顧勇
(蘇交科集團股份有限公司 江蘇南京 210017)
沙漠——千百年來,一直被人們認為是不毛之地,是阻隔交通、交流的天然屏障。隨著,社會經濟和科學技術的不斷發展,被沙漠阻隔的城市對外溝通的需求越來越強烈,人們開始探索和治理沙漠,開始在沙漠里開墾田地,開始在沙漠里修建公路。
我國是世界上沙漠分布最多的國家之一,面積在6000km2以上的沙漠有14個。其中,以新疆的沙漠分布最為廣泛。新疆地區的主要沙漠有天山以北,位于準格爾盆地的古爾班通古特沙漠;以及天山以南,位于塔里木盆地的塔克拉瑪干沙漠。近年來,新疆地區經濟發展迅猛,特別是我國提出“一帶一路”戰略以來,新疆作為“一帶一路”重要的經濟節點,經濟發展更是如虎添翼。隨著經濟的高速發展,沙漠周邊城市對交通的需求也越來越高。
本文將結合阿勒泰至烏魯木齊公路北屯至五家渠段項目,就如何在古爾班通古特沙漠中部進行走路線設計的方法進行相應的研究和討論。
本項目位于新疆維吾爾自治區北部,天山山脈以北,阿爾泰山以南的準噶爾盆地,路線穿越古爾班通古特沙漠腹地,總體呈由北往南走向。項目建設起點位于北屯市,終點位于五家渠市,走廊帶總長360km。
古爾班通古特沙漠目前有一條沙漠公路,為石西公路。該路位于古爾班通古特沙漠中部,為東西走向,起點位于克拉瑪依市,終點位于××縣。該路為石油專用路,主要用以克拉瑪依油田公司內部使用。
本項目的建設,將從空間上拉近北部阿勒泰地區與烏魯木齊首府之間的距離。目前,由阿勒泰地區通往烏魯木齊有兩條路徑,一條是由阿勒泰向西經G3014(奎阿高速)、S20線(呼克公路)至烏魯木齊,全長約650km。第二條是由阿勒泰向東經G216線至烏魯木齊,全場約600km。而阿勒泰至烏魯木齊直線距離僅380km。本項目的建設將大大縮短阿勒泰至烏魯木齊的距離,對于促進阿勒泰地區的經濟發展,加速兵地融合均有著非常經濟的作用。
本項目所經區域位于阿爾泰山南部沖洪積、洪積平原、古爾班通古特沙漠,公路自然區劃屬于VI2區(綠洲-荒漠區)。本項目地貌單元可以劃分為二個地貌單元:阿爾泰山前沖洪積平原區地貌、阿爾泰山前平原微丘區地貌、洼地區地貌、古爾班通古特風積沙漠區地貌。
本項目位于準噶爾盆地地區,南部為昌吉回族自治州,北部為古爾班通古特沙漠,屬天山興蒙造山系I下的二級構造單元準噶爾地塊。區內地質情況較好,地質構造較為簡單,無明顯構造裂隙。
項目區域內路線地震動峰加速度0.05g,地震動反應圖譜周期為0.35S~0.45S,地震基本烈度Ⅵ,項目沿線區域穩定性屬基本穩定。
新疆地處我國西北地區,屬于中溫帶大陸干旱氣候,自然區劃屬于VI2區,屬綠洲-荒漠區。項目區域冬季寒冷而漫長,夏季短而且炎熱,晝夜溫差大,冰凍期長,降水量小,蒸發量大。
根據與阿勒泰地區和五家渠氣象局的溝通,項目區域年平均氣溫在4.7~6.3℃,極端最高氣溫 40~43℃,極端低溫-38.2~-42.7℃。年平均風速2~3.8m/s。
氣象條件是本項目路線設計的考慮因素之一,本項目區域地域開闊,冬季溫度低,容易受到風吹雪,風吹沙的影響,應當在總體設計中予以重點關注。根據現場調查,項目區域冬季低洼處積雪深度0.8~1.5m,對交通安全有不利影響。季節性凍土深度1.5m,沿線構造物基礎埋置深度應位于最大凍土深度以下。
項目區域處于古爾班通古特沙漠,沙漠區位于福海境內,項目區域無城市規劃,項目區域內環境敏感點主要為沙漠公益林。公益林內以紅柳、梭梭等低矮灌木為主。項目區域內的沙丘大多屬于半固定沙丘,沙丘表層有草皮植被覆蓋,起到了很好的固沙作用。
