编者按 “十二五”交通运输行业的转型需要创新；高速公路从平坦的东部平原延伸到地质复杂的西部山区需要创新；把“蜀道难”变成“蜀道通”，让百姓 顺畅出行需要创新；面对长大纵坡、特长隧道、冰雪路段和12条地震断裂带，依然需要创新……在众多的希冀和呼唤下，雅西高速公路科技示范工程应运而生。它 是交通运输部科技示范工程，是四川省交通运输厅坚持科技创新战略、落实科学发展观的典范。交通运输部原部长李盛霖称赞雅西高速公路：“线形很好、环境保护 也做得好，这是我看到过的最好的高速公路之一！它大大提升了我国交通科技形象，是一个出成果出大师的工程。”
世界级难度的山区工程
“没有大智慧、大魄力，想完成这样一项世界级难度的山区工程，根本不可能。”中国工程院院士郑皆连坦言，“雅西路的难度是世界级的。”据了解，四川雅西 高速公路是国家高速公路网G5北京至昆明的一段（雅安至西昌段），也是八条西部大通道之一甘肃兰州至云南磨憨公路在四川境内的重要组成部分。项目位于四川 盆地与西部高原山区的过渡段，集中了地形陡峻、地质复杂、气候恶劣、生态脆弱、地震烈度高和不良地质及灾害多发等多种不利因素，是目前我国施工难度最大、建设管理难度最大、工程技术难度最大、自然环境最恶劣的山区高速公路之一，在全国乃至世界高速公路建设领域也具有特殊性和典型性。
难点 一：地形地貌极为险峻。从成都平原到西昌—滇中高原，沿途山高谷深，地势陡峭，沟壑纵横。雅西高速公路路线在海拔高程630米至3200米之间剧烈变化， 呈“M”形展布在崇山峻岭之间。为穿越泥巴山、拖乌山和大渡河瀑布沟库区等高山河谷地带，雅西高速公路共修建桥梁270座91公里、隧道25座41公里。 全线桥隧占比达55%，局部地区高达70%以上。
难点二：地质结构极其复杂。雅西高速公路盘亘在中国大---西南地质灾害频发地区，北邻著名的龙门山断裂带，南接安宁河地震带，沿途穿越12条地震断裂带，地震烈度高达7度至9度。跨越青衣江、大渡河、安宁河等水系，水文变化复杂。不良地质病害多达80余处。
难点三：气候条件复杂多变。伴随着海拔变化，雅西高速公路沿途区域气候复杂多变，多雨潮湿区、干旱河谷区、干旱少雨高原区并存，一定海拔高度上还存在季节性冰冻积雪、浓雾、强暴雨等不良气候。气候的季节性变化和高寒高海拔地区恶劣的气候条件，给雅西高速公路建设带来极大的挑战。
难点四：生态环境极其脆弱。雅西高速公路穿越了粟子坪自然保护区，拖乌山高山湖泊、湿地，以及土地资源异常宝贵的安宁河平原。为保护沿途生态环境的多样性，工程建设摒弃了大刀阔斧开山劈岭的作业方法，采取了修桥绕行或隧道穿越的建设模式，工程规模和环保要求陡然提升。
难点五：建设条件极其艰苦。线路横跨12条地震断裂带，跨越80余处地质病害区，存在2500米海拔高差和相邻气候带15摄氏度的温差，施工作业面陡峭狭窄，冰雪期施工组织调度困难，人员物资运送保障任务艰巨。
难点六：安全运营难度极大。受地形和气候条件制约，项目6次越岭，存在长大纵坡、特长隧道、冰雪路段，其中石棉至拖乌山连续升坡长度达到空前的51公里，后期营运安全管理难度极大。
40项研究破解工程难题
