淺析森林消防道路的設(shè)計(jì)

張 尋/中設(shè)設(shè)計(jì)集團(tuán)股份有限公司

淺析森林消防道路的設(shè)計(jì)

張 尋/中設(shè)設(shè)計(jì)集團(tuán)股份有限公司

城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展促進(jìn)了城市區(qū)域的擴(kuò)張，許多原先偏遠(yuǎn)的山林地區(qū)都納入城市范圍作為新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。本文以陽山林場道路設(shè)計(jì)為依托，重點(diǎn)分析森林消防道路的選線原則及控制點(diǎn)選擇要點(diǎn)，采用曲線型定線方法進(jìn)行路線設(shè)計(jì)，通過方案比選最終確定路線方案。

道路工程；消防道路；路線選擇；方案對比

引言

陽山林場擁有生態(tài)林9000多畝，經(jīng)濟(jì)林地7000多畝，基本每年都會出現(xiàn)森林火災(zāi)，而陽山護(hù)林防火基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)滯后，尤其是防火通道建設(shè)滯后。在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，消防車輛、物資不能及時(shí)到達(dá)火災(zāi)地點(diǎn)，只能由消防人員攜帶少量滅火設(shè)備，滅火效率很差。若能在林區(qū)建設(shè)可供車輛通行的林區(qū)道路，不僅可以提升消防滅火效率，還能開發(fā)林區(qū)豐富的自然資源[1]。隨著高新區(qū)開發(fā)建設(shè)和城市化進(jìn)程的加快，陽山及其周邊地區(qū)將成為蘇州新區(qū)的中心城區(qū)，林區(qū)道路的建設(shè)對于陽山森林護(hù)林防火、促進(jìn)陽山地區(qū)旅游業(yè)的開發(fā)利用具有十分重要的社會意義和經(jīng)濟(jì)意義。

一、項(xiàng)目建設(shè)的必要性

陽山海拔338米，山高坡陡，一旦發(fā)生火災(zāi)，撲救人員上山速度趕不上林火燃燒速度，極易形成大火，撲救森林火災(zāi)難度大。由于陽山白泥礦開采了幾十年，在陽山上形成了許多斷裂層，由探礦礦洞69個(gè)，給撲火隊(duì)員上山救火造成了很大隱患。陽山是蘇州市森林火災(zāi)多發(fā)地區(qū)，由于沒有相應(yīng)的護(hù)林消防通道，消防人員與消防車輛無法即時(shí)、迅速到達(dá)火災(zāi)現(xiàn)場救援、滅火，使得燒毀林木自1990年以來累計(jì)達(dá)到5000多畝，并造成1名基干民兵死亡。目前，整個(gè)林區(qū)除陽山東部的水泥路路況較好外，陽山南部、西部的公路因開礦運(yùn)石的載重車輛的長期使用，現(xiàn)有公路路況較差，部分路段機(jī)動車無法通行。

通過建設(shè)森林消防道路，可為消防人員與消防車輛進(jìn)入火災(zāi)現(xiàn)場提供了快速運(yùn)輸通道，并輔以眾多的進(jìn)山道口，林區(qū)一旦發(fā)生意外火災(zāi)，能得到快速、即時(shí)的控制，起到了積極有效的護(hù)林防火功能，此外也能起到防火隔離帶的作用，而且為陽山地區(qū)森林旅游資源的開發(fā)提供了良好的交通條件，從而增強(qiáng)陽山森林旅游的吸引力，促進(jìn)旅游資源的開發(fā)利用[2]。

蘇州陽山護(hù)林防火規(guī)劃設(shè)想：以陽山為單位，整合護(hù)林防火資源，統(tǒng)一規(guī)劃基礎(chǔ)設(shè)施、隊(duì)伍、制度建設(shè)；基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行一次規(guī)劃，分期實(shí)施；常規(guī)性工作實(shí)行集中統(tǒng)一，長效管理。通過實(shí)施陽山地區(qū)護(hù)林防火工程，大大加快護(hù)林防火基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)步伐，規(guī)范日常管理工作，逐步實(shí)現(xiàn)防火通道、防火隔離帶、火情監(jiān)控的網(wǎng)絡(luò)化，撲火機(jī)具的現(xiàn)代化，護(hù)林、撲火隊(duì)伍的專業(yè)化，管理工作的標(biāo)準(zhǔn)化，全面提高陽山地區(qū)的預(yù)防和撲救森林火災(zāi)的能力，確保陽山不發(fā)生較大森林火災(zāi)。本項(xiàng)目作為防火通道，是陽山地區(qū)護(hù)林防火體系極其重要的組成部分，是陽山防火中心與各監(jiān)測網(wǎng)點(diǎn)相互聯(lián)系紐帶，是撲火機(jī)具和消防人員快速運(yùn)往火災(zāi)現(xiàn)場的唯一通道。

