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2022年第2期
西南公路
G0615线久治(川青界)至马尔康段高速公路简介
一、项目背景及概况
G0615线久治至马尔康段高速公路位于四川省
阿坝州,是国家高速公路网G6北京—拉萨高速公路
联络线G0615德令哈—马尔康的重要组成部分。
G0615线的主要控制点为德令哈、都兰、玛沁、久治、
马尔康,本项目即是G0615线的久治至马尔康段。
本项目的建设对于实施深度贫困地区脱贫攻坚
战略,完善国家和区域公路网,改善区域交通条
件,促进沿线优势资源开发和经济社会协调发展,
维护藏区社会稳定长治久安等均具有重要意义。
我公司为A2、A4标勘察设计标承担单位,并
为全线勘察设计任务的牵头标段。项目海拔
3200~3700米,沿途不仅有奇峰绵延、沟壑纵横的高
山峡谷,还有沼泽遍地、丘陵起伏的草原湿地,是
典型的四川藏区高原环境。
赤脚在冰冷的河流中前行
行走在绝壁采集岩土数据
外业人员在草原无人区用干粮充饥
境下开展工作,生活条件异常艰辛。但他们不畏艰
辛、攻坚克难、赤脚趟河、跨越沼泽,历时2年完
圆满成了久马高速外业勘察工作,保障了整个项目
的设计进度。大家拼搏进取,在阿坝高原外业上印
下了属于“川院人”的浓墨重彩。
本项目
冰雪中安装钻机 冰天雪地中钻孔
(二)地质选线,研究路线最优方案
神座至海子山地形地质条件复杂,在路线布设
时,首先研究路线走廊内的地质条件,并坚持地质
项目地理位置图
选线的原则,调查区域内滑坡体、堆积体及其他不
良地质,针对大型滑坡体应主动绕避,对于一些可
以工程处理,但处理费用较高的地质病害体尽量绕
避,确实无法绕避的认真研究路线方案,详细研究
比较桥梁与路堤、隧道与路堑方案,充分收集边界
条件,做到所有路线设计方案有的放矢,确保运营
安全(如下图所示)。
(三)保护生态,坚持绿色公路
项目位于旅游景区,植被脆弱,自然环境较
二、勘察设计难点
(一)高海拔低温环境下勘察难度极大
高原气候环境恶劣,昼夜温差大,白天日照强
烈,却时而刮起刺骨般寒冷的狂风,下起拇指大小
的冰雹,技术人员们隔着冲锋衣都能感受到冰雹砸
在身上的疼痛。夜间温度可达零下5°,极大影响了
勘察钻探外业工作,勘察人员在高原缺氧、低温环
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G0615线久治(川青界)至马尔康段高速公路简介
+土工格室处治,可有效提高施工效率,工后沉降
小,可缩短路基施工期及预压期。
久马高速路线方案图
高原草甸软基 桩帽施工现场
好,对环保、景观要求高,设计方案应与沿线自然
环境、人文环境相协调,贯穿生态环保设计理念,
尽量减少开挖面、对清表产生的草皮要合理利用;
位于生态红线区,优化路线方案避开生态红线。
(四)永临结合理念的综合应用
1.梁场建设永临结合
基于资源节约的理念,桥梁预制场设在路基
上。基于资源节约的理念,在设计之初,需进行充
分考虑,合并设计,将预制梁场硬化层作为路面垫
层和底基层使用,以减少二次破除的投入和弃渣对
土地的占用,减少对环境的破坏,加快进度,达到
节约成本、保护环境的效果,实现节地、节能和促
进生态和谐的目标。
2.施工便道永临结合
施工便道在设计时采取“永临结合”的建设理
念,合理规划,将后期运营及应急救援等因素考虑
在内。施工期永临结合遵循以下原则:新建的施工
便道,结合新农村建设的“村村通”工程及乡镇长
远规划考虑和选择线路,积极与地方政府协商合
作,将施工便道在工程完成后用作地方道路,节约
资源的同时促进地方发展;施工准备阶段详细研究
地形图与现场勘查地形地势,施工便道的方案要总
体规划,既要考虑前期施工安全、经济、快捷等因
