渣的合理处置；5) 复杂艰巨条件下施工组织，造价控制；6) 复杂地形、地质、气候条件下综合地质勘察；7) 极其复杂地形、地质、气候条件下隧道的修建；8) 高山峡谷、高烈度地震区桥梁选型、设计及施工；9) 高寒、高海拔地区路面结构抗凝冰与耐久性技术；10) 高山峡谷地形互通选型及沿线设施场坪布设。

3 路线总体方案

3.1 初步设计方案

该项目路线起点位于康定城东升航村，与在建雅康高速公路顺接，终点位于康定新城榆林，起终点高差约430 m。为克服高差，路线从康定城区以南过境，受地形限制，主要以隧道形式展线。考虑地形地貌、不良地质现象、城市现状干扰、道路运营安全、投资规模、隧道洞口选址、建设工期等因素，初步设计阶段拟定A、B、C、D、E、F、G、H、I、K共10种路线方案进行综合比选(见图5、表3)。

图5 初步设计阶段拟定的路线方案示意图

表3 初步设计阶段拟定的路线方案

上述10种路线方案主要围绕隧道露头位置进行不同的展线，共计4处隧道露头位置，分别为康定水厂、海船石、救灾应急中心、战斗坝。在康定水厂露头的方案有G线、H线，在海船石露头的方案有K线、C线，在救灾应急中心露头的方案有B线、D线、E线、G线、H线、I线，在战斗坝露头的方案有H线。

3.2 路线方案比选

3.2.1 论述方案

结合地形地貌、不良地质现象、城市现状干扰、道路运营安全、投资规模、隧道洞口选址、建设工期等因素，对拟定的B线、C线、E线、F线、G线、H线方案进行论述比选(见表4)。

表4 论述方案对比分析

3.2.2 同精度比选方案

K线、I线、D线起点位于康定城东升航村，接雅康高速公路。K线设康定互通接G318线，设跑马山1号隧道(长5 705 m)至海船石，设跑马山2号隧道(长2 505 m)至康定市救灾防灾应急中心，设跑马山3号隧道(长6 750 m)，止于康定南榆林新城，路段长17.134 km。I线设康定互通接G318线，设跑马山1号隧道(长8 780 m)至康定市救灾防灾应急中心，设跑马山2号隧道(长7 395 m)至康定榆林驷马桥村，路线止于榆林新城，设康定榆林互通接G318线，路线长18.044 km。D线设跑马山1号隧道(长8 665 m)至康定市救灾防灾应急中心，设跑马山2号隧道(长6 700 m)至榆林，路线长17.134 km。K线、I线、D线的比较(见表5)：

表5 同精度比选方案主要技术经济指标对比

(1) 平纵指标。I线平面指标值较高，隧道进出口采用大半径曲线，隧道内纵坡均≤2.5%，明线段设置缓坡段；D线特长隧道部分段落纵坡为2.85%。I线平纵指标优于K线、D线。I线道路平均纵坡为2.38%，且隧道露头段设置长2 km的缓坡；K线、D线道路平均纵坡为2.5%。从道路运营安全方面比较，I线优于K线、D线。

(2) 工程地质条件。K线海船石段隧道洞口为崩坡积体，洞口偏压严重，成洞条件差，处置难度大，施工及运营风险高；救灾防灾应急中心段断裂带分布较广，K线、I线、D线均与其交叉，D线以大角度与其交叉，K线、I线受断裂带影响的范围相当，D线略优。

(3) 与城区的干扰。海船石段K线以明线形式通过，且为崩坡积体路段，施工对加油站、变电站的影响较大，存在施工及运营风险；I线、D线以隧道形式通过，对其干扰较小。

(4) 工程规模。I线设2座特长隧道，共计16 175 m，斜井规模较大，通风效果较差，施工周期长；K线设3座隧道，共计14 960 m，隧道规模较小，斜井规模、通风效果等较优；D线设2座特长隧道，共计15 365 m，斜井规模较小。从工程规模比较，K线优于D线，D线优于I线。

综上所述，虽然I线工程规模较大，但平纵指标较优，道路平均纵坡最小，有利于运营安全，同时对城区的干扰小。因此，初步设计阶段将I线作为推荐方案。

4 建设难题的解决措施

I线建设中面临两大难题，即抗震设防烈度高和长大纵坡运营安全保障。

(1) 抗震设防烈度高。根据表2计算，跑马山2号隧道出口处的地震动峰值加速度大于0.40g，相应地震基本烈度大于Ⅸ度，抗震烈度高。跑马山2号隧道出口紧接榆林互通，该处需跨越榆林河、折多河，榆林互通处桥梁高度需按抗震设防要求严格控制。经抗震计算，将该处桥梁高度控制在30 m以下，且全部采用钢结构桥梁、薄壁轻型墩、钢盖梁等，满足抗震要求。

(2) 长下坡运营安全措施。1) 根据道路安全性评价结论，为提高I线的运营安全，降低运营风险，在工程可行性研究路线起点设置互通综合体的基础上，在路线终点设置榆林停车区，提高未来康新(康定—新都桥)高速公路自新都桥出发至康定62 km长下坡的运营安全；同时在跑马山2号隧道与1号隧道之间增设一处避险车道。2) 该项目主线右幅跑马山2号隧道-康定榆林互通及主线左幅跑马山1号隧道-康定互通隧道出口与匝道分流鼻间距均小于明适应距离+识别距离367 m的要求，且隧道出口与渐变段起点间距均小于明适应距离+完整认读标志并操作距离287 m，为此，对跑马山1号隧道出口段、跑马山2号隧道出口段进行特殊结构设计，拓宽一条车道作为辅助车道。3) 考虑隧道内长下坡段较长，I线跑马山1号隧道左线(车辆下行方向)每间隔一处将停车带加长至100 m，以便车辆应急停靠。4) 考虑到跑马山1号、2号隧道之间海拔较高，处于弯道和隧道洞口交界处，易受冰雪天气影响，路面设计中采用主动抑制冰雪技术，添加盐化物材料，延缓冰雪凝结。

5 结语

雅叶高速公路康定过境段总体设计中围绕项目控制性因素，以不遗漏任何有价值的方案为原则，认真比选，提出研究方案多达30余条，最终筛选出具有价值的10条路线方案。从地质条件、运营安全、工程规模、实施难度等方面综合比较，将相对较优的I线作为推荐方案。

围绕推荐方案，针对抗震设防烈度高的问题，提出断裂带附近桥梁高度控制在30 m以下，且桥梁全部采用钢结构、薄壁轻型墩、钢盖梁等措施；针对长下坡的运营安全保障问题，提出跑马山2号隧道与1号隧道之间增设一处避险车道、在跑马山1号隧道出口段和跑马山2号隧道出口段拓宽一条车道作为辅助车道、跑马山1号隧道左线(车辆下行方向)每间隔一处将停车带加长至100 m、隧道间路面采用主动抑制冰雪技术等措施。