为了保证雅西高速公路的顺利建成，推广山区高速公路建设科技成果。交通运输部2007年8月批复实施雅西高速公路科技示范工程。雅西高速公路科技示范工 程着眼于提升西部山区公路修建技术和满足项目后期营运工作需要，坚持“需求引导、科学统筹、重点创新、全面推广、确保安全、实现优质”，立足解决项目重大工程难题，开展了连续长大纵坡营运安全、大相岭泥巴山深埋特长隧道建设关键技术和活动断裂地区高速公路修筑关键技术等6个西部交通建设科技项目，以及特殊路基修筑技术、生态脆弱地区公路环境保护技术等5个四川交通科技项目，共32项研究专（子）题、7项推广示范应用课题，课题覆盖勘察设计、工程建设和后期 营运管理全过程。
就如交通运输部总工程师周海涛所说：雅西高速公路科技示范工程，打开了山区高速公路建设的另一扇门。
螺旋展线独树一帜 深埋穿越“五毒”地质
“雅西高速公路顺利建成通车，穿越了千年天险，铸就了百年精品，留下了珍贵范本。”四川省副省长王宁感慨颇多。而在这众多的范本之中，就是雅西高速公路的桥隧。
雅西高速公路的一大特点，同时也是一大难点，就是其桥隧比高。其桥隧比达55%，其中大相岭泥巴山北坡荥经县境、瀑布沟库区段、拖乌山北坡石棉县境，桥 隧比重均高达70%以上。为了攻克这些难题，在隧道施工中，四川交通人更是创造性地提出了双螺旋小半径隧道和深埋特长山区隧道通风新模式。
双螺旋隧道破解升坡难题
在拖乌山北坡栗子坪至铁寨子段为季节冰冻积雪地区，地形陡峻，走廊带狭窄，分布有铁寨子—曹古断裂带及安宁河活动性断裂带，同时伴随着滑坡、泥石流、季 节性冰冻积雪、昔格达不良地质等难题。路段控制点标高由1649米爬升至2362米，高差达713米，而控制点间直线距离仅11.82千米。为减缓行车安 全威胁问题，按常规思维方法设计，该段平均纵坡将达5.8%，且路程长，还必须穿过栗子坪自然保护区和断裂带，都不能满足雅西高速公路“安全、高速、环 保、经济”要求。
难题“逼”着设计者陷入了冥思苦想，既然车子可以在地上绕弯儿，为何不在隧道里绕弯儿呢？创新的火花刹那间闪现，设计者创造性地提出螺旋隧道展线的新思路，进而进行了大螺旋、小螺旋、双反螺旋、双顺螺旋，顺反螺旋等方案的研究。最终形成了干海子隧道（长1718米）和铁 寨子1号隧道（长2792米）两座双螺旋小半径曲线形隧道优选方案，实现了在4千米长的“V”形峡谷范围内连续爬升450米，有效地减少了纵坡（平均纵坡 2.94%）和对栗子坪自然生态保护区的干扰，提高了季节冰冻积雪地区的运营安全。
这种高速公路小半径双螺旋隧道属世界首创，为山区高速公路设计、建设提供了一个成功范本。
突破深埋特长山区隧道修建技术
泥巴山隧道是雅西高速公路的关键控制性工程，处于青藏高原和四川盆地的交会处，气候十分恶劣,穿越15条大断层，存在岩爆、高地应力、大变形以及涌突水等不良地质问题。“五毒俱全”，四川省交通运输厅厅长高烽这样形容它。
隧道设4座通风斜井，最长的一座达1500米，是目前国内在建最长的隧道通风斜井之一。这些不利因素都给泥巴山隧道的施工和安全带来了极大的困难和风险。
为破解工程难题，四川省交通运输厅组织了多家科研院所进行了集中科技攻关，开展了交通运输部西部科研课题“大相岭泥巴山特长深埋隧道设计施工关键技术研 究”、“泥巴山隧道重大工程地质问题分析及病害处治技术研究”，对泥巴山隧道高地应力、岩爆、大变形、涌突水等重大工程地质问题进行深入分析，使得20余 项的阶段性成果应用于泥巴山隧道设计和施工中，为隧道的设计、施工奠定坚实基础。
