摘要:在闡述我國(guó)沙漠地區(qū)氣候特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,分析了沙漠地區(qū)氣候?qū)返挠绊懀榻B了沙漠地區(qū)公路設(shè)計(jì)理念和設(shè)計(jì)要點(diǎn),并提出了沙漠地區(qū)的生態(tài)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)的措施,以保證公路使用壽命和道路行車安全。

關(guān)鍵詞:沙漠地區(qū);公路;設(shè)計(jì)理念

我國(guó)沙漠和沙漠化土地總面積約為262.2萬(wàn)km2,約占我國(guó)國(guó)土面積的27.3%,目前沙漠化土地面積仍以每年2460km2的速度擴(kuò)展,吞噬著我們寶貴的,賴以生存的土地。近年來(lái)隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和國(guó)家對(duì)西北部地區(qū)大力的支持,我國(guó)西北部地區(qū)公路建設(shè)得到了發(fā)展,這其中很大部分公路都是在沙漠戈壁地區(qū)修建的。但是在沙漠地區(qū)修建公路的過(guò)程中,既有施工過(guò)程中對(duì)沿線脆弱生態(tài)環(huán)境的破壞方面,也有建成后對(duì)沿線經(jīng)濟(jì)發(fā)展和區(qū)域自然環(huán)境的改善方面。所以在沙漠地區(qū)采取什么樣的設(shè)計(jì)理念和施工工藝修建道路,是否對(duì)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護(hù)更有利,成為衡量工程實(shí)施成敗的關(guān)鍵,更是沙漠地區(qū)保護(hù)環(huán)境和改善生態(tài)的重要手段。本文主要闡述了沙漠化地區(qū)公路設(shè)計(jì)及施工過(guò)程中存在的問(wèn)題,并提出了一些措施。這對(duì)沙漠地區(qū)公路建設(shè)、提高工程質(zhì)量、確保運(yùn)營(yíng)安全、保護(hù)生態(tài)環(huán)境,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。

1我國(guó)沙漠地區(qū)氣候特點(diǎn)

沙漠地區(qū)與其他地區(qū)的自然環(huán)境特征差異極為明顯,主要體現(xiàn)為氣候干旱少雨,日照強(qiáng)烈,溫差變化巨大,風(fēng)沙活動(dòng)頻繁,同時(shí)沙漠地區(qū)生態(tài)環(huán)境極為脆弱,自然環(huán)境惡劣,人煙稀少,這嚴(yán)重影響了本地區(qū)公路建設(shè)。由于沙漠地區(qū)獨(dú)特的環(huán)境,對(duì)于公路勘測(cè)設(shè)計(jì)以及路基防護(hù)和養(yǎng)護(hù)工程帶來(lái)極大的挑戰(zhàn)。

2沙漠地區(qū)氣候?qū)返挠绊?/strong>

2.1風(fēng)蝕對(duì)路基的影響。沙漠地區(qū)的路基填料一般可采用粉細(xì)沙。迎風(fēng)側(cè)路基主要以吹蝕為主,背風(fēng)側(cè)路基主要以掏蝕為主。同一方向長(zhǎng)期的風(fēng)蝕,可使路肩寬度逐漸變窄,甚至導(dǎo)致路基掏蝕,使路面啃邊、懸空,嚴(yán)重時(shí)甚至給道路行車帶來(lái)安全隱患。

2.2降水對(duì)路基的影響。由于沙漠地區(qū)筑路材料匱乏,為了降低工程造價(jià),沙漠地區(qū)的路基普遍較低,地表集中降水容易造成路基邊坡的坍塌、路基邊坡滑移等危害,甚至導(dǎo)致排水不暢地段路基遭受水毀。

2.3對(duì)沿線防護(hù)設(shè)施的影響。對(duì)項(xiàng)目沿線防護(hù)設(shè)施的危害主要來(lái)自特定方向的風(fēng)沙流。風(fēng)沙遇阻便會(huì)減速堆積,久而久之導(dǎo)致沙流的堆積,增大交通事故頻率,給行車帶來(lái)安全隱患,故沙漠地區(qū)的防護(hù)設(shè)施需著重考慮當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)沙流向及風(fēng)速。

