雅西隧道双螺旋 拖乌山里转两圈(10P)  

在拖乌山肚子里转了两个圈 雅西双螺旋隧道　2010/10/18 23:21:56　文：潇湘晨报　图：路人[摄于2006年5月]　　“两个螺旋”——干海子隧道（海拔较低）和铁寨子1号隧道都各有两个洞，限速80km/h，这就意味着，开车在拖乌山肚子里绕了两圈，不过花了10分钟，却已经上升了331米，相当于爬了108层楼。

　　三条穿越拖乌山的设计隧道线路，从利用地形条件上来说，双螺旋方案并不算最优，却远离了地质灾害区，最为安全。
　　湖南雪峰山隧道6.95公里，长度仅为国内第三，却因穿越天险成为历史；与之相比，2010年9月，让第一批体验者在拖乌山（四川省石棉县境内）肚子里钻进钻出转了两个圈、10分钟爬升海拔300米的雅西高速双螺旋隧道，就更凸显设计者的智慧。
　　湖湘地理记者面对面采访湖南省交通规划勘察设计院的总工程师彭立、隧道专家张进华研究员、公路专家徐旸博士，看看这大胆的想法从何而来？

　　隧道体验
　　在螺旋隧道里行车并无不同，只是一路往左转圈
　　“除了形状与坡度之外，螺旋隧道和寻常的直线隧道并没有太大区别，就和开车从地下车库绕行上升到车库外的情形差不多”，施工方项目总工程师武旭升在接受采访时曾说。
　　双螺旋隧道在地面的投影，其实就是两个圆圈。开车进入隧道，不是直行，而是一路往左转圈，在不知不觉中向上爬升。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。以设计限速80 km/h计算，你开车钻进干海子隧道，在拖乌山肚子里绕了两圈，最后从铁寨子1号隧道出来，全程10分钟。你要回头看，因为自己已经上升了331米，相当于爬了108层楼。
　　彭立认为，“双螺旋隧道最大的妙处就在于，以长度来换取高度”。汽车不是蜘蛛侠，没法直接爬上陡峭山坡。两个螺旋这么一绕，增加了坡长却减缓了坡度，汽车也就爬得上去了。

　　双螺旋的想法是怎么诞生的？
　　“我们实在汇报不下去了”，再怎么优化，那条路的地震隐患也太大了
　　为什么会修这样一条双螺旋隧道，彭立说，“都是地震断裂逼出来的”。
　　湖南省交通规划勘察设计院负责的这段线路，起点在石棉县的川心店，终点在冕宁县的下鲁坝，途经回隆、擦罗、栗子坪、菩萨岗等地，由几个路段组成：石棉至栗子坪，栗子坪至菩萨岗，菩萨岗至下鲁坝。整个线路地处四川盆地与青藏高原的交接地带，地貌大多是高中山峡谷区，高山被河流、沟谷强烈切割，“V”型谷普遍发育，地形则呈连续性阶梯状抬升。从石棉到下鲁坝，直线距离不过60公里，高差却达1500米。按照地形选线的原则，为了有效地克服高差，最好能顺应地形地貌，以适当的坡度，绕山嘴、侧沟来修路，或是选择坡度较缓和地形开阔的山沟、山坳来展线。
　　事实上，最初设计的几条线路，就充分考虑了地形地貌。彭立第一次带队去四川汇报，手头拿着的就是依照地形选线的第一种方案。“我们实在汇报不下去了，”彭立回忆当时的情形，“那条线路尽管做了很大的优化，但地震隐患实在太大了”。整条线路所在区域，有大凉山断裂、鲜水河断裂、安宁河大断裂和铁寨子-曹谷断裂等几个较大的地震断裂带，地震活动频繁。从起点至菩萨岗段地震烈度为8度，菩萨岗至下鲁坝段的地震烈度则有9度。尤其是安宁河断裂带，彭立引用地震专家的测定，“未来百年发震概率为94%，断裂的宽度将达到3.88±0.39米”。高速公路在这种高危的地质条件下前行，当真是如履薄冰。
　　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，彭立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。

