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雅西高速石棉县至菩萨岗,位于四川盆地和青藏高原交接地带。石棉位于拖乌山脚,海拔仅640米,而菩萨岗海拔高达3200米。线路要在短短46公里的距离内,从海拔600米攀越至3200米,相对高差达2600米,其长大纵坡在世界范围内堪称之最。按照公路设计规范,为保证行驶安全,高速公路的纵坡不能超过3%,40公里最多能爬1200米,按照常规,这几乎是不可能完成的任务。为了减少连续纵坡,也为了规避不良地质和自然保护区,公路史上首座双螺旋隧道诞生了。双螺旋隧道最大的妙处就在于,以长度换取高度。双螺旋隧道采用半径600米的圆曲线,以螺旋展线的方式优化线形指标,完美地解决了线路爬升及避开地质不良地段的难题。“两个螺旋”分别是干海子隧道和铁寨子1号隧道。干海子隧道是爬坡时经过的第一个螺旋,进口海拔1889米;第二个螺旋铁寨子1号隧道,出口海拔2220米。两座隧道相距3735米,总长度约11423米。两个隧道都各有两个洞,限速80km/h,开车在拖乌山肚子里绕两圈,不过花了10分钟,就已上升了331米。起初的几条线路,虽然充分地利用了地形,却始终无法避开安宁河大断裂,工程地质条件并不好。最终,湖南省交通规划勘察设计院的总工程师和他的团队放弃了那些方案。其实,早先的几条线路中并没有螺旋隧道,最后敲定的这条线路,因为没有足够的地面空间来展线,更出于安全和经济的考虑,所以选择修建螺旋隧道来减缓坡度。不过,这条线路虽然从利用地形条件上来说并不算最优,却远离了地质灾害区,从安全性上考虑,是最好的选择。除了解决高落差问题,双螺旋隧道在选线方案上还要避开各种不良地质及自然保护区等:
一、石棉至菩萨岗路段北临龙门山断裂带、南接安宁河断裂带,共有12条断裂带,地震烈度高达9度。此处未来一百年内发生7级以上地震的概率在94%以上,地面的位错可达到4.6米。除日本之外,全世界范围内几乎没有此先例,而日本采取的对策是修建纯钢桥。纯钢结构的造价之高,雅泸高速公路规模之大,是不现实的。双螺旋隧道通过巧妙的选线避开了这两条地震带。“512”汶川地震与雅安芦山地震,都未能撼动这条高速公路。
二、拖乌山海拔最高点达3200米,高海拔造成了拖乌山的季节性积雪、季节性冰冻。高海拔带来的季节性积雪、季节性冰冻对行车安全提出了巨大的挑战。
三、雅泸高速公路沿线有大小58个水电站,且这些水电站大多海拔低于线路位置。在施工的过程中,稍不小心就会对水电站造成破坏,将会对沿线居民的生活带来很多困难。因此,勘测人员对沿线的水电站一一进行勘测,结合地质、地形,最终确定了最优展线方案。
四、雅西高速公路沿途包含了特色生态(大栗子坪自然保护区、菩萨岗高山湿地、高山湖泊)、地区文化(彝海结盟、彝族文化、康巴文化),都需要去保护和与之融合。而融入自然的前提,是保护自然、尊重生态。
雅西高速公路线型顺势布设,与山川、湖泊、湿地、草地相呼应,以曲线适应地形。栗子坪自然保护区是大熊猫动物保护之地;高原湿地具有生态蓄水、水源补给、气候调节等重要的生态功能,项目附近的拖乌山湿地,对菩萨岗地区的气候、生态环境也起着重要的调节作用;从拖乌山湿地下贯穿而过的隧道采用了先进的防渗水技术,并没有对湿地的地下水位造成大的影响;拖乌山湿地保持了绿草如茵、落英缤纷的原貌。 最终伟大的工程师们用一条世界公路史上首创的小半径双螺旋隧道,解决了这一困难。克服了高差,避开了断裂带和季节性冰冻带……据资料显示,这种应用于高速公路设计的目前全世界仅此一举,堪称奇迹。