2.4對(duì)交通的影響。我國(guó)西北部局部風(fēng)沙危害嚴(yán)重的地區(qū),沙埋現(xiàn)象常給公路安全行駛造成了嚴(yán)重威脅。輕則造成路面局部積沙,給行車帶來(lái)安全隱患,重則積沙淹埋大段路面,造成交通阻隔,甚至發(fā)生交通安全事故。

2.5對(duì)橋涵的影響。沙漠地區(qū)由于橋涵跨徑和高度普遍偏小,橋涵孔洞很容易受風(fēng)沙影響,嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致風(fēng)沙掩埋橋涵孔徑,過(guò)水能力降低,甚至造成水毀現(xiàn)象。

3沙漠地區(qū)公路設(shè)計(jì)理念和設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1沙漠地區(qū)公路設(shè)計(jì)理念。

(1)在沙漠地區(qū),極端地質(zhì)氣候條件下,保證道路的可靠、安全是公路建設(shè)的首要任務(wù)。

(2)在沙漠地區(qū),人煙稀少,在道路養(yǎng)護(hù)困難的條件下,如何提高道路的穩(wěn)定性,是公路建設(shè)需著重考慮的部分。

(3)沙漠地區(qū)自然環(huán)境惡劣,生態(tài)系統(tǒng)脆弱,故沙漠地區(qū)的公路建設(shè)應(yīng)保證在盡量減小對(duì)生態(tài)環(huán)境破壞的前提下進(jìn)行設(shè)計(jì)、施工。前期充分考慮項(xiàng)目對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響,做好防沙固沙、植被恢復(fù)和環(huán)境保護(hù)工作,施工后期需嚴(yán)格執(zhí)行好施工圖紙的方案,使得沿線沙漠地區(qū)逐漸變?yōu)橐粭l“綠色長(zhǎng)廊”,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

(4)公路經(jīng)過(guò)沙漠、戈壁區(qū)域長(zhǎng)距離無(wú)人煙,景色單調(diào),路線設(shè)計(jì)中應(yīng)著重考慮駕駛者的視覺(jué)疲勞問(wèn)題,保證行車安全。

(5)結(jié)合勘察手段,路線盡量避繞鹽漬土、沙害嚴(yán)重等不良地質(zhì)地段,特殊地段需考慮風(fēng)向及日照因素,選擇路線方案,盡量縮短穿越長(zhǎng)度,避免挖方,減少處治費(fèi)用。3.2沙漠地區(qū)公路路線的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

3.2.1沙漠地區(qū)公路選線。在我國(guó)沙漠地區(qū)特殊的氣候條件下建設(shè)公路,需遵照以下原則。

(1)結(jié)合當(dāng)?shù)刈匀粭l件和地質(zhì)條件合理選線布線,路線走向在風(fēng)吹雪和風(fēng)積沙路段盡可能與當(dāng)?shù)厥⑿酗L(fēng)向平行布設(shè),或盡可能減小風(fēng)向與路線的交叉角度,如果減小角度有困難,可采用加大交叉角度,甚至接近垂直風(fēng)向布設(shè)。

(2)考慮到沙漠地區(qū)均位于我國(guó)西北地區(qū),陽(yáng)坡日照時(shí)間較陰坡長(zhǎng),太陽(yáng)輻射強(qiáng),冬季雪融化快,所以路線一般應(yīng)設(shè)在陽(yáng)坡。

(3)路線布設(shè)盡可能考慮避讓地質(zhì)條件相對(duì)差和易積雪、易積沙路段,降低建設(shè)期路基修建及后期養(yǎng)護(hù)費(fèi)用。同時(shí)應(yīng)考慮在通過(guò)沙漠地區(qū)的路線方案應(yīng)盡可能短;路線方案應(yīng)盡量選擇接近筑路材料豐富地區(qū)和人口居住區(qū)或有水源地區(qū),以便于后期施工和降低工程造價(jià);路線方案選擇與布設(shè)應(yīng)順應(yīng)地形地貌、盡可能減少工程對(duì)當(dāng)?shù)卮嗳醐h(huán)境的破壞,爭(zhēng)取取得最佳生態(tài)效益和社會(huì)效益。3.2.2沙漠地區(qū)公路縱斷面布設(shè)。路線縱斷面設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)著重考慮與當(dāng)?shù)仫L(fēng)向、地貌地形相適應(yīng),路線縱斷面設(shè)計(jì)需考慮視覺(jué)連續(xù)、平順等要求,縱斷面應(yīng)避免在短距離內(nèi)出現(xiàn)劇烈的起伏,以提高駕乘人員的舒適性,降低行車安全隱患。路線如通過(guò)復(fù)雜的高大沙山時(shí),應(yīng)按照多填少挖的原則控制縱路基高度,盡可能減少路基的沙埋和水毀風(fēng)險(xiǎn)。