二、選線原則及控制點(diǎn)選擇

（一）設(shè)計(jì)原則

在陽山林區(qū)建設(shè)消防道路，為消防物資和撲火人員難迅速到達(dá)火災(zāi)地點(diǎn)提供了快速運(yùn)輸通道，還可以為陽山地區(qū)森林旅游資源的開發(fā)提供了良好的交通條件，從而增強(qiáng)陽山森林旅游的吸引力，促進(jìn)旅游資源的開發(fā)利用。因此，本消防道路應(yīng)便于森林防火，滿足救火的需要，路線布設(shè)盡可能適合地形，減少工程規(guī)模，盡量考慮陽山現(xiàn)有或即將恢復(fù)的人文景觀，同時(shí)盡量避開開石、開礦所形成的山體陡崖和不良地質(zhì)地段[3]。

目前擬將實(shí)施的陽山環(huán)山公路標(biāo)準(zhǔn)為三級公路，環(huán)山公路建成后，可使消防車輛迅速到達(dá)陽山周邊。因此本工程路線方案應(yīng)盡可能與環(huán)山公路相接，以便于消防車輛勝利上山。此外，路線方案還考慮了陽山消防道路覆蓋面盡可能廣，并可到達(dá)山頂?shù)仔枨?。由于陽山北?cè)50米等高線上原始林木保存較完整，在50米等高線位置存在約2m寬的原有土路，故A路段基本沿50米等高線布設(shè)。此外，為防止發(fā)生火災(zāi)時(shí)某一山上入口被封阻，本工程擬設(shè)置山上入口3處。

由于陽山垂直高差較大，山頂最大高程達(dá)338.29m，山腳高程一般只有2～10m，山體較陡，地形復(fù)雜，因此路線設(shè)計(jì)時(shí)盡可能沿等高線進(jìn)行布設(shè)，并在局部路段適當(dāng)降低平面線型指標(biāo)，減少路線長度及挖方工程數(shù)量。

陽山地區(qū)特別是其北側(cè)的樹山村區(qū)域擬將進(jìn)行旅游資源開發(fā)，以充分挖掘陽山地區(qū)的人文景觀資源，由于陽山目前還沒有規(guī)劃過與旅游配套的專用道路，因此，考慮到以后陽山地區(qū)旅游開發(fā)，本工程在路線布設(shè)時(shí)，盡可能兼顧旅游景點(diǎn)的位置，以達(dá)到路線與旅游景點(diǎn)之間形成“離而不遠(yuǎn)，近而不進(jìn)”的效果。

陽山礦產(chǎn)豐富，陽山高嶺土全國聞名，中國高嶺土公司就在陽山之麓，另外陽山也盛產(chǎn)優(yōu)質(zhì)白水泥。由于沿山村民，為了致富，炸山開石，致使陽山四周有多處破壞較嚴(yán)重的山體（尤其以陽山的東側(cè)與西側(cè)為重），山體等高線被開采堂口所截?cái)?，因此路線布設(shè)只有選擇到堂口坡頂以外的地段，給本工可的選線帶來了不利影響，致使陽山西、南兩側(cè)很難選到較合適的上山入口。

由于陽山被開采，現(xiàn)已造成陽山部分山體出現(xiàn)地段塌陷、裂縫，為減少本工程的投資規(guī)模，因此在路線布設(shè)時(shí)原則上避開了山體地質(zhì)不良區(qū)域。

