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中國有哪些「值得特地走一趟」的高速公路?

2021-04-30旅行

接到知乎日報邀請介紹「值得特地走一趟」的高速公路時,我正在高原出差。雖然大腦處於缺氧狀態,「雅西高速」幾個字還是迅速的蹦出來。估計這和我的工作學習經歷有關,我博士論文的依托工程就是雅西高速上的黑石溝與臘八斤大橋。

通常談論的雅西高速是雅安至西昌瀘沽的高速公路,是國家高速公路網「7918」中的第4條首都放射線北京—昆明公路中的四川境內重要路段。該高速起於成雅高速公路終點,止於瀘黃高速公路起點,全長239.844km。采用四車道高速公路,設計速度80km/h。

隨著中國經濟社會的發展,西部交通基礎設施建設需求日益迫切。西部地區的交通路網不僅是運輸通道、經濟通道,更是維護民族穩定,關系國家發展的戰略性工程。西昌市是涼山彜族自治州的首府所在地,雅西高速進入中國最大彜族聚居區——四川省涼山州目前唯一的「高速動脈」。

雅西高速通車之前,涼山州人民前往省會成都最常用的交通方式是成昆鐵路。當時,西昌到成都的火車票無論何時都像春運一樣一票難求。去年,成昆鐵路因為地質災害中斷時,涼山州前往成都最方便的火車路徑居然是繞道昆明。雅西高速公路的通車,使成都到西昌公路行車時間由9小時縮減為5小時,徹底改變了橫斷山交通不便的歷史,帶動了中國主要彜族聚居區的脫貧致富,促進了民族融合,具有重要的社會經濟意義。

雅西高速公路的起點為成都平原,終點為川西高原。這就意味著:該高速公路將從四川盆地邊緣躍向橫斷山地,垂直擡升近2000米,穿越中國西南地質災害頻發的深山峽谷地區,是公認的國內乃至全世界自然環境最惡劣、工程難度最大的山區高速公路之一。其中,有隧道25座、長約41公裏,全程有橋270座,長約91公裏,其中特大橋23座,大橋168座。橋隧比占到55%。可以說,這條高速公路一半都是橋和隧道。這些橋梁與隧道既是雅西高速的控制性工程,也幫助雅西高速公路翻越了拖烏山、泥巴山等5座大山,跨越了青衣江、大渡河、安寧河等水系和12條地震斷裂帶。與四川盆地、川西高原融為一體,成為川西最美麗的風景之一。

雲端高速(照片來源:四川省公路規劃勘察設計研究院有限公司)

其中主要的幾個控制性工程有:

成都與西昌的交通不便,其中一個重要的原因就是讓人望而卻步的兩座大山:泥巴山與拖烏山。在雅西高速中,利用10公裏左右的泥巴山(大相嶺)隧道將泥巴山穿越而過;利用雙螺旋隧道與幹海子特大橋翻越拖烏山。

  • 泥巴山(大相嶺)隧道
  • 泥巴山隧道出口(照片來源:四川省公路規劃勘察設計研究院有限公司)

    泥巴山隧道位於青藏高原和四川盆地交匯處;龍門山斷裂帶邊緣,是中國西部復雜山區高難度公路隧道的典型工程,是四川首座總長超過10公裏的隧道。該隧道穿越17條大斷層,埋深超過1000米的路段達5公裏,最大埋深達1650米,通風斜井長1500米,地下風機房6000平方米,其規模均為國內之最。

  • 雙螺旋隧道(幹海子螺旋隧道,鐵寨子螺旋隧道)
  • 雅西高速中著名的「雙螺旋」隧道,一座是幹海子隧道,另一座是鐵寨子1號隧道,位於石棉栗子坪段。根據路線走向,需要在12.35公裏範圍內,完成729米的路線爬升,直接爬升坡度近6%。為了降低路線縱坡,同時繞避活動斷層和季節性冰凍帶的不良地質,雅西高速獨具匠心的設計了雙螺旋隧道來進行展線。自成都方向起,首先進入幹海子螺旋隧道,而後經幹海子特大橋盤旋山體,進入鐵寨子1號隧道。兩座隧道中間相距5.687公裏的距離,總長度約10公裏。幹海子隧道進口的海拔是1889米,鐵寨子1號隧道出口的海拔是2215.79米,不到10分鐘的時間,就完成了326.79米高度的爬升。

    雙螺旋展線方案(圖片來源:紅星新聞)
  • 幹海子特大橋
  • 幹海子特大橋,全長1811米,橋寬24.5米,共36跨,世界上最長的鋼管桁架梁公路橋。幹海子特大橋擁有四個世界第一,即第一座最長全鋼管混凝土桁架梁橋;第一座最高的鋼管混凝土格構橋墩、組合橋墩、混合橋橋墩;同類結構中每聯最長的連續結構;第一次全面采用鋼纖維鋼管混凝土施工。