3.2.3沙漠地區(qū)的路基設(shè)計(jì)。

(1)沙漠地區(qū)為了防止路基被風(fēng)蝕或埋沙,路基橫斷面形式和路基防護(hù)形式需根據(jù)當(dāng)?shù)仫L(fēng)向風(fēng)速以及地貌地形、風(fēng)沙運(yùn)動(dòng)特征、路線走向與主風(fēng)向關(guān)系等因素綜合考慮,多方案論證,合理選擇路基設(shè)計(jì)方案。同時(shí)根據(jù)需要,在沿線合理采用防沙固沙等措施,減少風(fēng)沙影響的同時(shí),改善行車視覺(jué)疲勞,提升沿線生態(tài)環(huán)境。

(2)沙漠地區(qū)公路路肩、路基邊坡以及積沙平臺(tái)均需進(jìn)行相應(yīng)的防沙固沙設(shè)計(jì),以防止風(fēng)蝕,進(jìn)而保持路基穩(wěn)定。具體的防護(hù)材料和防護(hù)形式可根據(jù)當(dāng)?shù)亓?xí)慣或已成熟工程經(jīng)驗(yàn)合理選取。

(3)為避免距離路基兩側(cè)的取土坑遭受風(fēng)蝕,危及路基,取土坑需設(shè)在下風(fēng)側(cè)路基坡腳盡可能遠(yuǎn)的位置。

(4)在易積沙路塹段時(shí),為防止風(fēng)流沙進(jìn)入路肩及在行車道內(nèi)堆積,應(yīng)在路基迎風(fēng)側(cè)設(shè)置寬度不小于2m的積沙平臺(tái)。

(5)沙漠地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)脆弱,為減少工程對(duì)自然環(huán)境的破壞,路基設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能減少?gòu)U方。棄方一般應(yīng)堆在路基下風(fēng)側(cè)或低洼處,并應(yīng)予以攤平,有條件應(yīng)采取防沙固沙措施。

(6)為防止風(fēng)積沙和風(fēng)吹雪影響道路行車安全,路基兩側(cè)10~20m范圍內(nèi)的地面應(yīng)保持平順,地表無(wú)凸起和其他灌木。

(7)植物防護(hù)的設(shè)置應(yīng)與當(dāng)?shù)胤郎持紊骋?guī)劃相結(jié)合。應(yīng)選擇當(dāng)?shù)爻R?jiàn)的,適合當(dāng)?shù)厣L(zhǎng)的植物種類,并選擇合適的種植方式,建立完善的灌溉措施和管理措施,以確保生態(tài)環(huán)境迅速恢復(fù)。

3.2.4沙漠地區(qū)的路基填土高度。當(dāng)路線通過(guò)移動(dòng)速度較快的動(dòng)態(tài)沙丘或沙地分布較廣地段時(shí),為避免路基沙埋和水毀,路基填土高度應(yīng)以高出沙丘平均高度50cm為宜;路線通過(guò)風(fēng)沙地區(qū),尤其是風(fēng)口路段時(shí),路線縱坡應(yīng)盡可能采用填挖方基本平衡的原則,其路基填土高度以高出地面線50~100cm為宜;路線通過(guò)鹽漬土、軟土等不良地質(zhì)路段時(shí),路基填料可采用風(fēng)積沙填筑,路基平均高度應(yīng)大于80cm為宜。

