高原藏区老路改扩建路线总体设计的实践及探索

何 必

(四川省交通勘察设计研究院有限公司,四川成都 610017)

1 项目概况

国道317线汶川至马尔康公路是国道网规划(四川境)中十二条出省通道之一，是川藏北线的重要组成部分，不仅承担着省州之间联络线和进藏通道的重要作用，更是“5·12”地震后最先打通的生命西线，被交通运输部列首批灾后重建项目。路线起于汶川县城，经理县，过鹧鸪山至马尔康，路线全境位于阿坝州境内，路线全长约209 km。

2 项目特点及难点

项目区处于四川盆地与青藏高原东南缘的过渡带上，属构造剥蚀高山峡谷地貌。路线走廊以鹧鸪山为分水岭，鹧鸪山至汶川为杂谷脑河，鹧鸪山至马尔康为梭磨河，工程项目特征为典型三州地区沿溪线等级公路改建工程。由于项目承担了灾后重建的西线生命通道，其项目的特点及难点主要体现为工期紧、任务重；不良地质发育较广，地震引发的次生灾后严重；山谷切割较深、路线走廊带狭窄、通道单一、施工保通难度巨大；项目区处于高寒高海拔地区，部分路段冬季积雪、暗冰影响严重，生态环境极其脆弱。

3 项目设计创新及经验总结

项目设计遵循尊重自然、顺应自然、以人为本、安全第一的总体设计原则，深度把控工程地质状况，全局谋划路线总体设计，多方案多思路进行老路扩宽及提档升级，提高道路防灾、抗灾能力，改善安全行车条件，保障道路通行能力，确保总体设计方案的经济性、合理性。

3.1 强化地质选线，采用综合地质勘察方法，探明工程地质情况，评定地震灾损情况

受地震影响，工程区沿线崩塌、滑坡、泥石流等不良地质众多，区域性断裂及紧密褶皱等构造发育。项目在勘察设计阶段，开展全路线1∶1万、重要工点1∶2000等地质调绘，查明沿线地震灾损情况，不良地质的分布和基本特征。对重要工点，在地调和物探基础上采用地质钻探等综合勘察手段加以验证。根据灾损和不良地质情况，按“点、线、面”对工程地质进行分类、分级，给后续的路线方案总体设计提出建设性意见和建议，对路线总体设计路线走廊、路线指标的采用提供详实的基础资料，确保了设计方案的安全性、经济性和合理性。

3.2 加强路线总体设计，灵活运用路线指标，避免次生灾害，确保道路运营安全

路线展线严格地质地形选线、环保选线的理念，针对三州地区特殊的地质条件，采取“欺河不欺山”的设计理念，遵循地形、地质选线，环保选线的原则，采用“绕、治、留”综合措施防治措施。对地质灾害极重路段，采取路线绕避，无法绕避的工点，加强特殊工点设计，分别采用了隧道、明洞、棚洞、主被动网、抗滑挡墙、桩板墙、半边桥、栈桥、拦冰墙、锚索、框架梁、碎石桩、格宾墙等工程措施，在建设资金允许的条件下，最大限度处治不良地质工点，最大程度上避免次生灾害的发生，确保工程建设以及公路运营安全(图1、图2)。

图1 G317汶马路王家寨段

3.3 总体把控纵面设计，确保总体土石平衡，最大限度提高老路的利用率

总体设计时，路线纵坡控制在兼顾土石方基本平衡的原则下，最大限度减少废方以及借土填方。汶马路总体设计时，老路利用率达80 %。其纵坡设计时，采用“宁填勿挖”的设计理念，避免了因为老路路面的开挖造成大量的软基换填；避免了由于边坡的开挖引发的地质次生灾害；避免了以往其他工程施工时，老路破坏严重，大量堵车现象的发生。不仅最大限度地节约了工程造价，而且保障了后期公路的运营安全，更是让极其脆弱的生态环境得到了最大限度的保护，使建成的汶马路与自然融为一体，相得益彰。

3.4 路线总体综合考虑路基横断面设计，多思路多形式进行老路的扩宽改造

3.4.1 总体把控，分段进行隧道和明线，桥梁和路基的综合比选

山区等级公路改扩建，受地形条件限制，特别是傍山沿溪线路段，横断面陡峭，外侧(临河侧)高差大，挡防及桥梁设置困难；内侧(靠山侧)开挖坡面达4级以上路段，山体开挖易失稳路段。应综合研究路线方案研究，做好隧道方案和明线、桥梁和路基方案的综合比选，择优选择路线方案。

3.4.2 因地制宜，采用多种桥梁形式进行老路的路线指标的提升

汶马路在设计和施工时，采用动态设计方式，充分结合路线、路基以及行洪的要求，采用跨河桥、顺河桥、半边桥多种桥梁形式进行老路的扩宽改造，以不同的桥型来适应地形、地质以及简化施工进行布设。

3.4.3 适应地形，灵活选取路基宽度值，局部可采用单车道

老路改扩建通视条件良好，满足会车视距路段，可灵活选取路基宽度值，局部采用单车道。其单车道设计指标的采用，可根据公路路线设计规范，灵活采用四级公路单车道的设计指标，单车道路基宽度采用4.5 m，设计速度宜采用30 km/h，应在不大于300 m的距离内选择有利地点设置错车道，并使驾驶者能够看到相邻两错车道之间的车辆，设置错车道路段的路基宽度应不小于5.5 m，有效长度应不小于20 m。

