淺談沙漠公路路線選線原則

劉維松

（蘇交科集團(tuán)股份有限公司，江蘇 南京 210000 ）

沙漠地區(qū)地理環(huán)境與氣候條件惡劣，所以沙漠地區(qū)公路在路線建設(shè)選線方面也頗具難度。我國西部沙漠地區(qū)都是欠發(fā)達(dá)地區(qū)，經(jīng)濟(jì)若希望實(shí)現(xiàn)快速發(fā)展的主要限制因素是自然環(huán)境因素。而深度研究沙漠地區(qū)地質(zhì)特征與風(fēng)沙活動(dòng)規(guī)律則成為了沙漠地區(qū)公路選線的重要前提依據(jù)。

1 沙漠公路路線選線的必要性

我國流動(dòng)性沙漠地區(qū)較多，其沙丘密集、交通運(yùn)作存在較大難度，所以建設(shè)沙漠公路是非常必要的，因?yàn)橐坏┥衬方ǔ赏ㄜ?，物資運(yùn)輸距離、運(yùn)輸周期都會(huì)大大縮短，運(yùn)輸成本也會(huì)有所降低，運(yùn)輸效率大幅度提高，最大限度加大地方綜合產(chǎn)業(yè)開發(fā)發(fā)展。

另外，考慮到沙漠地區(qū)氣候干燥少雨、風(fēng)沙較大、地表形態(tài)相對(duì)復(fù)雜多變、工程用砂石材料與水源極其匱乏，這些都為沙漠公路建設(shè)帶來極大困難。為了有效解決這些困難，需要采取行之有效的防護(hù)措施，建立沙漠公路路線選線方案，保證路線選擇正確。如此可最大限度消除風(fēng)沙隱患，減少防沙工程量，做到穩(wěn)定路基、安全運(yùn)輸、經(jīng)濟(jì)合理。客觀講，沙漠地區(qū)公路建設(shè)的所有條件都必須建立在正確的選線方案之上[1]?？茖W(xué)合理的路線選線設(shè)計(jì)原則應(yīng)該基于以下幾點(diǎn)特征方面上展開：第一，要保證筑路材料合理選擇。因?yàn)樯衬吠顿Y較大、工期較長、在建成以后需要做到精神選擇材料，保證施工環(huán)境優(yōu)化；第二，在治理某些流動(dòng)沙丘過程中要建立公路路線覆蓋區(qū)，做好防沙治沙工作；第三，要正確選擇水源地，結(jié)合沙漠公路路段實(shí)際情況建立施工水源供給體系。

2 沙漠公路路線選線原則分析

如果沙漠公路路線選線所使用原則不同，其所對(duì)應(yīng)的工程造價(jià)、工程建設(shè)結(jié)果也會(huì)有所不同，在這其中需要充分分析、論證功自然環(huán)境與社會(huì)環(huán)境中各種元素，通過綜合研究分析比選方案，以追求達(dá)到技術(shù)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境效益的相互統(tǒng)一。如果條件許可，還需要盡量選擇高水平技術(shù)指標(biāo)，有效提高沙漠公路的后期運(yùn)營使用質(zhì)量。再者就是要解決路線定線與線形設(shè)計(jì)等某些重要技術(shù)問題，建立沙漠公路路線選線原則與施工建設(shè)之間的技術(shù)性關(guān)聯(lián)關(guān)系。沙漠地區(qū)在公路選線方面主要考慮到風(fēng)沙活動(dòng)與地基土工程性質(zhì)，同時(shí)深度考量其地基穩(wěn)定性與承載力影響問題。深層次分析看來，風(fēng)沙活動(dòng)對(duì)于公路工程的主要影響還在于風(fēng)蝕作用與風(fēng)積作用。其中風(fēng)蝕作用從邊坡、路肩開始最終侵蝕坡面，可對(duì)路基、路面造成嚴(yán)重破壞。風(fēng)積作用則會(huì)直接導(dǎo)致流沙堆積路面，阻斷線路，降低道路通行能力，增加安全隱患，同時(shí)增加公路養(yǎng)護(hù)投入。結(jié)合沙漠地區(qū)基本氣候、地形地貌與地質(zhì)狀況進(jìn)行分析，沙漠地區(qū)的公路選線需要考慮如下多點(diǎn)原則[2]。