（二）主要控制點(diǎn)選擇

1.進(jìn)山道路起點(diǎn)。

陽山地形總體呈南北狹長分布，東西相對較窄。其不利地形分布為：陽山東北側(cè)從沙墩頭礦井向南至山林村處山體有多處塌方，路線無法穿越。陽山東側(cè)從山林村向東至陽東林場處，山腳亦有多處采石場，山體破損嚴(yán)重，多處采石場已成懸崖。消防道路在此上體附近無進(jìn)山之可能。陽山西南至陽山西北，此處同樣存在多處采石場，部分地段即使沒有采石場，但山體陡峭，路線也較難克服如此之大的高差，且等高線有多處被采石場截?cái)?，路線迂回余地較小，因此也不存在進(jìn)山路線的起點(diǎn)。

在經(jīng)過多次現(xiàn)場調(diào)查、勘測，并征求當(dāng)?shù)卮逦囊庖?，最終確定了陽山消防道路三個(gè)進(jìn)山路線起點(diǎn)：

（1）樹山村秸桿氣供應(yīng)站處，樹山村沿山道路與環(huán)山路相連。陽山消防道路A路段起點(diǎn)確定為樹山村秸桿氣供應(yīng)站處的沿山道路，此處離環(huán)山路相距約640米，且山勢較緩，消防車輛進(jìn)山也較為容易；

（2）陽東村處，此處離滸墅關(guān)經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)消防中隊(duì)較近（不超過1公里），如遇山林著火，消防人員出動較為迅速。另外，沙墩頭礦井的原有道路可以利用。這個(gè)進(jìn)山入口作為消防通道A道路的終點(diǎn)；

（3）陽山東南端的市郊區(qū)采礦公司處，為消防道路C路段的起點(diǎn)，該路段山勢處較緩和，地質(zhì)條件亦較好。

2.人文景觀控制點(diǎn)。

陽山至春秋以來多有記載，人文景觀較多，由于各種原因，許多景觀遭到了破壞。如今，由于蘇州市城市化進(jìn)程的加快，陽山地區(qū)將成為蘇州高新區(qū)的中心地帶，陽山作為旅游、城市綠帶的功能將日趨顯現(xiàn)。本工程的實(shí)施將有助于帶動陽山地區(qū)的旅游開發(fā)，因此，陽山消防道路路線方案將貫通各旅游點(diǎn)，做到“離而不遠(yuǎn)，近而不進(jìn)”。

3.山體開挖堂口控制點(diǎn)。

陽山的東西兩側(cè)，因采石形成許多人為的陡壁，路線在通過陡壁上方時(shí)必須保證有安全距離，同時(shí)又要求路線的設(shè)計(jì)高程不能過高，以免路線縱坡過大。

（三）路線方案確定

1.采用曲線型定線方法。

傳統(tǒng)的定線方法為導(dǎo)線法，即首先沿路線前進(jìn)方向布設(shè)導(dǎo)線，先布設(shè)直線單元，然后在兩直線轉(zhuǎn)折處用以曲線予以連接的定線方法，也稱為傳統(tǒng)穿線交點(diǎn)定線法[4]。本工程為陽山的森林防火通道，路線應(yīng)覆蓋陽山山區(qū)，地形條件復(fù)雜，而傳統(tǒng)的導(dǎo)線法，先定直線再定曲線，在地形復(fù)雜之處，很難選到較佳的線路。因此，本工程采用了曲線型設(shè)計(jì)方法。曲線型定線法首先根據(jù)地形、地物條件設(shè)置合適的圓曲線，然后把這些圓曲線用適當(dāng)?shù)木徍颓€連接起來。當(dāng)相鄰圓曲線之間相距較遠(yuǎn)時(shí)，也可以根據(jù)需要插設(shè)適當(dāng)?shù)闹本€段，形成以曲線為主的連續(xù)線形。曲線形設(shè)計(jì)方法一般在立交匝道、地形復(fù)雜等各種約束條件較嚴(yán)格的情況下采用。采用曲線型定線后，所選路線方案曲線所占比例必定會較高，具體情況見表1。

表1 各條防火通道的曲線比例表

陽山上目前尚沒有汽車道路，而山上有部分人行小路，這些小路一般位于山體坡度較緩地帶，本工程路線布設(shè)時(shí)對于部分人行小路盡可能給予利用。如：樹山村境內(nèi)50米等高線附近的人行小路（A路段）、陽山東南端的上山人行小路等。