“深埋特长高速公路隧道通风井优选程序”系统软件，优 化了泥巴山隧道通风井断面和设计风速；提出了深埋特长隧道综合勘察技术；对泥巴山隧道岩爆和断裂涌水进行预测及控制技术研究，对泥巴山隧道进行了构造损伤分区，对不良地质灾害进行分析评价，并提出合理的处置措施建议。同时，科研人员编制了《预判和快速处理涌突水方法》、《岩爆防止施工指南》和围岩级别智能 判别系统。为泥巴山隧道顺利推进提供了强大的技术支持。
双螺旋小半径隧道和泥巴山隧道，只是雅西高速公路在隧道施工中科技创新的一个缩影。正是四川交通人对科技创新的孜孜追求，才破解了隧道施工中的一系列难题，保证了工程的质量和安全。同时，也将“青山绿水无恙”的生态理念浸染雅西高速公路全线。
依靠大智慧征服“大块头”
雅西高速公路全线桥梁270座，而且很多关键性工程，诸如干海子特大桥、腊八斤特大桥等都是高墩大跨，是名副其实的“大块头”，时刻都在考验着建设者的智慧。
干海子大桥书写4项世界第一
“在我心里，这座桥的价值非同一般。不仅因为，它是我最大胆的作品，更因为，它是我最波折的设计。从最初的报批、立项，到后来因为难度太大项目被取消；再后来，经反复论证，努力争取，又被允许建设，一波三折。”看到建成的干海子特大桥，桥的设计代表者，享受国务院政府特殊津贴的四川省交通运输厅公路规划勘察设计研究院桥梁分院的副总工程师、桥梁专家牟廷敏感慨颇多。
干海子特大桥位于拖乌山脉，地形地质条件复杂。该桥的原设计单位采用的是山区公路建设上常用的一种桥梁形式40米58孔简支T梁桥，但是，干海子特大桥所在地不仅海拔高，而且地震烈度高达9度，采用简支T梁，不仅耗料费力， 而且抗震效果差强人意。另外，山区交通条件相对较差，施工场地狭窄，材料运输、构件架设安装十分困难，造成桥梁造价太高。这些都暴露了采用传统材料的桥梁使用的局限性和弱点。
面对这种情况，牟廷敏等工程师仔细分析、反复构思，专心设计，认为建全管桁钢管混凝土桥的方案可以解决简支T梁桥所不能解决的难题。这一方案得到了四川省交通运输厅的支持，最终创新地设计了上部为钢管混凝土桁架梁，下部结构采用钢管混凝土格构桥墩的桥梁结构形式。
全管桁钢管混凝土桥在干海子特大桥落地生根，开花结果，显示出了其优越性：
简支T梁桥：需用140000立方米混凝土、18000吨钢材；全管桁钢管混凝土桥100000立方米混凝土、14000吨钢材，仅此一项，就节约预算投资3600万元。
简支T梁桥所用的钢筋混凝土是一种脆性材料，而全管桁钢管混凝土桥所用的材料是钢管混凝土，是一种延性材料，后者的抗震性要强得多。而且在大桥的重量上后者也比前者减轻约55％。
这座桥书写了4项世界第一：第一座最长全钢管混凝土桁架梁桥；第一座最高的钢管混凝土格构桥墩、组合桥墩、混合桥桥墩；同类结构中每联最长的连续结构；第一次全面采用钢纤维钢管混凝土施工。
钢管混凝土组合托起第一高墩
在雅西高速公路的桥梁中，还有一座桥梁不得不提，那就是腊八斤特大桥。腊八斤特大桥要穿过高烈度地震带，爬越泥巴山，曲线纵坡大，地质情况差。设计人员在多次现场勘察，反复研究的基础上，最终提出了“预应力混凝土连续刚构主桥+简支T形梁引桥”设计方案，其中10号桥墩高182.64米，是同类桥梁“世 界第一高墩”，等于近60层楼高。
这座桥的难点并不在于其桥型设计，而在于这是第一次采用新的结构。通常，在桥梁建设上，一个新的结构，是先用在一座小的桥梁上，先小后大，而这次却是直接用在大桥上，没有任何经验和做法可以借鉴。