2.1 合理繞避原則

在深入調(diào)查研究沙漠公路，明確沙丘成因、性質(zhì)以及活動(dòng)情況過程中，還需要對(duì)其風(fēng)向、風(fēng)力、地形、地貌、沙源等等進(jìn)行分析，最大限度繞避嚴(yán)重流沙地帶。如果在大面積沙丘地帶，流沙無法有效避繞，則必須選擇風(fēng)沙危害較輕的沙丘邊緣地帶、山丘河流兩岸、古河道湖盆草灘、大山高地前緣背風(fēng)地帶針對(duì)鹽漬化、沼澤化、沙漠化、水毀嚴(yán)重問題進(jìn)行分析，特別要避繞效果較差的災(zāi)害地段，注意靈活運(yùn)用減輕沙害，減少沙地流動(dòng)因素。可選擇在半固定沙地進(jìn)行路線選線，避讓風(fēng)沙危害，選擇施工難度較小、原材料豐富且易于布設(shè)路線的地區(qū)進(jìn)行選線布線。

2.2 地質(zhì)條件穩(wěn)定河段架橋原則

由于沙漠地區(qū)河流含泥沙量較大，河床容易出現(xiàn)淤積、易改道，所以在橋涵定位過程中應(yīng)該選擇河道穩(wěn)定、河道平直地段。要避免在河道變化較大的彎道或河岸受沖刷凹岸地段架設(shè)橋梁。針對(duì)橋梁兩頭河岸一定范圍內(nèi)設(shè)置有效防護(hù)?？傮w來講，需要注意河流容易改道成為游蕩河道這一現(xiàn)實(shí)問題，所以在公路路線選線原則方面必須選擇流向相對(duì)穩(wěn)定、線路相對(duì)平直的河道架設(shè)公路橋梁。一方面不能改變河道原有狀況，一方面還必須采取有針對(duì)性的護(hù)岸工程措施。

2.3 最短距離原則

在沙漠公路選線過程中避免采用過長直線或大半徑曲線選線設(shè)計(jì)，這主要是因?yàn)樯衬繁旧碜匀粭l件惡劣，工程施工困難，防護(hù)工程量較大，工程造價(jià)偏高。此時(shí)必須選擇最短路線有效減少行車時(shí)間與工程造價(jià)，避免過分積沙（一般平曲線相比于直線路線更容易積沙）。在設(shè)置平曲線過程中，一般可采用大半徑曲線，配合路堤主導(dǎo)曲線外側(cè)面風(fēng)向，在保證風(fēng)沙有效規(guī)避條件下減少掩護(hù)危害?？傮w來講，考慮到在沙漠中施工難度偏大，所以在選線過程中需要盡量縮短控制點(diǎn)與控制點(diǎn)之間相互距離，將平曲線設(shè)置數(shù)量控制到最少，最大限度減少修建里程避免出現(xiàn)連續(xù)直線距離過長這一問題，同時(shí)還要規(guī)避行車不利問題發(fā)生。

2.4 路線接近原則

要明確路線接近原則，對(duì)沙漠地區(qū)筑路材料進(jìn)行分析，了解其水源比較匱乏這一問題，有效構(gòu)建人類聚居地與經(jīng)濟(jì)帶。在建設(shè)控制點(diǎn)優(yōu)化路線布置過程中，需要盡量接近原材料、水源發(fā)展路線，最大限度減少原材料運(yùn)輸費(fèi)用即造價(jià)內(nèi)容，構(gòu)建交通支撐?？傮w來說就是要盡量做到就地取材，在沙漠中運(yùn)用已有筑路材料如砂子、粘土、淤泥亦或是丘陵間埋深較淺的地下水，如此可大量節(jié)省運(yùn)輸費(fèi)用。如果有可能，最好在線路施工附近位置建立水源供應(yīng)地。在選線過程中需要結(jié)合自然環(huán)境與地質(zhì)狀況綜合考慮并確定路線[3]。

