G318西藏段改擴建設計難點與對策

陶天佑 張曉飛

(中交第二公路勘察設計研究院有限公司，湖北 武漢 430056)

G318西藏段改擴建設計難點與對策

陶天佑 張曉飛

(中交第二公路勘察設計研究院有限公司，湖北 武漢 430056)

根據(jù)西藏地區(qū)特有的自然條件，對國道318線林芝至拉薩段公路改擴建工程進行了探討，總結(jié)了該地區(qū)國道改擴建過程中的難點及相應的對策，為今后類似工程的改擴建提供了參考借鑒。

改擴建，設計難點，對策

1 概述

國道318線川藏公路南線是318國道的組成部分，東起四川成都，西至西藏拉薩，全長2 144 km，其中西藏境內(nèi)1 304 km、四川境內(nèi)840 km，是《西藏自治區(qū)公路網(wǎng)(1991～2020)》“三縱、兩橫、六個通道”公路主骨架中的兩橫之一。

本項目是國道318線川藏公路南線的重要組成部分，本項目既有公路位于西藏自治區(qū)的東南部，東起林芝地區(qū)八一鎮(zhèn)，西至拉薩市拉薩大橋北橋頭。為了實現(xiàn)西藏自治區(qū)跨越式發(fā)展，區(qū)人民政府將“G318川藏公路改建工程”列為“十二五”時期的重點建設項目。

2 西藏地區(qū)特有的自然條件

本項目位于西藏自治區(qū)中南部藏南谷地，喜馬拉雅和岡底斯山與念青唐古拉山之間的相對“洼陷”地帶，谷底高度自西而東由海拔3 800 m降至2 800 m，谷地兩側(cè)山地高度多在5 000 m左右。藏南山地地形比較破碎，海拔4 700 m～5 000 m以下流水作用強烈，坡面融凍滑塌作用顯著，再向上依次為受融凍蠕動作用為主的高山，受寒凍與重力崩塌作用的高山以及受冰雪作用的極高山。沿線地貌見圖1～圖4。

本項目氣候分界較為明顯，米拉山以東的林芝地區(qū)屬高原溫帶半濕潤季風氣候區(qū)，小氣候復雜多樣，有“一年有四季，十里不同天”的特征，氣溫垂直變化特征明顯。年平均降水量640.1 mm，年最大降水量808.3 mm，每年11月～次年4月為旱季，6月～9月為雨季，降雨占全年降雨量的75%以上，年平均蒸發(fā)量1 359.6 mm；米拉山以西的拉薩屬高原溫帶半干旱季風氣候區(qū)，日照時間長，太陽輻射強，氣溫偏低，晝夜溫差較大，冬春寒冷干燥多風，年平均降水量447.2 mm，集中在6月份～9月份，多為晝晴夜雨的天氣，年平均蒸發(fā)量2 260.0 mm。

本項目地質(zhì)構(gòu)造復雜，嶺谷相對高差懸殊，同時因受濕潤溫暖的西南季風影響，氣溫及降水等差異很大，形成了從熱帶到寒帶完整的生物生態(tài)系統(tǒng)，是各種野生動植物棲息繁衍的樂園，是大自然長期以來造化的結(jié)果，是寶貴的自然遺產(chǎn)。沿線生態(tài)環(huán)境當前還保持著較好的原始狀態(tài)，但它隱藏著先天的極為脆弱的本質(zhì)。薄弱破碎的地質(zhì)環(huán)境，山崩、雪崩、滑坡、冰川泥石流和強烈頻繁的地震活動，常常導致多種自然災害，使得本區(qū)域的生態(tài)環(huán)境和原生植被的自然修復能力十分脆弱，演替過程相當漫長。項目區(qū)內(nèi)野生動物資源也十分豐富。這里棲息著虎、鹿、野牛、扭角羚、赤斑羚、雕等一大批國家重點保護動物，達100多種，其中國家一級重點保護動物30余種，二級重點保護動物60余種。

3 既有G318概況

既有國道318線林芝至拉薩段公路由中國人民解放軍第18軍官兵修建，工程于1954年開工，1958年竣工，形成寬4 m～4.5 m的毛路；1959年～1985年間，路基寬度逐步拓寬為7.5 m～8.5 m，并能確保常年通車；1985年～2003年開始分段進行加鋪和改建，成為現(xiàn)有的瀝青路面。全段里程413.6 km，從海拔3 000 m至5 013 m；距離長，高差大；各段落地形、地質(zhì)、氣候差異也較大；依照JTG B01-2003公路工程技術標準，JTG D20-2006公路路線設計規(guī)范評價，既有道路為三級公路標準，局部為四級；平原微丘區(qū)設計速度為40 km/h，山嶺重丘區(qū)設計速度為30 km/h。

