沙漠地区道路选线和路线布设原则

2022-09-11

由于沙漠地区有着风沙大、降水少且集中等特点, 沙漠地区公路常具有风蚀、沙埋及水毁等病害。同时, 在沙漠地区修筑道路筑路材料供应难度大, 导致公路建设困难重重, 建设费用相对较高。针对沙漠地区特殊的环境条件, 沙漠地区道路设计要做好两手准备, 一来要抓好防护措施建设;二来要确保路线方案的合理性。只有保证了路线的合理、正确, 才能够从根本上预防或尽可能的降低风沙危害, 进而达到降低工程造价, 保障路基安全, 并取得较好的经济效益的目的。

一、沙漠地区的环境因素分析

(一) 地貌

沙漠地貌主要包括风蚀与风积两种, 其中风蚀地貌是由于表层土质被风蚀而下层地基土质未产生物理性质变化。而风积区的表层沉积物则以风沙土为主, 土质已经出现了物理性质变化, 因而在沙漠地区开展工程勘察应将风积地貌作为主要的勘察对象。对于风积地貌的勘察主要是要加强对风积地貌形态的描述和测量, 具体包括: (1) 沙丘最大、最小以及平均高度; (2) 各沙丘间的间隔距离; (3) 沙丘迎风坡与背风坡长度、坡度及走向。依据上述多项内容, 便可明确出沙丘的起伏情况以及密度大小, 进而体现出沙丘的形态特征及规模, 最终明确形成沙丘的动力条件。

(二) 风况

风力是影响沙漠地貌形态最为关键的因素, 也直接决定着沙漠地区建筑物形式与布置方式。风况特征具体包括盛行风向、次级风向、最大风速以及平均风速等[1]。具体的风况决定了沙漠地区沙丘的分布、大小及形状, 并进一步影响了沙漠地区道路的线形及走向。

(三) 植被

在沙漠地区进行道路选线勘察, 可通过调查植被来间接性的掌握地下水的分布情况以及风沙活动情况。通常而言, 地下水水位浅、水质好的位置, 往往植被都有着较大的覆盖规模, 且长势良好;而风沙活动相对严重的地区, 因为植被遭受沙割、沙埋等影响, 往往植株矮小, 覆盖率低。

(四) 水文条件

尽管沙漠地区的降水极少, 然而却相对较为集中, 往往单次降水量可达到全年降水量的一半以上, 并由此可产生出地表径流, 冲蚀路肩。对此, 沙漠地区道路布设过程中也要充分考虑地表水积聚以及排泄条件。

二、沙漠公路选线和路线布设原则

依据一般沙漠的地形与气候特征, 在公路选线与路线布设方面需加强对以下几项原则的把握:

1) 道路平面线形尽量直捷。沙漠公路发生风蚀、沙埋及水毁等病害较严重;同时考虑沙漠地区修筑公路工程造价高、防护效果差、施工难度大等因素, 沙漠地区公路路线布设时平面线形宜以短捷顺适的长直线为主, 但长直线最大长度不宜超过10km[2]。如国道242临河黄河大桥至公其日嘎段公路从库布齐沙漠西缘经过, 为减少沙害及水毁等病害段落, 路线采用不超过10km的直线及大半径圆曲线进行布设。

2) 道路选线尽可能靠近筑路材料与水源地。在沙漠地区修筑道路所需筑路材料、水源等往往十分匮乏, 而若是从沙漠外长距离运输, 由于数量巨大, 成本极高。因此在公路选线过程中, 应尽量接近或经过有筑路材料或水源的地区, 从而达到降低工程造价, 达到较好经济效益的目的。

3) 道路选线尽可能顺应自然地形、地貌的原则。沙漠地貌是由于长期风沙迁移所导致的结果。为了避免筑路对自然地表层破坏产生新的风沙危害, 在路线选线过程中时, 应尽可能顺应自然地形、地貌, 选择坡度较为平缓、地形相对开阔, 且沙丘密度较小的区域。在必须经过规模较大的沙垄之时, 可选取较为低矮平缓的位置通过。尽量控制填挖方高度及段落, 降低填挖及防护工程总量, 减小工程性投资。

4) 路线走向尽量与主导风向平行或成锐角相交。依据对沙漠风向的长期观察与测量, 通常沙垄走向、沙丘移动走向基本与主导风向保持一致。因而, 道路走向和主导风向平行或锐角相交时沙害程度将会最小, 故在路线布设过程中路线走向应尽量与主导风向平行或锐角相交。在具体的选线、定线阶段, 可依据沙丘、沙垄的移动方向来判断出最佳的位置以及公路线路的具体走向。

5) 对易发生公路病害的地质段落进行避让。由于在盐渍化、沼泽化、沙漠化、水毁等不良地质及特殊性岩土段落修建公路易产生路基沉陷、路面开裂各种病害, 故在路线选线及布设过程中应根据不良地质的具体情况进行综合考虑, 有条件时应对其进行避让, 尽量降低工程处理难度及后期工程病害, 减少工程投资, 增加后期运营效益。

6) 最佳生态效益原则。尽管沙漠当中的生态环境恶劣, 但依然有一些顽强的植被生存了下来, 如胡杨林、梭梭、红柳等, 因此在进行沙漠公路的线路选择时, 应尽量绕离有植被覆盖的区域, 确保沙漠生态不遭受严重影响[3]。

7) 社会、经济效益最大化原则。目前我国所建设的沙漠公路与石油运输、输气管道、电力通讯及防沙绿化等工程密切相关, 而长距离的主干道路其功能价值将更加巨大。同时, 沙漠地区公路的建设要兼顾区域产业和经济的发展[4], 为地方百姓提供便利的交通运输条件, 因而, 在进行前期线路选择之时, 应充分考虑到各个方面的应用价值, 要从更加长远的角度来考虑, 以发展的眼光来看待沙漠道路选线, 从而促进综合经济效益的提高。