2.5 起風(fēng)沙向平行原則

如果在沙漠公路上路線與主風(fēng)向相互垂直，則在路堤上風(fēng)側(cè)位置容易形成積沙，導(dǎo)致路肩被風(fēng)蝕，路塹部位也容易積沙，邊坡遭到嚴(yán)重風(fēng)蝕。為了有效減少風(fēng)蝕與風(fēng)積作用，需要在高陡坡路基位置進(jìn)行測(cè)量，明確其與主風(fēng)向斜角，了解風(fēng)沙流的側(cè)導(dǎo)作用，避免對(duì)路基產(chǎn)生直接危害影響。根據(jù)已有觀測(cè)經(jīng)驗(yàn)，如果合成風(fēng)向與公路走向夾角變小，沙害也會(huì)相應(yīng)減輕，沙丘移動(dòng)方向、沙壟走向以及合成風(fēng)風(fēng)向基本處于平等狀態(tài)，最好選擇合成風(fēng)方向與公路走向平等。而在實(shí)際選線踏勘過程中，則需要按照沙壟與沙丘移動(dòng)走向方向一致原則來確定公路路線選線基本原則。

2.6 順應(yīng)自然地形原則

在沙漠地區(qū)公路進(jìn)行路線選線過程中，需要盡量選擇地形相對(duì)開闊、沙丘密度不大的區(qū)域，即在地勢(shì)平坦地區(qū)充分利用有利地形做好線路布設(shè)，保證其沙壟間開闊地帶為迎風(fēng)坡側(cè)位置，始終保持路線流暢平坦。在有效規(guī)避施工對(duì)自然地帶的破壞并形成新風(fēng)沙源時(shí)，需要合理降低工程量。在選線過程中，要避免諸多問題如大填大挖，要做到寧填勿挖，減少擾動(dòng)，始終保持原地面地貌狀況，在路線繞避方面優(yōu)化高大沙丘與沙壟建設(shè)，減少填挖工程量與防護(hù)工程量，最大限度降低工程造價(jià)。在經(jīng)過長期風(fēng)蝕與風(fēng)積作用后，需要保證路線選線始終處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)，選擇路線布設(shè)良好地帶。要盡最大可能在丘間低地建立下風(fēng)側(cè)路線，保證沙丘迎風(fēng)坡腳地帶遠(yuǎn)離后方沙丘，規(guī)避沙埋路線，特別是在雨季避免低地積水浸泡路基造成路基破壞[4]。

順應(yīng)自然的另一點(diǎn)就是要繞避公路施工路段的病害地段，針對(duì)某些地段所存在的鹽漬化、洪澇化、沼澤化、風(fēng)沙堆積化問題進(jìn)行有效處理。不過考慮到其處理難度頗大，處理效果較差，所以要盡量做好繞避工作，比如說公路在穿越某些沙丘地帶時(shí)必須做到靈活必然，減輕沙害風(fēng)險(xiǎn)。

2.7 開闊地面通過與最佳生態(tài)效益原則

沙漠公路都會(huì)經(jīng)過沙丘丘壟、丘鏈區(qū)段，這些地段往往坡度平緩且地形相對(duì)開闊、沙丘密度并不大、存在大量的迎風(fēng)坡麓。在路線選線過程中必須注意這一問題，分析高大復(fù)合型沙壟帶進(jìn)結(jié)構(gòu)，必須選擇沙丘不多也不高的的開闊壟間低地。遵循如此原則是因?yàn)橐环矫婀仿肪€在這些地段容易布設(shè)，工程量相對(duì)偏少。再一方面就是該地段沙害容易處理，通過爬沙壟選擇較為開闊的一級(jí)沙丘，保證路線順利通過迎風(fēng)坡麓，最大限度減少翻越高大沙壟距離。例如可選擇在起伏層次較大的高達(dá)復(fù)合型沙丘上進(jìn)行筑路，不過如此工程投資相對(duì)較大，且必須在施工后注意嚴(yán)格管理沙害問題。