通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，既有國道318拉薩至林芝段，其公路技術指標過低：

1)平縱面指標低，設計速度僅30 km/h～40 km/h。

2)路堤矮，沿溪線或靠山臨水，或平地爬行；路基防護以上、下低矮石砌擋墻、石籠丁壩、被動防護網(wǎng)為主，滑坡、崩塌、泥石流、水患、雪害、落石等災害頻發(fā)，養(yǎng)護工作始終處于“頭痛醫(yī)頭、腳痛醫(yī)腳”的被動局面。

3)原橋涵設計荷載標準低，構(gòu)造物超齡服役，承載能力不滿足現(xiàn)有三級公路要求，其中損害嚴重并實行限載通行的橋梁約占全線橋梁的22.6%。

4)受農(nóng)用車、自駕游、騎車旅、朝圣香客、放牧牛羊等橫向干擾，人車畜混行，事故率居高不下。

4 國道改擴建設計應注意的問題與對策

4.1 路線線位與自然環(huán)境、社會環(huán)境的協(xié)調(diào)設計

4.1.1 問題的分析

公路走廊帶資源是不可再生的，一個區(qū)域的主要和重要的社會經(jīng)濟活動主要集中在該區(qū)域的走廊帶內(nèi)。工程建設必然對自然環(huán)境、社會環(huán)境產(chǎn)生影響，路線線位的選定要盡量與自然環(huán)境融為一體，路線線位的選擇要把握服務社會的原則，盡量提高項目的社會效益，降低項目的社會負面影響。

4.1.2 對策措施

1)貫徹“安全、環(huán)保、舒適、和諧”的設計理念，重點體現(xiàn)對原有景觀資源的保護、利用和開發(fā)，以及公路主體與自然環(huán)境、社會環(huán)境的融合，堅持“不破壞就是最大的保護”的原則。

2)通過借鑒國內(nèi)外經(jīng)驗，提高設計人員環(huán)保景觀設計(創(chuàng)作)意識，轉(zhuǎn)變設計理念，力求使公路主體與自然環(huán)境相融合。

3)路線布設時，在選線時應盡量避開村鎮(zhèn)、規(guī)劃區(qū)、開發(fā)的地區(qū)，盡量避開基本農(nóng)田，避讓或減少對重要設施干擾以及影響；盡量使現(xiàn)有水網(wǎng)和水利設施不受破壞，保證原有排灌系統(tǒng)正常發(fā)揮作用。

4.2 合理處治泥石流等不良地質(zhì)病害，確保公路運營安全

4.2.1 問題的分析

泥石流是山區(qū)公路的主要病害之一，其對公路的危害也是不能忽視的。

4.2.2 對策措施

在寬谷段布線時，泥石流沉積區(qū)一般地勢開闊，往往是新老洪積扇互相疊置，其危害作用主要是發(fā)生在新洪積扇上的淤積和漫流，盡量將線位布置在洪積扇邊緣，這樣危害較輕；在峽谷或越嶺段，由于地形條件的限制，路線應盡量以橋涵跨過沖溝。

泥石流整治均應貫徹綜合整治的原則，一方面充分發(fā)揮各種措施的優(yōu)點，互相補充彼此的不足，綜合地加以利用。另一方面應對泥石流全流域進行綜合治理，對泥石流上、中、下游統(tǒng)一規(guī)劃，草場與道路綜合治理，以遏制泥石流的形成和控制其發(fā)展。

4.3 高烈度高原山區(qū)橋梁設計關鍵性技術問題及處理措施

4.3.1 問題的分析

本項目地震動峰值加速度為0.2g～0.1g。全線橋梁加強結(jié)構(gòu)抗震設計，采取相應抗震措施：梁與梁之間、梁與橋臺背墻之間、梁與墩臺抗震擋塊之間設置橡膠緩沖塊，緩和地震沖擊作用和限制梁的位移；適當加大蓋梁寬度，保證梁端至蓋梁邊緣的安全距離；螺旋式箍筋的接頭必須采用對接；矩形箍筋應有135°向內(nèi)彎鉤，并伸入混凝土核心之內(nèi)，滿足《公路工程抗震設計細則》的要求。因此怎樣設計好彎坡橋梁和陡坡路段橋梁，減少工程量，簡化施工難度，降低工程造價，保護環(huán)境將是本合同段要面臨的直接問題。