2. 路線方案比選。

在同一地形區(qū)域內(nèi)選擇了兩組路線方案進(jìn)行比選，方案一包括：A路段、B路段、C路段，方案二包括：A路段、B’路段、C’路段、D路段。

方案一路線長度15.818公里。A路段起于陽山西北端的樹山村秸桿氣供應(yīng)站處的樹山村沿山路，向上爬升至50米等高線，沿50米等高線由陽山西北端向東直至陽山東北端的沙頭墩礦井，終點(diǎn)與環(huán)山路K8+490處相交。B路段起于路線A段K1+516.867處，在陽山北側(cè)山腰通過三個(gè)回頭曲線由起點(diǎn)高程55米爬升至陽山西北側(cè)高程270米的山包。由此沿陽山的山脊線，終點(diǎn)與C路段相交。C路段起于陽山南端環(huán)山公路K6+300，在陽山南側(cè)山腰經(jīng)2個(gè)回頭曲線爬升至西南端高程100米處，沿陽山西側(cè)山腰向北再爬升至山頂與B路段相交于K3+960處，由此處再沿陽山東側(cè)山腰至南端山頭。

方案二路線長度17.818公里。A路線與方案一中的A路段相同。B’路段在K2+200之前與方案一中的路線重合，在K2+200之前，通過繞行陽山西北側(cè)山腰來克服高差至山頂，再經(jīng)回頭曲線繞回陽山西北端270米高程的山包。C’路段與C路段的起點(diǎn)不同，C’路段起于D路段K0+450處。而D路段起于環(huán)山公路K6+600，沿陽山東側(cè)山腳向北，終止于環(huán)山公路K8+100。

以上兩方案，方案一比方案二路線長度短了2公里，工程造價(jià)亦較低。且C路段的上山條件比C’路段要好，C’路段上山，只有利用新建D路段，與環(huán)山公路未能直接連通，C路段與環(huán)山路直接相連，其線型要好于C’路段。路線二方案增加了D路段，D路段使環(huán)山公路與陽東林場勾通更易，由于陽東林場規(guī)劃為陽山地區(qū)的消防監(jiān)控中心，D路段的實(shí)施有助于陽山森林消防監(jiān)控，但由于D路段在陽山東側(cè)山腳，覆蓋林區(qū)面積較小。B’路段由于繞行陽山西北側(cè)山腰與陽山頂?shù)纳郊咕€相近，致使消防道路的分布間距過小。綜上所述，方案一路線總長度較方案二短，路線總體線型也稍好于方案二，故將方案一作為推薦方案。

三、結(jié)束語

消防專用公路在功能與交通作用方面與其他普通公路有著極大的不同，主要是為地區(qū)森林防火提供專用運(yùn)輸通道，同時(shí)也為游客上山游玩提高便捷運(yùn)輸途徑，基本上不承擔(dān)區(qū)域?qū)ν饨煌ㄒ约斑^境交通。消防專用公路的建設(shè)可以提高消防機(jī)具和撲火人員到達(dá)火災(zāi)地點(diǎn)的運(yùn)送速度和撲火效率，最大限度地減少受毀森林面積和經(jīng)濟(jì)損失，還可以促進(jìn)地區(qū)森林旅游發(fā)展，帶來相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)效益。通過道路路側(cè)的排水設(shè)施，可以減少了原來的山體雨水的漫流沖刷，從而有利于控制水流和防止水土流失，具有良好的社會效益和生態(tài)效益，有利于地區(qū)森林的防火和促進(jìn)旅游資源開發(fā)。

[1]涂美珍, 張正雄, 戴偉文. 山區(qū)公路建設(shè)對沿線森林生態(tài)環(huán)境的影響[J]. 宜賓學(xué)院學(xué)報(bào), 2016, 16(6):108-111.).

[2]古文強(qiáng). 廣東東莞市森林公園開發(fā)建設(shè)中的幾個(gè)問題及其對策的探討[J].廣東林業(yè)科技, 2009, 25(1):88-92.

[3]盧世放, 張建文, 曾煥忱. 基于工程造價(jià)比較法的森林公園道路設(shè)計(jì)方案選優(yōu)—以東莞市森林公園的園區(qū)道路建設(shè)為例[J]. 廣東林業(yè)科技, 2010, 26(2):51-54.

[4]張建忠. 森林公園園區(qū)道路設(shè)計(jì)[J]. 中國水運(yùn), 2012,12(8):206-207.

張尋（1990.8—），江蘇南京人，助理工程師，主要從事路橋工程的設(shè)計(jì)工作。