——访雅泸高速公路双螺旋隧道勘察设计负责人湖南省交通规划勘察设计院总工程师 彭立
湖南省交通规划勘察设计院总工
引文:交通发展推平了心灵的障碍,穿越了时空的隧道,架起了沟通的桥梁,让更多人看到了山外的那座山,实现了梦里的那个梦。期待每个行走在路上的人都能够安全便捷地抵达心中的彼岸,心情舒畅地欣赏沿途的美景。
——摘自彭立网易“路人@行者”博客
(中国桥梁网 记者 晨阳)在古老而美丽的川藏高原,沿着神秘的茶马古道、循着红军长征的足迹,盘旋着一条堪称奇迹的高速公路:从四川盆地边缘向横断山区高地爬升,穿越我国大西南地质灾害频发的深山峡谷地区,被称为“建在云端的高速公路”——雅泸高速公路。
雅泸高速公路因其及其险峻的地形条件、复杂的地质结构、多变的气候条件及脆弱的生态环境,被誉为国内乃至全世界自然环境最恶劣、工程难度最大、科技含量最高的山区高速公路之一。
雅泸高速公路在全国乃至世界高速公路建设领域都具有特殊性和典型性,被交通运输部确定为勘察设计典型示范、科技示范项目,工程汇集了众多的工程亮点,其中,最引人注目的,便是双螺旋隧道。日前,记者跟随双螺旋隧道的勘察设计负责人、湖南省交通规划勘察设计院总工程师彭立一行前往通车一年的雅泸高速公路,体验这座凝结了他无数心血、投入了深厚情感的工程。
重走长征路:用长征精神征服“不可能完成的任务”
雅泸高速公路位于川藏高原,这里承载着深厚的历史和文化。1935年,红军举世瞩目的“万里长征”就曾途径此地。
川藏高原
菩萨岗湿地20米远的地方便是著名的彝海。红军长征将领刘伯承与彝族首领小叶丹“歃血为盟”的故事就发生在这里。当年红军长征队伍初到此地,彝族人因不了解共产党和红军的性质,对红军队伍很排斥,侦察兵出去侦查时,沿途总是受到彝族的骚扰和刁难,是红军正确的民族政策和诚意打动了彝族人民,双方消除误会,结下了深厚的情谊。在彝族兄弟的护送下,红军得以进入彝族地区,走出雪山草地,从菩萨岗到栗子坪,一路前行。从此,彝汉两族兄弟的情深义厚的佳话一直流传至今。
70多年后,彭立带领他的团队,再次开启了一段“不可能实现”的征程。湖南省交通规划设计院所负责的雅泸高速公路石棉至菩萨岗一段,正是沿着当年红军长征的路线而行。记者在采访中了解到,初入勘察现场时,勘察队伍也经常受到彝族百姓的“偷袭”。特殊的生活环境和习惯,让他们有一个“以偷为荣”的传统,经常将勘察队伍的钻杆等设备“偷走”,再让勘察人员赎回去。勘察人员为了免受骚扰,一直以民族融合为大局,努力与彝族百姓处理好关系,向他们解释勘察队伍为当地建设公路,方便大家出行的,就这样和彝族兄弟“不打不相识”。在后来的地质勘察中,由于很多设备要上山,勘察队伍还特意请了身高力大、熟悉山路的彝族人来帮工,加快了勘察工作的进度。彭立和工作人员就这样沿着当年红军经过的路线,和质朴、粗犷的彝族兄弟们再次经过了碰撞,结下了深厚的情谊。
湖南省院负责的这段路,要从海拔840米的石棉县,直接爬升至海拔2880米的菩萨岗,而二者之间的直线距离仅46公里,此处山脉连绵起伏,沟壑纵横,河流深切。复杂的地形地貌、频繁的地震活动、严重的地质灾害、季节性的积雪冰冻都是横亘在建设者面前的难题;绕避沿线大小58座水电站和大熊猫、红豆杉等珍稀动植物保护区,又让设计难上加难。
在如此严峻的地质地形气候和生态环境下,在这几近于“不适合修建高速公路”的恶劣环境下,如何设计出一条安全、可行的路?不禁令人望而却步,发出“不可能”的感叹!
如何把这种“不可能”变成“可能”?如何最大限度地节约成本、保护环境、保障行车安全,挑战这一工程奇迹?
彭立在最初就毅然下定决心:发挥红军长征精神,沿着红军足迹再创奇迹!