4.3.2 對策措施

橋型結(jié)構(gòu)以“技術可行、安全、適用、經(jīng)濟合理、造型美觀、利于

環(huán)?！睘樵瓌t；橋型方案宜綜合考慮橋位處地形、地物、水文、地質(zhì)、施工工藝、場地等等因素，在滿足功能的條件下，應盡量選擇受力明確、外形簡捷的結(jié)構(gòu)；注重抗震的細部設計，并采取相應抗震措施。

上部構(gòu)造選用合適的橋梁標準跨徑和結(jié)構(gòu)形式，選擇造價經(jīng)濟、工藝簡單、裝配化施工的結(jié)構(gòu)，如T梁、分體箱梁等。跨越河流的橋型方案，充分考慮水中基礎的施工條件及橋孔泄洪的凈空需求，深切溝谷的橋梁，橋梁方案寧長勿短、坡岸跨徑寧大勿小。梁與梁之間、梁與橋臺背墻之間、梁與墩臺抗震擋塊之間設置橡膠緩沖塊，緩和地震沖擊作用和限制梁的位移；適當加大蓋梁寬度，保證梁端至蓋梁邊緣的安全距離。

4.4 高寒、高海拔地區(qū)隧道關鍵技術問題及處理措施

4.4.1 問題的分析

本項目隧道位于高寒、高海拔地區(qū)，自然條件差，地處海拔3 000 m～5 000 m的高原區(qū)，氣溫低、空氣稀薄，溫差變化大、氣壓低，自然環(huán)境惡劣，生態(tài)環(huán)境極其脆弱，對隧道設計關鍵技術(防、排水，防凍害等)以及對施工力量和施工關鍵技術要求高。

4.4.2 對策措施

本項目隧道位于高海拔嚴寒地區(qū)，在施工過程中應采取相應的防寒保暖措施，如洞口段采用抗凍混凝土、圍巖預注漿、設置防寒水溝、敷設襯砌保溫層等。為有效準確的反映全隧道地質(zhì)情況，在施工過程中應結(jié)合地質(zhì)資料(鉆探、物探資料)、現(xiàn)場地質(zhì)調(diào)繪，采用TSP、地質(zhì)雷達、水平鉆探等綜合方法進行隧道超前地質(zhì)探測。

在高海拔地區(qū)，由于高寒缺氧、低溫嚴寒，如何提高隧道混凝土的抗凍融能力，鉆爆施工技術作為隧道快速施工的主要手段，通過如何控制光面爆破超欠挖及合理的設備配置，以提高掘進速度。建議對隧道水消防設施的保暖方案開展相關專題研究。

5 結(jié)語

西藏自治區(qū)位于我國西南邊陲，西藏的發(fā)展在黨和國家戰(zhàn)略全局中處于重要地位。但是由于西藏自治區(qū)地域面積大，經(jīng)濟基礎薄弱，自然地理條件特殊，西藏和平解放以前公路交通幾乎為零。要想富，先修路；要發(fā)展，先交通。顯而易見，國道318林芝至拉薩段改造工程的實施，對鞏固國防建設、維護社會穩(wěn)定、加強民族團結(jié)、實現(xiàn)區(qū)域經(jīng)濟跨越發(fā)展、保障和改善民生、促進民族融合具有重要意義。

[1] JTG B01-2003，公路工程技術標準[S]．

[2] JTG D20-2006，公路路線設計規(guī)范[S].

[3] JTG D60-2004，公路橋涵設計通用規(guī)范[S].

[4] JTG D62-2004，公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范[S].

Difficulties and strategies of G318 extension and reconstruction design in Tibet

TAO Tian-you ZHANG Xiao-fei

(CCCCSecondHighwayConsultantsCo.,Ltd,Wuhan430056,China)

According to the special natural conditions in Tibet, the paper explores the road extension and reconstruction projects along Linzhi-Lhasa along No.318 National Highway, and sums up the difficulties and respective strategies for the national road’s extension and reconstruction process at the region, so as to provide some reference for the extension and reconstruction of similar projects.

extension and reconstruction, design difficulties, strategies

1009-6825(2014)11-0145-02

2014-01-18

陶天佑(1982- )，男，工程師； 張曉飛(1983- )，男，工程師

U418.8

A