3.4.4 充分利用，利用下挡防结构完整的挡墙进行悬挑，实现局部路段加宽改造

老路改扩建在老路挡墙外加宽，需拆除旧挡重新修筑，施工作业面小，基础开挖引发原路的断道，在施工保通便道无条件修建时，保通难度巨大。针对类似情况，应充分分析、检测原挡墙的结构稳定性，在旧挡墙完好，横断面加宽值不大的(一般控制小于50 cm)情况下，可采用悬挑挡墙特殊结构以满足路面宽度以及线形指标的要求(图3)。

图3 挡墙悬挑结构设计示意(单位:cm)

3.4.5 依托科研，采用栈桥方案实现老路改扩建高线位横断面加宽

本项目鹧鸪山至马尔康段，路线基本沿梭磨河右侧布设。其中王家寨局部段为陡峭山坡地段，外侧为狭窄急流河道，老路路基呈半山洞横断面型式，俗称“老虎嘴”路段，坡面陡峻，河谷深切，走廊狭窄，视距差，为事故多发路段，路线指标提升难度巨大。路线总体通过隧道和明线、明线和路基的综合比选，结合老路路基为完整的基岩，依托科研，提出用悬挑结构技术修建陡峭地形路段的山区公路，加宽原有道路。简化施工工艺，节省材料，同时避免高切坡或高填方等可能诱发大型滑坡、崩塌的安全隐患，还有利于保护山区的自然生态环境，同时该道路结构还具有较强的抵御地震作用的能力(图4、图5)。

图4 G317线汶马路栈桥下部结构

图5 G317线汶马路栈桥桥面

3.4.6 交旅融合，依托地形实时打造临时停车区、休息区等景观小品，保证后期运营安全

汶马路在设计以及施工阶段，充分利用老路地形、弃土场，新建公路旁的老路路基来设置紧急停车带、临时停车区、休息区和观景台。简化临时停车区以及观景台的设计，使临时停车区更加人性化、合理化。如马尔康梭磨乡路基宽度拓宽至12 m，就充分考虑了梭磨乡的城市发展规划，使原来因为停车造成过城镇路线堵塞的现象彻底改变(图6、图7)。

图6 G317线汶马路简易停车区

图7 G317线汶马路梭磨乡路基加宽段

4 从汶马路的建设反思高原藏区老路改扩建路线总体设计

4.1 老路改扩建应充分研究老路走廊，提高老路利用率

我省三州地区老路改扩建项目区总体建设条件相对较差，其地质构造复杂，山谷切割较深，山体挤压破碎严重，路线走廊带狭窄，公路拓宽以及线形指标提高难度巨大。主要体现为地形条件差，走廊带相对单一；地形条件差，不良地质较为发育；线型指标差，运行速度低。

老路改扩建应充分研究老路走廊，其主要原因为老路走廊运营时间长，期间通过多次局部优化调整、整治以及工程养护，其走廊的地形、地质在同一走廊带内占据最有利的位置。最贴合实际的地形地质条件，其工程建设费用也是最低的，其地质病害也是相对最少的。其不良地质以及地质病害也相对集中，只是受建设资金的影响，不能彻底的根治。

老路改扩建应全面详细地进行老路状况调查，分析老路现状及存在的问题。应加强与地方行政主管部门地及公路养护部门深度沟通，详细了解老路运管情况，弄清楚老路灾害点位置，如事故多发点，不良地质灾害点等。充分分析论证老路状况后，确定项目改扩建的总体思路，明确项目的重点和难点，分类，分级进行老路改扩建总体设计。

4.2 根据项目建设资金情况，分段分级论证项目建设时序，重点建设项目瓶颈路段

项目的建设资金的筹措是项目建设的重要基础，老路改扩建及国省干道的提档升级应根据项目建设资金的总额情况，结合本项目的实际的建设情况，分段分级论证整个项目的建设时序，合理分配建设资金。在建设资金有限的情况下，首先应保证项目运营安全，实现“先通后畅”的总体目标。首先打通项目建设的瓶颈路段，实现项目的 “先通”，如越岭线控制性隧道，沿溪线控制性桥梁，滑坡、泥石流等不良地质易发点，线型指标低的事故易发点等。其余路段充分利用原有老路通道，地形条件好，不影响运营安全的路段，不刻意追求高标准。充分利用有限的建设资金，实现项目全年运营的基本目标。

4.3 深度研究路线走廊建设条件，树立安全、环保意识，灵活把控设计指标

老路改扩建应坚持“设计的地区特性”原则，在充分了解项目的区域特点后，坚持“地质选线，地质先行”的原则，合理处治地质病害。树立安全、环保意识，按照“灵活自然、因地制宜、顺势而为”的原则，充分利用老路资源，灵活运用各项指标，不追求高标准、高指标、高速度和宽路幅，力求建设方案经济、实用。

路线设计应坚持现场定线原则，充分利用既有老路，合理利用老路结构完好的的构造物，以现场实际的结构作为路线选择的控制性结构物，合理运用技术指标，最大限度提高老路的利用率，最大限度减少征地拆迁数量，最大限度减少由于过分最求指标而造成次生灾害的发生和社会资源的浪费。

5 结束语

我省三州地区生态环境脆弱，地形起伏较大，山谷切割较深，地质构造复杂，不良地质发育广。老路改扩建路线总体设计应遵循尊重自然、顺应自然、保护自然的总体设计原则，坚持节约优先、保护优先、自然恢复为主的方针，充分研究老路方案，详细分析地形地貌情况，深度把控工程地质状况，全局谋划路线总体设计，多方案多思路进行老路扩宽及提档升级，避免由于老路改扩建造成次生灾害的发生，确保总体设计方案的经济性、合理性。文章通过总结汶马路改扩建勘察设计经验以及建设期优化设计方案，形成针对三州地区沿溪线改扩建项目、灾后重建项目具有代表性的处理措施，为同类老路改扩建项目提供部分参考。