(1)合理避讓,減少對現有沙丘、沙梁的影響
在路線選線階段,應對現有地形、地貌特征進行深入了解,了解沙丘、沙梁的成因,分布特征和總體走向。根據調查,項目區域沙梁主要呈現南北向分布,與本項目總體走向一致。在縱向沙梁(南北向沙梁)間穿插橫向沙梁(東西向沙梁)。在路線選線階段,盡量順應現有沙梁,在縱向沙梁間布線,避免切割沙梁。主要是考慮對縱向沙梁切割后,會破壞現有植被表皮,破壞現狀沙梁的穩定性,破壞的長度長,破壞后的固沙防護工程規模大。對于無法避讓的橫向沙梁,選擇較為平緩的地域穿越,盡量降低填挖規模,保持填挖平衡。
(2)圍繞基線,盡量縮短沙漠的路線長度
沙漠是貧瘠地區,大部分路段為無人區,給施工和未來的運營都帶來較大的困難。因此,在路線布設階段,應盡量縮短沙漠段的路線長度。在路線布設時,遵從兩點之間直線最短原則,根據路線控制點,或者是需要必須要經過的地點,設立若干路線走廊基線,然后圍繞基線進行布線。由于沙漠段控制因素少,因此在線形選擇上可以采取較高指標。本項目路線布設過程中,始終圍繞沙漠段起終點基線,以求最短路徑穿越沙漠。同時,路線線形盡量選擇高指標,提高沙漠段車輛行駛速度,保證車輛快速通過。
(3)路線布設應盡量靠近水源地,盡量靠近和利用現有供電設施,保障工程建設運營期間的用水用電需要。
沙漠區域取水、取電都比較困難,因此路線在布設時,可以盡量靠近水源,為施工和運營期取水、取電創造便利條件。在本項目路線布設過程中,路線方案盡量靠近現有的八一水庫、福海水庫、頂山水庫以及正在建設的引額濟烏、引額濟克干渠。同時,為避免公路在施工期和運營期對水源地的影響,路線根據環評需要,與水源地保持了適當的間距。路線布設時,盡量靠近現有電力桿線,并且與供電部門溝通確認是否可以取電,以及配電需求,保障建設和運營期間的取電需求。
(4)精細布設路線方案,通過細節設計,降低惡劣天氣影響
本項目所處區域冬季氣溫低,容易受到風吹雪、風吹沙影響。通過對項目區域氣候條件的認識,福海縣冬季以西北風為主,并且風力大。在路線布設時,通過細節設計,降低風雪害和風沙害的影響。在平行沙梁間布線時,由于路線和沙梁走向均為南北向,路線方案偏向東邊沙梁。一是為增大了風吹沙、風吹雪的行程,結合設置的積雪平臺,更有利于降低雪害、沙害的影響。
(5)根據現場調查,合理布設服務設施
本項目位于古爾班通古特沙漠中部,自然資源匱乏,周邊沒有居民區分布,因此服務設施所需要的水、電等資源獲取困難。根據公路工程技術標準JTGB01-2014,高速公路服務區設置間距宜在50km;當沿線鄉鎮分布系數,水、電等供給困難時,可增大服務區間距。根據以上標準,本項目在沙漠區服務區間距設置為80km。在服務區之間,設置了停車區。以此,保障本項目服務設施的合理間距。
2013年,習近平主席先后對土庫曼斯坦、哈薩克斯坦、烏茲別克斯坦、吉爾吉斯斯坦進行國事訪問。習主席提出“一帶一路”倡議,倡導構建絲綢之路經濟帶,讓中國與歐亞各國經濟聯系和相互合作更加深入。隨著“一帶一路”經濟帶的不斷發展。作為經濟帶重要節點的新疆,在今年來也加快了基礎設施建設。沙漠公路,作為打破沙漠阻隔,加強區域交流的重要設施,其建設對提升區域經濟發展有著重要作用。本文就阿勒泰至烏魯木齊公路勘察設計,對沙漠公路路線設計進行了初步小結。希望能對后續沙漠公路建設盡到綿薄之力。