另一方面要遵循最佳生態(tài)效益原則，盡量在線路選擇方面優(yōu)化施工公路運(yùn)營，特別強(qiáng)調(diào)對(duì)公路沿線兩側(cè)胡楊林等自然植被的針對(duì)性管理，同時(shí)保護(hù)公路路段沿線土地資源、水源地以及各種野生動(dòng)物。整體來說就是要充分利用沿線植被、土層、粗沙層等等做好公路線路有效保護(hù)。

2.8 綜合社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益原則

在沙漠地區(qū)公路建設(shè)過程中要同時(shí)兼顧沙漠周邊地區(qū)產(chǎn)業(yè)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展，為地方居民提供交通便利，合理開發(fā)地區(qū)旅游事業(yè)向前發(fā)展，提升綜合社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，極大程度改善地方居民貧困生活狀況。

在沙漠地區(qū)中是含有大量豐富非可再生資源的，如煤礦、石油、天然氣等等。在針對(duì)這些資源的勘探、開發(fā)與應(yīng)用方面需要結(jié)合沙漠公路修建過程展開，保證輸氣、輸油到位，優(yōu)化電力通訊線路，建立防沙綠化工程。另一方面，就是基于長距離主干道路線建立多功能“廊帶”，確保公路選線到位。而在公路選線前期需要做好調(diào)研工作，通過綜合評(píng)價(jià)分析其所帶來的良好經(jīng)濟(jì)效益。

2.9 防沙工程布設(shè)原則

在防沙工程建設(shè)過程中，需要結(jié)合沙漠地區(qū)選線無法避讓風(fēng)沙這一問題進(jìn)行分析。要打破穩(wěn)定的風(fēng)蝕風(fēng)積作用平衡，發(fā)現(xiàn)新風(fēng)沙源，保證公路選線謹(jǐn)慎，做好防沙措施，即要將防沙工程與選線布置二者聯(lián)系到一塊，確保沙漠公路安全暢通[5]。

2.10 其它原則

最后，要保證提出最佳生態(tài)效益原則，在沙漠公路周邊種植紅柳、胡楊等等高大植物，充分考慮到沙漠地區(qū)生態(tài)環(huán)境十分脆弱這一問題。在選線過程中，需要最大限度做好避讓，保證沙漠自然環(huán)境始終保持平衡狀態(tài)，同時(shí)兼顧環(huán)境變遷問題，充分考慮各種效應(yīng)問題。

總體來說，結(jié)合上述10 點(diǎn)各類原則規(guī)范可為沙漠公路工程設(shè)計(jì)明確技術(shù)依據(jù)，且要保證所有原則都必須貫穿于整個(gè)公路路線選線設(shè)計(jì)過程中。而工程設(shè)計(jì)人員方面必須充分熟悉、了解各項(xiàng)原則內(nèi)容，保證設(shè)計(jì)到位。換言之，要將公路路線選線原則與設(shè)計(jì)作為是一個(gè)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)南到y(tǒng)性過程，更多從工程可行性研究層面分析項(xiàng)目方案設(shè)計(jì)內(nèi)容，初步認(rèn)知施工圖設(shè)計(jì)方案，以追求滿足公路路線選線施工的實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性、安全性與環(huán)保性等各方面要求。

3 總結(jié)

沙漠地區(qū)自然環(huán)境相當(dāng)獨(dú)特，在這里實(shí)施公路工程建設(shè)必須考慮到諸多不利因素問題，結(jié)合這些不利因素克服困難，圍繞環(huán)境影響與工程地質(zhì)基本特性基礎(chǔ)提出優(yōu)秀選線方案，建立沙漠公路選線有效方案，保證沙漠地區(qū)交通發(fā)展科學(xué)、經(jīng)濟(jì)、合理。在未來，還需要基于綜合經(jīng)濟(jì)效益原則對(duì)沙漠地區(qū)公路路線選線設(shè)計(jì)問題進(jìn)行分析，優(yōu)化長距離主干道路爭取形成多功能“廊帶”，更多著眼于未來長遠(yuǎn)利益發(fā)展綜合考慮沙漠公路建設(shè)，堅(jiān)持把握各項(xiàng)公路路線選線原則，提高沙漠公路整體建設(shè)水平，優(yōu)化其經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益，為沙漠地區(qū)交通通暢有效運(yùn)行創(chuàng)造有利空間條件。