正是这种创新，腊八斤特大桥创造了“第一”高墩, 其所采用的“钢管混凝土组合柱”结构在桥梁建设上是第一次。此外，这种新型的技术也让桥的自重减少了33%左右。同时雅西高速公路开展的高性能混凝土制备技术研究还荣获2010年度四川省科技进步一等奖。
在四川省交通运输厅的领导和支持下，设计团队将钢管混凝土桥梁设计、施工技术创新应用到实际中，一举解决了腊八斤特大桥所面临的难题。“世界第一高墩”向世人展示了四川交通人敢为天下先的智慧与胆识。
从管理到技术 山区高速公路全过程示范
领导力和执行力完美结合
经过5年的艰苦建设，雅西高速公路于2012年4月28日正式通车，其科技示范也取得了丰硕成果，6个交通运输部西部交通建设科技项目、5个四川交通科 技项目得到推广，取得技术成果40余项，获得专利、工法近20项……而这些成绩的取得，靠的是严密组织、协调保障，是领导力和执行力的完美结合。
据四川省交通运输厅相关负责人介绍，由于科技示范工程建设并不简单等同于科技创新活动，而是选择创新成果中相对成熟的技术进行再创新及示范应用，应强化创新，重视应用。在这种情况下政府主导需求对技术的选择非常重要。在雅西高速公路科技示范工程项目中，四川省交通运输厅在雅西高速公路规划阶段就提出“科 技引领，安全优质，节能降耗，生态文明”的建设新理念，探索一种转变山区高速公路建设的新模式。这些理念和模式都是政府从行业建设和发展的角度在主导需求，这些需求为示范工程项目规划、设计和实施具有重要的导向性作用。
在示范工程建设实施阶段，四川省交通运输厅从更高层面上对示范工程的支持以及对管理单位、建设单位、技术提供单位之间的协调与督促管理对示范工程的顺利实施和推广也具有非常重要的作用。雅西科技示范工程实施之初，四川省 交通运输厅成立了以厅长为组长的科技示范工程领导小组，建立了强有力的管理机构，充分发挥政府统筹兼顾的协调保障作用进行有效的组织执行监督，并给与科研经费支持；根据项目特点，依法律、按政策、靠制度、重协调，适时地、及时地解决工作中的矛盾，创造和谐优良的环境和秩序，为示范工程建设取得成功提供了重 要保障。
科技引领示范效应凸显
四川雅西高速公路科技示范工程是积极贯彻交通运输部提出的加快转变公路交通发展方式战略部署，实现交通运输部党组提出的由“科技兴交”向“科技强交”的转变。坚持“需求引导、科学统筹、重点创新、全面推广、确保安全、实现优质”，将创建科 技示范工程思想贯穿于工程勘察设计、施工监理、建设管理等全过程，探索出一套在我国西部山区修建高速公路新的建设模式。
在技术层面，通 过示范工程建设形成了水库库岸再造技术、桥梁抗震技术、隧道抗震技术等多项科技创新成果，不仅有力地推动了雅西高速公路工程建设，而且极大地丰富了山区高速公路建设经验和技术储备。特别是项目建设通过引进、消化和吸收方式，在借鉴运用已有重大科技成果的基础上，取得了40余项自主创新和统筹应用的重大技术成果，累计为工程建设节约费用3亿余元。
通过示范工程建设，四川省交通运输厅还总结形成了一系列施工技术指南与实用工艺工法，获得专利、工法近20项，为规范设计施工、推动行业技术进步发挥了积极作用。
科技示范工程在实施过程中，大量中青年专业技术和管理人员得到全方位、高层次的培养、锻炼和使用，对其他高速公路项目建设运用科技示范项目成果、学习借鉴雅西高速公路管理理念提供了重要的人才保障。
摘自《中国交通报》
