8月1日,經過近7年的建設,世界首條高海拔高寒多年凍土區高速公路、我國首條穿越青藏高原多年凍土區高速公路青海省共和至玉樹高速公路正式通車運營。共玉高速由中交一公院負責項目全線的總體設計並承擔科研攻關任務。
共和至玉樹(結古)公路為《國家公路網規劃》(2013年至2030年)中,國家高速G0613西寧至麗江公路在青海境內的重要路段,也是通往玉樹地區的「生命線」公路通道,在國家公路網中居重要地位。今後將成為青、藏、川、滇藏區黃金旅遊線的重要路段。設計速度全線採用80公裡/小時,局部地形困難路段採用60公裡/小時。項目通車運營後,從西寧至玉樹只需8個小時,極大縮短了玉樹至省會西寧的通行時間。
共玉高速 (中交集團 供圖 )
破解世界難題
共玉高速公路作為在青藏高原多年凍土區建設的首條高速公路,在建設當中創下了多項公路建設史上的紀錄,被稱為高海拔、高寒、高速「三高」公路。路線全線穿越凍土區,其中穿越多年凍土區裡程長達227公裡,佔路線總長的36%;橋梁和隧道(單幅)長39.2公裡,佔路線總長的11%,鄂拉山隧道和姜路嶺隧道是我國首次設計建設的多年凍土區公路隧道。
在多年凍土區進行路基、隧道、橋涵施工,不可避免的會引發凍土消融,這在全國乃至世界都沒有技術先列,這一「瓶頸」是共玉高速建設中的世界性技術難題。
共玉高速沿線大量分布全球獨特的極不穩定高溫多年凍土,工程地質和水文地質條件複雜。全線從鄂拉山至清水河,多年凍土路段累計227.7公裡,佔路線總長的35.8%。沿線因多年凍土複雜,高溫高含冰量路段佔比大,熱穩定性差等特點,致使在其基礎上建設道路結構尺度3~5倍於一般等級公路和鐵路的大尺度公路面臨著世界性理論和技術難題。
「共和至玉樹高速公路建設關鍵技術」的項目負責人、中國交建副總工程師、中交一公院黨委書記汪雙傑介紹,一公院採用「通風換氣」——通風管路基、片(塊)石路基,「隔離遮蓋」——黑色防護網遮蓋工藝、XPS隔熱板路基,「熱量傳導」——溫熱棒路基等技術手段,攻克凍土消融這一世界性技術難題。
科研項目「青海省共和至玉樹(結古)公路建設關鍵技術」成果經鑑定達到國際先進水平,獲得2015年度「中國公路學會科學技術獎」特等獎。此外,依託「青藏高原G214線幹線公路升級改造科技示範工程」立項開展的「共和至玉樹高速公路多年凍土路基工程關鍵技術研究」等5個科研項目研究,已通過鑑定驗收,3項達到國際領先水平,2項達到國際先進水平。
草原上「長」出來的公路
共玉高速處於青藏高原東部多年凍土邊緣地帶,經過「中華水塔」之稱的三江源自然保護區,平均海拔4100米以上,含氧量只有平原的一半。
作為我國首條穿越青藏高原多年凍土區的高速公路,共玉高速公路的生態防護技術是其「綠色亮點」,被沿線群眾稱讚為共玉高速公路為「草原上『長』出來的公路」。
汪雙傑介紹,一公院創新三江源區高寒脆弱生態路基修築無痕化施工技術,提出退化草場草皮移植復墾技術以及高寒地區植生袋最佳物種、腐植土、保水劑及營養肥的配比用量。實現邊坡綠化防護同步、同期,為生態保護提供科學依據。
以「路基清表草皮移植技術」、「高海拔高寒地區植草技術」、「路基高邊坡生態防護技術」為主要內容的高海拔高寒地區公路建設生態防護綜合體系,將青藏高原寶貴資源草皮充分利用,以草皮移植邊坡防護替代原設計窗孔式、菱形骨架防護,完成1000餘萬平方米,節約工程建設投資7億元以上。創新實施的「公路路基高邊坡草皮生態防護技術」獲得青海省職工科技創新成果一等獎。
3代人40餘年堅守高原
這條公路的建設離不開多年的技術積累和強大的科研成果支撐。
事實上,在共玉高速之前,中交一公院已堅守高原40餘年,圍繞著青藏公路的歷次整治改建,探索形成的凍土工程研究方法與測試技術,奠定了我國凍土工程的研究基礎,創建了我國凍土工程理論與技術體系。
自20世紀70以來,一公院3 代人,44 年,觀測數據300多萬組。這種持續近半個世紀的研究和技術沉澱,在土木工程界絕無僅有。也由此,一公院確立了凍土工程研究的國際領先地位。憑藉寒區道路的相關研究,一公院已經兩次獲得國家科技進步一等獎,兩次獲得國家科技進步二等獎,填補了世界範圍內多年凍土地區修築瀝青公路的技術空白。
據統計,我國專業從事凍土工程研究的科研人員不足400 人,而一公院就有將近100 人從事公路凍土工程研究。
(責任編輯 黃靜蕾)