当回首这段艰辛历程时,彭立说:“我们一路用红军长征精神鼓舞士气,不仅因为我们的勘察路线沿着红军足迹而行,也不仅因为我们与彝族兄弟的碰撞和当年‘歃血为盟’的故事相似,最主要的是,我们需要用长征的精神挑战这座工程奇迹!”
“三高”拦路虎:“三高美景”变成了勘察工作的“三高难度”
这里有一望无际的高原草原,“七擒孟获”的故事世代流传;
这里有如诗如画的高原湖泊,美丽的彝海从此穿行而过;
这里有风景秀丽的高原湿地,菩萨岗上随处可见成群的牦牛和羊驼悠闲的身影……
高原湿地
令无数人为之神往的拖乌山上,高原草甸、高原湖泊、高原湿地被世人誉为“三高美景”。在游客眼里美不胜收的拖乌山,其地形地貌却成了勘察工作的“三高难度”,变成了三只“拦路虎”。
高地震——第一只拦路虎
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。据当地地震部门的研究结果显示,这里未来一百年内发生7级以上地震的概率在94%以上,地面的位错可达到4.6米,而此处是整个四川盆地通到云贵高原、青藏高原的大通道,项目必须从横断上面经过。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。
高落差——第二只拦路虎
石棉是拖乌山的垭口,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,这几乎是不能完成的任务。
一直以来,高速公路长大纵坡带来的安全隐患就非常多。在美国,洛基山脉的高落差高速公路只设有两个车道,且行驶速度严格控制在40-60公里/小时,却也是事故频发;根据我国国家安全总局公布的数据显示,交通事故多发路段一半以上都是长大纵坡,最具代表性的北京八达岭高速、湖南韶关高速、福建九漳高速公路,而这几条线路在运营几年以后都被迫改线。
如何解决高落差下的线路爬升问题,是摆在设计人员面前最为重要的命题。
第三只拦路虎——高海拔
拖乌山海拔最高点达3500米,高海拔造成了拖乌山的季节性积雪、季节性冰冻。冬季道路结冰,加之地形陡峭,封路封山在所难免,大多数公路封路长达半年之久,非积雪冰冻季节也需分时段封山。而对于雅泸高速公路的建设者们而言,四季畅通的、安全的高速公路才是他们的想法和目标。
正如彭总所言:“国家投入如此之大,我们希望为百姓提供一条全年畅通的公路,而不是总处于封山状态的路,对国家财产和百姓的便捷出行负责。”
但是谈何容易?按照设计规范,盘山路的横坡不能小于7%,如遇路面积雪结冰,车辆时速低于80公里/小时,车辆就会往回滑,正常的行驶都无从谈起;即便是在夏天,在7%的横坡上车辆也必须保证在80公里/小时。这样的气候特征下高海拔带来的季节性积雪、季节性冰冻又让设计者们犯了难。
除了这三只“拦路虎”,攀西高原面临的问题更加严峻:潘西高原地势陡峭、山体巨大,又地处强震区,地表破碎严重;一望无际的原始森林,基本上都是无人区。此外,不远处密密麻麻的水电站、栗子坪红杉树自然保护区、大熊猫保护基地,都需要设计者们去保护、避开。
……
几易其稿:终成“双螺旋隧道”方案
工程地处环境极其复杂,设计方案要考量的因素非常多。为此,彭立和他的团队开始了无数次的思考和探索,方案一次次被推翻、一次次修改、一次次完善……方案历经了无数次的修改与完善,过程只能用一个“难”字形容。
设计者们最初采用的是常规的盘山路方案。然而,当设计团队第一次向业主做方案汇报时,彭立却越听越对盘山路方案没有信心,认为盘山路的方案无法兼顾拖乌山上存在复杂问题,他毅然提出休会、重新修改方案的要求。会后,彭立立刻请来院里的老专家和相关技术负责人,开始了长达半个多月的“闭关修炼”。
研究中大家发现,无论如何展线,盘山路的方案都无法在这么短的距离内成功爬升,同时,地震带、周围生态环境问题也无法解决。就在这时,彭立第一次提出了螺旋隧道方案。
方案一经提出,很多人非常担忧,认为需要考虑的问题也很多。会上就有人提出了一个很常见的问题:通风问题如何解决?直隧道的通风尚且是个难题,何况是螺旋隧道,在360度的螺旋隧道里,风如何流动?为此,设计团队与西南交通大学在理论测试的基础上,联合进行试验,做了一个1:5的模型试验,通过试验再进行理论修正,从而确保了螺旋隧道通风问题的可行性。为此而做的课题还获得了2013年公路学会的科技进步一等奖。