素,又需将便道长远规划,考虑便道与主线、地方
道路的交叉与并行方式,以便作为后期运营应急救
援道路。
(二)高海拔地区隧道抗冻专项设计
项目区气候类型基本属于大陆性高原气候,隧
址区标准冻深为100cm,最冷月平均气温分别为-6.8
和-9.9℃。针对全线隧道处于寒冷、高海拔区域,
前期开展了隧道抗冻专项设计。从混凝土材料、初
支背后温度传递规律等多方面进行研究以及借鉴高
寒区隧道成功经验,隧道采用了保温层,深埋水
沟,初支背后注浆等措施,从主洞保温及被动保温
措施,保证隧道结构耐久性。
(三)隧道三维设计
为查明隧道交叉结构具体关系,通过三维建
模,对隧道复杂结构进行分析出图,使得设计成果
更加直观,降低读图门槛。
左洞
右洞
隧道三维设计
(四)海子山特大桥后压浆技术
位于海子山1号隧道进口,最大桥墩高约
70m,为跨冲沟而设,采用主跨75m和160m悬浇连
续刚构。本桥位于断层破碎带,为减少施工难度保
证结构安全采用了桩基后压浆技术,在本省高速公
路属首次使用。
三、设计创新
(一)高原草甸区软基处治设计
红原段地形平坦开阔,由于常年排水不畅,形
成沼泽性软土。具有含水量高、有机质含量高、孔
隙比大、压缩系数高、无侧限抗压强度低等特点。
针对高原沼泽软基的性质和特点,采用素混凝土桩
海子山特大桥效果图 海子山特大桥现场施工照片
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(五)高原草甸剥离技术
西南公路
本项目联合业主、设计、施工以及科研院校,
围绕红原桥开展了针对高原山区特殊建设条件的相
应设计施工技术研究,是攻克高原山区建设难题,
实现高质量建造目标、打造高原山区高速公路科技
示范工程的重要技术途径。
(七)高原生态修复技术
久马高速是交通运输部高原生态环保科技示范
工程,项目沿途穿越草原、湿地区域,生态环境极
其脆弱,工程建设的环境保护、水土保持任务异常
艰巨。因高原高寒、气候环境恶劣,受损植被几乎
无法自然恢复,公路平面绿化和坡面绿化均面临技
术挑战,必须采取适宜高原气候环境的微生物技
术、植被修复技术和生态工程技术。主要应用技术
有:野生灌木培育驯化技术、植物纤维毯技术、三
联生态防护工程技术、SJP生态修复技术等。
久马高速由于高原气候高寒、干旱、缺氧、大
风的特点,环境的自我恢复能力较差,生物的生存
环境条件十分恶劣,生态系统中的物质循环和能量
的转换过程缓慢,长期的低温和短暂的生长季节使
植被一旦被破坏,其恢复周期十分漫长,极容易引
起土壤沙化和水土流失。而移植草甸能保证植被及
时恢复和生态链条的衔接,最大限度地减少对环境
的破坏和忧动。另外,草甸移植是对施工中路基基
底及取弃土场等表层将要破坏的草甸进行移植利
用,变废为宝,同时草场是当地牧民的生活之源,
加上高原生态的重要意义,及时恢复原生草甸,也
具有较好的社会效益。
生态植被恢复试验基地
草甸剥离现场临时堆置
三联生态防护
(八)温拌路面技术
项目近80%路段处于海拔3500米以上,根据项
目所处的高原环境,为保证沥青面层施工质量,同
时降低能耗,全线热拌沥青混合料应掺加温拌剂。
相关研究表明,温拌沥青混合料的施工温度与不加
温拌剂的沥青混合料相比至少降低20~30℃。在加
工温拌沥青混合料时,集料应雨棚覆盖,确保干
燥,可适当提高集料加热温度。采用温拌沥青混
合,可实现下列目标:
1.节能减排
与热拌沥青混合料相比,采用温拌技术后沥青
混合料在拌和生产过程中所排放出的有害气体可大
大降低,其中二氧化碳和氧化氮类气体的排放分别
下降60.0%和72.6%,达到节能减排的效果。
2.改善施工作业环境
可明显改善隧道内相对封闭的空间中施工沥青
面层的作业环境,减少有害气体排放和对施工作业