　　怎么爬这个不得不爬的坡？
　　“要么飞檐走壁，要么乘电梯，还有一种就是爬楼梯”，他们选择了让公路爬旋转楼梯
　　从石棉到菩萨岗，是一段长长的上坡路，尤其是栗子坪到菩萨岗这一段，两地直线距离仅为12千米，高差却达713米。怎样才能爬上这个坡呢？“爬上楼有三种方法，要么飞檐走壁，要么乘电梯，还有一种就是爬楼梯”，彭立把汽车爬坡比作人爬楼梯，“汽车想要上山，只能选择最后一种”。
　　从道路工程专业的角度来看，公路爬山的方式无外乎就是展线。彭立介绍了两种爬坡能力较强的展线方式，一种是回头展线，路线顺着自然地形延伸开去，当遇到陡坡再也爬不上去时，便调转方向回过头来往上爬，待到爬不动了，便再次折回去。如此循环往复，线路在山坡上来回盘绕，形成一条盘山公路。另外一种，则是螺旋展线，就像螺丝钉上的那些纹路，或者是豪华别墅中的旋转楼梯。螺旋隧道正是一种螺旋展线。
　　按照常规的想法，从石棉爬上菩萨岗最好修条盘山公路。紧挨这条高速公路的108国道，就是一条盘山公路。然而，盘山公路在转弯处的曲度太大，汽车无法高速行驶。根据《公路工程技术标准》的规定，如果公路的设计速度为80km/h，则其曲线的最小半径一般值为400米，极限值为250米。也就是说，为了保证行车速度和安全，高速公路拐弯处的半径至少也要250米。如果用回头展线的方式爬坡，公路的半径受地形条件限制根本无法达到250米。作为高速公路，面临高山峡谷，螺旋展线更为安全、经济，它的好处是半径可以修得很大，能够保证车速和行车安全。线路行进到栗子坪附近时，被山体挡住了。如果是一座孤立的山头，公路倒还可以绕着山体转圈。但拖乌山的山势连绵不断，公路根本无法在山的表面转圈，只好钻进山去，在山肚子里绕弯。绕了两圈出来，克服了300多米的高差。双螺旋隧道的任务就算完成了。

　　坐标
　　雅西高速全长240公里，起于四川省雅安市对岩镇，途经荥经县、汉源县、石棉县、冕宁县，止于西昌市泸沽镇。雅西高速全线贯通后，从成都往南经西昌、攀枝花，便可高速出川抵达云南。

　　背景
　　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，要翻越一座拖乌山，两地之间的直线距离约60公里，高差1500米。若是在平缓的高速公路上行车，以60km/h的速度，只需1个小时。而现在汽车沿这个路段的108国道行驶，即便路况良好、不堵车时也要跑3个小时。在这样的坡度上，既要爬得高，又要跑得快，还得保证安全，为了解决这一问题，公路史上首座双螺旋隧道诞生了。

　　一个外行的问题
　　有人问，“干吗不直接修上去，绕来绕去多麻烦”？彭立的回答是，“你爬不上去”。
　　公路纵坡与汽车的动力特性和安全行车有很大的关系。汽车沿陡坡上爬，会导致车速降低。爬坡时间如果太长，汽车的水箱容易出现沸腾、水阻等状况，致使汽车攀行无力，严重时还会导致发动机熄火，机件磨损增大，发生交通事故；另外，如果坡度太大，那么汽车与路面的摩擦力将会减小，可能会引起车辆轮胎空转打滑甚至后溜滑。因此，为了确保汽车的动力特性和安全行车，必须严格限制道路的最大纵坡（注：指载重汽车在油门全开的情况下，持续等速行驶时所能克服的坡度。比如，从A点到B点的直线距离有100米，两点间的海拔高度相差5米，那么AB这段线路的纵坡就是5%）和坡长。
　　彭立说，要保证货车能以80km/h左右的速度连续爬坡，即便不考虑超载因素，车辆能够接受的平均纵坡也就3%左右。石棉至菩萨岗之间的纵坡约为6%，如果不通过展线来克服高差，那汽车除非经过改装能飞天，否则是怎么也上不去的。

　　他城
　　1.最长的铁路隧道
　　挖了14年，近日终于挖通的哥达基线隧道，长约57公里，穿越瑞士阿尔卑斯山脉，连接意大利和瑞士。自然保护主义者托玛斯·布洛里认为，尽管隧道花费巨大而最终只缩短了1小时的旅程，但是这样的付出仍然值得，因为“瑞士人热爱他们的山脉”，不愿重型卡车的尾气污染动植物，腐蚀阿尔卑斯山。

　　2.最长的公路隧道
　　挪威中部地区的洛达尔公路隧道，在布满山脉和峡湾的地下绵延24.51公里。它在施工期间爆破了5000多次，使奥斯陆与卑尔根之间的公路行车时间缩短了一半。

　　3.天然隧道
　　位于美国弗吉尼亚州，形成于数百万年前被侵蚀的石灰石和白云石，1906年，南方铁路规划的客运线就从这个天然的隧道下蜿蜒而过。今天，运煤车仍定期从这里（下图）通过。