随后,汶川地震发生了,巨大的灾难让设计者们悲痛之余又提高了对地震的重视和研究。设计团队先后请了两家地震研究机构做了大量细致的研究工作,用来指导设计方案。同时,邀请了同济大学和湖南大学与设计院做平行试验,更是请来了我国唯一的地质工程院士李萍做评审。经过研究和讨论,专家们一致认为在这样的地质条件下,太多的高架桥很难抵御地震的破坏,并通过了桥改隧的方案。
“每遇到一个问题,我们都是这样通过反复的计算、试验、验证,去确保其可行和安全。”在不断完善中,方案最终完善为双螺旋隧道。
从山路十八弯的回头展线到螺旋桥再到螺旋隧道,直到最后的“双螺旋隧道方案”,历时一年多,在地形地质气候环境如此复杂的地区,兼顾大大小小的问题,拿出这样一个令人满意的方案,其过程异常艰难!这个过程中,要承受的最大的压力是安全问题。安全也是交通工程最基础、最重要的一个命题。每提出一个想法,每进行一次修改,都要百分百保证安全。
经过艰苦的勘察与研究,彭立自信地表示:“为了道路的安全,考虑周边动植物的生存问题,双螺旋隧道是最好的选择!”
在这个过程中,最让彭立感动和自豪的,是湖南省设计院各个部门之间的团队协作的精神。
由于地处山区,山里的水排不出去,需要通过隧道排水,水运部门便积极出谋划策,将水运技术运用到这一问题中,并给予了很好的解决;项目涉及到大量桥隧结合工程,只要有需要,部门之间没有人推脱,大家一起分头勘察,集中评审。
园林景观和运输安全工作并非湖南设计院负责,但是,院里景观人员总是主动去现场拍摄照片、采集动植物标本,为景观设计出谋划策;交通安全部门的同事每次开会都来参与讨论,提意见、想办法,扫清交通安全死角。
彭建国院长、胡建华设计大师等院领导多次来到现场,一直非常关心项目的进展情况,由于大熊猫保护基地和当地地震情况的特殊性,研究资料都是保密的,不向公众公开。为了拿到这些资料、邀请专家,院长助理曾在现场一呆就是半年,奔走协调。总工吴建宁,项目勘察时已经50多岁,带着年轻人在项目上驻守了一年多,中间只回家一两次,直到项目开工仍坚守在现场很长一段时间。这种齐心协力、团结奋战的精神使得团队的每个人员都能够保证随叫随到、认真解决问题,很好地保证了工作效率。
除了耗费心血的案头工作,艰苦的勘察工作也是一个不小的挑战。尤其是原始森林里,山体陡峭,爬山必须借助树和草,而原始森林里的草木经常是枯朽了几百年,已经和土地脱离却看不出来,勘察人员踩上去或抓住借力时,常常会踏空或抓空。在铁寨子隧道出口处,有一段高差200米、水平距离200米的山路,彭立和同事用了2个小时才走完,往返就是4个小时。
川藏高原险峻地势
一次,一位勘察人员在爬山时抓到了枯朽的树枝,连人带树一起跌下了山,人没有受什么伤,记录本滚下山去,消失在茫茫原始森林中。后来,再爬山时,大家每个人之间都拉开10米的间隔,为的是一个人掉下去了,其他人还可以采取营救措施。这样的事情在勘察时时有发生。
在原始森林里,仅凭记忆很难识别方向,勘察时经常发生走了半天又转回原地的现象。后来,每位勘察人员都配备了专业的GPS定位,为每块石头做好编号,一共给47块石头做了编号。还要为每块石头做分类,炸掉危险的,固定相对安全的,剩下的用铁网固定好……这个过程花了很多的时间和精力。
勘察队伍沿着红军的足迹,攀岩石、走峭壁,一块石头一块石头地去勘察,在原始森林里一走就是十几天,在荒郊野岭搭帐篷、起篝火煮面条……
这些重重困难,就是靠着一股不怕苦、不怕累的长征精神一路克服。
再结茶马缘:修路是为了周边一切生命生活得更加美好
雅西高速公路循着茶马古道而行,雅安就是古老的川藏茶马古道起点。川藏茶马古道经康定,西至拉萨,历经一千余年岁月沧桑。如今,茶马古道上虽然再难觅成群结队的马帮身影和清脆悠扬的驼铃声,但留印在茶马古道上的先人足迹和马蹄烙印,却给后辈留下了无尽的文化财富。彭立说,我们在设计过程中,以茶马古道为灵感,力图将雅泸高速公路设计成一条有文化、有故事、美丽的公路藏彝文化通道,再结茶马缘!