人员的健康影响。
3.提高路面压实质量
采用温拌混合料,可在相对低的温度下将沥青
(六)钢管混凝土梁桥技术
红原桥为全国首座海拔最高的钢管混凝土桁梁
桥,桥长范围跨越龙日坝至多隆塘断裂西端,地震
设防Ⅶ度;场区内湿地发育,多为软土,地基承载
力低、含水量高、孔隙比高、变形量大,土体受地
震影响变形敏感,有发生软土震陷可能,因此,红
原桥建设面临多重技术困境。经过综合比较,利用
钢管混凝土材料建造的桁梁桥,其优势是:比混凝
土梁桥减少混凝土用量55%、减轻自重47.5%、墩
柱地震内力降低24%;比钢结构梁桥减少用钢量
38%、自重相当、主梁刚度提高2.6倍、墩柱地震内
力降低10%;施工工期节约30%以上。
钢桁梁桥效果图
混合料碾压密实,减少施工中因环境温度和风速对
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体质量。
4.延长路面施工季节
G0615线久治(川青界)至马尔康段高速公路简介
混合料降温造成压实不足的不利影响,提高路面整害的处治经验,为增加沥青层与基层的粘结,同时
有效抑制高原沥青路面由于水泥稳定碎石干缩、温
缩等出现大量的反射裂缝,在水泥稳定碎石基层顶
面、桥面、隧道砼整平层上设置改性沥青同步碎石
封层作为应力吸收层。
2.优化水稳级配和水泥用量
半刚性基层和底基层在高寒高海拔地区,容易
出现干缩或温缩裂缝,设计要求采取严格的措施进
行控制:严格控制原材料的分级质量、集料合成级
配,合成级配中小于0.075mm的含量严格控制在
5%以内;优化混合料配合比设计,严格控制基层水
由于采用温拌混合料,可在环境温度相对低的
非雨天进行摊铺碾压,延长路面的有效施工季节,
整体缩短路面施工工期。
未使用温拌剂拌合剂 使用温拌剂拌和剂
泥用量不超过4.5%,底基层水泥用量不超过4%。
当基层或底基层强度达不到要求时,应调整混合料
配合比或更换原材料,不宜提高水泥用量来提升其
强度。
混合料的的含水量变化对干缩影响很大,因此
施工中应严格控制碾压含水量,使其不低于最佳含
水量,也不宜高于最佳含水量1%。如果混合料失水
过快,干缩系数会迅速增大,施工完毕后应马上覆
盖养生。在夏天高温施工时候,如果施工刚结束时
检测含水量已经小于最佳含水量的80%时应停止施
工。
养生过程中如果出现裂缝,应在裂缝位置灌
缝,然后沿缝对中贴铺50cm的防裂卷材。
3.优化路面混合料高低温性能指标
本路段沥青路面使用性能气候分区属于3-2-2
(夏凉冬寒湿润区),同时交通量为重交通,须重
点考虑沥青路面的低温抗开裂性能以及抗疲劳性
能,同时兼顾其他路用性能,故在表面层采用具有
较好的低温抗裂性以及抗疲劳开裂性能的改性沥青
玛蹄脂碎石SMA-13,并对动稳定度、-10℃弯曲试
验破坏应变等反应高低温性能的指标,结合室内试
隧道内未使用温拌剂 隧道内使用温拌剂
(九)低冰点路面技术
在路面铺装材料中掺加缓释型抗凝冰化学材
料,预先将低冰点添加剂加入沥青混合料中,通过
毛细作用化学材料缓释溶出,达到降低沥青路面与
冰雪的界面张力和粘结力的目的。
久马高速A2标段,针对沿线所有桥面和隧道出
入口100m范围内,采用抗凝冰沥青混合料,对以上
危险路段,达到“小雪无碍,大雪易除”的目的,
保证冬季雨雪天气的行车安全。
低冰点路面现场铺筑效果对比
验和设计经验进行优化,以全面提高沥青路面的路
用性能和服务水平。
(四川省公路规划勘察设计研究院有限公司
左乾坤 供稿)
(十)高原半湿润季冻区水稳基层抗裂技术
1.设置同步碎石封层
根据我公司广泛调研及多年对高原沥青路面病
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