    幹海子特大橋1(圖片來源:四川省公路規劃勘察設計研究院有限公司)
    幹海子特大橋2(圖片來源:四川省公路規劃勘察設計研究院有限公司)
  • 臘八斤特大橋、黑石溝特大橋
  • 臘八斤與黑石溝特大橋結構形式類似,均為連續剛構橋。兩橋位於雅安市滎經縣凰儀鄉,場地屬低中山斜坡中下部地貌。一橋橋位跨越臘八斤溪溝,一橋跨越黑石溝,沖溝呈不對稱「V」型,為季節性流水沖溝。如下立面布置圖所示,雅安岸岸坡坡度大,西昌岸岸坡坡度稍緩。

    臘八斤特大橋立面布置:105m+2×200m+105m連續剛構橋,主跨200m,橋梁高度271m,最大墩高182.5m(世界第一高墩)(圖片來源:四川省公路規劃勘察設計研究院有限公司)
    臘八斤特大橋實景(圖片來源:四川省公路規劃勘察設計研究院有限公司)
    黑石溝特大橋立面布置:55m+120m+200m+105m連續剛構橋,主跨200m,橋梁高度246m,最大墩高156m(圖片來源:四川省公路規劃勘察設計研究院有限公司)
    黑石溝特大橋實景(圖片來源:四川省公路規劃勘察設計研究院有限公司)

    跨越深切峽谷是在西部艱險山區建橋的常見問題。對於地質條件較好的對稱V型峽谷而言,可采用大跨度拱橋一跨過谷,避免了在深切峽谷中的高墩建造。然而,臘八斤溪溝與黑石溝的不對稱V型地貌與破碎地質,使得設計師采用超大跨度的連續剛構橋方案。同時,該橋位於高地震烈度區,橋梁還需要有足夠的抗震效能。

    臘八斤與黑石溝特大橋均采用鋼管混凝土組合高墩,采用C80高拋自密實混凝土,減小墩身截面尺寸,減輕自重,減小地震響應;利用鋼管混凝土的高含鋼率,提高橋墩的抗震能力。與常用箱型結構混凝土橋墩比較,臘八斤特大橋采用的鋼管混凝土組合結構橋墩減少混凝土用量13650立方米,減少鋼材1287噸,大大地節約了建築材料和材料運輸消耗,保護了自然環境,實作了環境友好的設計理念。

    類似的橋墩工藝還用於雅西高速上的唐家灣大橋。

    唐家灣大橋(圖片來源:四川省公路規劃勘察設計研究院有限公司)
  • 觀音巖大渡河橋
  • 觀音巖大渡河大橋位於雅安市石棉縣,地形從西向東由高變低,其西側的雞冠山、黃草山高程近3600m,東側的菩薩崗山體高程為1255m,而大渡河水面標高僅805~806m,相對高差近2800m,橋位區地貌屬中等切割的中高山區較寬緩的河谷地貌。

    觀音巖大渡河大橋(圖片來源:四川省公路規劃勘察設計研究院有限公司)

    觀音巖大渡河大橋主橋上部構造采用110+202+110m預應力混凝土部份斜拉橋,采用塔、梁、墩固結形式,主跨202m,橋梁高度60.6m;斜拉索采用環氧噴塗鋼絞線索,中心布索;主塔采用鋼筋混凝土索塔。兩岸引橋分別采用(23×30m+4×40m)和(4×40m+44×30m)預應力混凝土T形梁。下部構造主橋墩采用鋼筋混凝土箱形墩和群樁基礎;引橋墩采用分離式鋼筋混凝土空心墩、群樁基礎(或方樁基礎),重力式橋台。

    觀音巖大渡河大橋的拉索在塔上的錨固方式采用分絲管索鞍式構造,拉索貫穿索塔。分絲管索鞍結構與以往的雙套管索鞍結構相比,很好的解決了雙套管索鞍結構存在的索鞍下部與混凝土接觸部應力過大、穿索困難、鋼絞線相互擠壓、防腐效果無法檢查等問題。

  • 蘇村壩大渡河大橋
  • 蘇村壩大渡河大橋位於雅安市石棉縣,橫跨大渡河,橋位處河流流向由北西向南東流經橋位,河流主流線靠近右岸。橋位區地貌屬中等切割的中高山區大渡河「U」型河谷地貌。河流右岸為雞冠山、黃草山余峰徐店子山梁陡坡地形,徐店子山梁高程近1261m;東側的大渡河水面標高約810m,相對高差約451m。

    蘇村壩大渡河大橋(圖片來源:四川省公路規劃勘察設計研究院有限公司)

    蘇村壩大渡河大橋主橋上部構造采用132m+220m+67.65m高低塔預應力混凝土主梁斜拉橋,半漂浮體系,主跨220m,橋梁高度61m;斜拉索采用環氧噴塗平行鋼絲拉索,空間索,主梁雙側布索;主塔采用鋼筋混凝土索塔和群樁基礎。雅安岸引橋采用5×30m預應力混凝土T形梁。引橋墩采用分離式鋼筋混凝土空心墩、群樁基礎。

    該橋橋梁止點處與隧道直接連線,取消了橋台。隧道側的主梁邊跨合龍段位於主梁配重段內,采用了「首先合龍主梁縱肋,再在縱梁上現澆橋面頂板」工藝技術,克服了合龍段重量大,澆築合龍段的支架數量多、變形大的技術難題。

  • 其他峽谷大橋
  • 石滓經河大橋(圖片來源:四川省公路規劃勘察設計研究院有限公司)