为什么要在这里修路架桥?这是彭立每开始一个新项目时都要问自己的一个问题。
公路建设要解决三个问题:第一,满足人们的出行需求和行车体验;第二,考虑周边人们的正常生活;第三,兼顾周边动植物的生存问题。这一设计理念,在雅泸高速公路可谓体现得淋漓尽致。
雅泸高速公路于2012年4月26日正式通车。五天后的劳动节假期,雅泸高速公路上便人满为患。攀枝花四季如春,是与海南岛、北海齐名的三大避寒圣地之一,节假日大量的游客来此避暑,雅泸高速公路通车后,大大缓解了此处的交通压力,为往来行人带来了便利;据了解,国庆期间,雅泸高速公路共发生了2000多起违章驾驶情况。原来,雅泸高速公路的沿途风光非常漂亮,很多人趁着假期慕名而来,沿途被风景甚至露台吸引,停车驻足,甚至不惜被处罚。
彭立说,“堵车和违章不是好事,但从另一个角度来说,我也比较欣慰,说明雅泸高速公路的确解决了很多人的出行,让行走在路上的人有了良好的体验,我们的努力是有价值的!”
彝族姑娘
公路周边居民的生活问题,也是彭立在设计中非常重视的问题之一。当地是彝族聚集地,有着游牧民族特殊的文化和生活习性。为了真正了解当地彝族百姓的需求,项目勘察前期曾挨家挨户对彝族百姓做调研,充分尊重他们意愿的基础上进行选线,并将很多便道保留为永久便道,为他们的出行带来了很多便利;路线设计时还充分考虑了基本农田、居民村落及学校、名胜古迹等,更好地为道路使用者服务,以及方便沿线居民生产和生活。
除了满足车辆通行的基本要求,在与自然环境和谐统一,彭立也做了大量细致的工作,在景观设计上,雅泸高速充分借鉴并融合彝族文化中土褐色的主色调,以红色加以点缀。在线条上,选择虚实线结合的搭配,与彝族历史和茶马古道的文化一脉相承。
在充分认识区域环境特性的基础上,彭立坚持以植物防护为主的设计思想,做了大量的研究工作,经过反复的选线,成功避开了栗子坪自然保护区和菩萨岗湿地,尤其是对大熊猫保护基地的研究,几乎让彭立变成了大熊猫保护专家。
从2006年第一次进入现场,直到2012年顺利通车,彭立在雅泸高速公路上辗转往返了6、7个年头。从2006年开始,元宵佳节后他的第一个行程总是雅西。记者从彭立的博客中看到,无论是前期勘察时对环境和地质的研究,还是汶川地震时对抗震的关注、几年来往返途中对风土人情和美景的沉醉,直到对雅安地震和四川暴雨灾害时的担忧,彭立对雅泸高速公路的牵挂一刻也没有停止。
记者随彭立一行参观雅泸高速期间,沿途被雅泸高速的三高美景所征服,沉浸在荥经的丛林锁雾、汉源的通透阳光、大渡河的蜿蜒奔腾、拖乌山的天地洞开,孟获城的红石、月亮湖的鲜花中……不禁再次回想起彭立提到的“重走长征路”。
是啊!上个世纪,我们的先辈们用近乎残酷和执拗的方式,在雪山草地上闯出一条路来,靠的就是一个信念:让后代能够在和平的环境下幸福地生活;
七年前,彭立和他的团队,在如此复杂而困难的环境下,挑战着恶劣的地形地质和气象条件,爬峭壁、勇闯原始森林,殚精竭虑、苦思冥想,为的,就是在这里开出一条天路,让这里山不在高,路不再漫长;
今天,我们在雅泸高速上纵情驰骋,沿途风景瑰丽,和平、幸福之上,又平添一份惬意。
这,也许就是我们的先辈们甘愿付出生命、我们可爱的路桥人甘洒青春热血的初衷和动力吧!
当你怀揣着梦想通过这条高速公路走向远方追寻幸福时,是否可以,向他们致以敬意……