3.2.5沙漠地區(qū)路基斷面的合理選擇。沙漠地區(qū)的路基邊坡坡率應(yīng)充分考慮風(fēng)沙運(yùn)動(dòng)特征、地形地貌、路線與風(fēng)向的關(guān)系等因素,結(jié)合公路等級(jí)合理設(shè)置路基邊坡坡率。邊溝形式宜采用緩坡蝶形邊溝。

3.2.6沙漠地區(qū)交安防護(hù)設(shè)施的合理選擇。由于沙漠地區(qū)特殊條件,需綜合考慮沿線防護(hù)設(shè)施在特定風(fēng)向?qū)︼L(fēng)沙的阻隔影響,風(fēng)沙嚴(yán)重地區(qū)護(hù)欄或防護(hù)網(wǎng)形式的選取均有可能造成路面積沙的產(chǎn)生,給行車安全帶來(lái)隱患。

3.2.7沙漠地區(qū)的路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。沙漠地區(qū)公路具有風(fēng)沙大、日照強(qiáng)烈、溫差大、降水少、筑路材料缺乏等特點(diǎn)。故沙漠地區(qū)公路的病害形式主要以車轍變形、收縮開(kāi)裂為主,局部段落伴有骨料松散、坑槽及沙埋等病害。由此在沙漠地區(qū)公路設(shè)計(jì)中,需在路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)之初,充分考慮沙漠地區(qū)特定的自然氣候環(huán)境,結(jié)合當(dāng)?shù)亟煌顩r、沿線筑路材料、施工條件等因素,根據(jù)道路設(shè)計(jì)等級(jí)合理論證選取路面結(jié)構(gòu)形式,確保在方案可行、經(jīng)濟(jì)合理的前提下,充分發(fā)揮各結(jié)構(gòu)層最大效能,降低工程規(guī)模,提高沙漠地區(qū)道路的使用壽命。

3.2.8沙漠地區(qū)的邊溝形式選擇根據(jù)沿線降水量,合理設(shè)置排水邊溝尺寸。風(fēng)積沙路段填方路堤的坡腳及土路肩與邊坡相交處宜設(shè)計(jì)成圓弧形,可不設(shè)排水邊溝,挖方段易選擇淺碟式邊溝。

4沙漠地區(qū)的生態(tài)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)

沙漠地區(qū)自然環(huán)境惡劣,生態(tài)系統(tǒng)極為脆弱,易受到人類活動(dòng)的影響,尤其是沙漠地區(qū)公路建設(shè)過(guò)程中對(duì)沿線生態(tài)環(huán)境的巨大破壞,所以如何使工程建設(shè)減少對(duì)環(huán)境的破壞,保護(hù)環(huán)境,成為本地區(qū)內(nèi)工程建設(shè)的重中之重。在沙漠地區(qū)公路建設(shè)中,應(yīng)盡量通過(guò)線形的合理布設(shè)、植被集中地段或者綠洲的避讓、路基形式的設(shè)置、防護(hù)設(shè)施的設(shè)置、植被恢復(fù)來(lái)減少人為因素對(duì)生態(tài)環(huán)境造成的影響,降低對(duì)動(dòng)植物棲息地或生存區(qū)域的影響。工程建設(shè)應(yīng)充分考慮采取相應(yīng)工程措施防沙固沙,通過(guò)道路兩側(cè)的沙障種植各種植物恢復(fù)生態(tài),盡可能使公路建設(shè)成為沙漠地區(qū)“綠色長(zhǎng)廊”,甚至帶動(dòng)個(gè)別地區(qū)退沙還林,改善當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境。

5結(jié)語(yǔ)

沙漠地區(qū)公路的風(fēng)沙防治應(yīng)采用“以防為主、防治結(jié)合”的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。在沙漠地區(qū)修筑公路時(shí),依據(jù)地質(zhì)勘察,借鑒本地區(qū)已建成的或者成熟的公路建設(shè)經(jīng)驗(yàn),為后續(xù)公路建設(shè)中防沙治沙工作提供依據(jù)。本文提出合理的路線、路基、路面結(jié)構(gòu)等設(shè)計(jì)以及防沙和固沙相關(guān)措施,保證公路使用壽命和道路行車安全。希望本文能對(duì)沙漠地區(qū)公路建設(shè)、防沙治沙工作提供一些有益的參考。

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