太行山高速公路为何用小山头替代高架桥墩?假如这座小山头是由类似黄土高原上的黄土构成,我们还用它替代桥墩吗?也许答案就在这里,下面我们分别展开叙述。
我们知道太行山东部华北平原上,与太行山高速并行的还有G4京港澳和G5京昆高速公路,而太行山高速也是自北向南,但是贯穿太行山区全境,这是一条“扶贫路、致富路、旅游路、发展路”,其目的是把太行山区建成北京的休闲区和产业承载地,对于疏解北京非首都功能、开发沿线矿产和旅游资源具有重要意义。
太行山高速公路全长651公里,起于北京门头沟,南接河南林州,穿越河北省保定、石家庄、邢台等五市,途径19个县,辐射太行山区30个县,并实现了西连山西,南接河南的跨跃。
太行山南北走向,山体大致是北高南低,向南倾斜,中间多有一些河流切割形成关口,如娘子关、紫荆关等,太行山山区基本上两种地貌类型,沟谷和低山,而人类居住在河流切割形成的河谷中,从事着简单的林业、少量种植业、牧业等为主农业生产活动,既然在山区修建高速公路,又承担着扶贫任务,修建高速公路就要尽可能选择人居密度高,人口数量多的区域,在山间河谷中穿行。
公路建在河谷或沟谷中,从工程角度来说,成本低,可以利用原有山区公路运送配料,方便易行,另外山区修路避免不了隧道、架桥,我们可以利用沿途的小山头作为桥墩,可以降低工程难度,减少很多工程量,节省投资,缩短工程时间。
从地质条件来说,这些小山头能否承起高速公路通行吗?
这要看看这些小山头是什么类型的岩石,目前,在太行山发现的最古老的岩石类型为花岗片麻岩,它形成于25亿年以前太古纪时期,在花岗片麻岩之上又形成了12亿年以前的石英砂岩,除上述两种岩石外,太行山大峡谷中还有石灰岩、鲕粒灰岩、钙化体等多种岩石,整体上看太行山还是以石灰岩构成居多。
上图鲕状石灰岩,为什么太行山区比较贫困?与太行山主体由石灰岩构成有关,石灰岩风化后难以形成肥力较高的土壤,呈碱性,为此发展经济林木受到很大限制,第二原因是没有太多矿产,石灰岩是一种沉积类岩石,除受变质作用外可以形成我们常用的建筑材料大理岩之外,不能形成有色金属矿和沉积类的铁矿和煤矿。石灰岩不能带给人类最好的致富条件,但修建高速公路作为桥墩还是可以胜任的。
石灰岩最容易受到化学溶蚀破坏,例如广西桂林喀斯特地貌就是石灰岩风化后形成的,这是南方水热配合条件好,化学溶蚀强烈,而太行山区降水量较少,以干旱为主,很难形成这种溶洞,地下暗河这样地貌,所以可以利用它做为高速公路桥墩,但还要打桩加固,不能完全依靠小山头石灰岩支撑,因为岩石还要风化,只是打桩很浅,可以节省很多工程量。
我们看看图1桥下的岩石构成,从外形来看为侵入型花岗岩,这种岩石的强度远远超过石灰岩,而且抗风化能力还强,我们的三峡水库大坝就建在花岗岩上,对于这类岩石就是天然的桥墩,我们不怀疑它的支撑力度,工程上只是简单处理就可以了。图1中里面那道桥就是利用花岗岩作为支撑的桥墩。
对于现代工程技术来说太行山高速修建起来不是什么难事,山区高速公路到不是隧道就是桥梁,充分利用地形地物,反映出我们国家工程技术日趋成熟,达到了较高水平,也是我们国家工程技术人员的智慧结晶,相信太行山区人民依靠这条高速走出贫穷,奔向富裕,我为我的家乡——河北,加油!