戈壁荒漠區公路設計要點探析

呂 蒙 （安徽省交通勘察設計院有限公司，安徽 合肥 230011）

新疆是我國向西開放的重要門戶，也是新亞歐大陸橋的必經之地，周邊與蒙古、俄羅斯、哈薩克斯坦、吉爾吉斯斯坦、塔吉克斯坦、阿富汗、巴基斯坦、印度等8個國家接壤，是我國陸地邊境線最長的省區，地緣區位和戰略位置十分重要，在國家發展戰略中具有舉足輕重的地位。

十八大以來，中央出臺了多項政策和措施，助力新疆經濟發展。習近平總書記強調：社會穩定和長治久安是新疆工作的總目標，要堅定不移推動新疆更好更快發展。同時，發展要落實到改善民生上、落實到惠及當地上、落實到增進團結上，讓各族群眾切身感受到黨的關懷和祖國大家庭的溫暖。李克強總理也指出：要加強鐵路、公路等基礎設施建設，發展現代物流，立足區位優勢，建設好絲綢之路經濟帶核心區。2014年第二次新疆工作會議召開，圍繞社會穩定和長治久安的總目標，進一步明確了新疆工作的指導思想、基本原則、目標任務、主攻方向和政策措施；2015年3月國家發展改革委、外交部、商務部聯合發布了《推動共建絲綢之路經濟帶和21世紀海上絲綢之路的愿景與行動》（以下簡稱“愿景與行動”），明確了將新疆打造成為絲綢之路經濟帶核心區的戰略定位，新疆從我國傳統對外開放格局中的“末梢”一躍成為“核心”區域。新疆在國家發展戰略地位的不斷提升，為新疆經濟社會跨越式發展帶來了難得的歷史機遇，同時也對新疆交通基礎設施建設提出了更高的要求。

習近平總書記在黨的十九大報告中指出：“加強水利、鐵路、公路、水運、航空、管道、電網、信息、物流等基礎設施網絡建設。”

在習近平新時代中國特色社會主義思想指引下，自治區黨委團結帶領全區各族人民聚焦總目標，砥礪奮進、攻堅克難，著力推進基礎設施建設，2017年以來，一大批交通、水利、電力等重點基礎設施項目開工建設。

根據“愿景與行動”，基礎設施互聯互通是“一帶一路”建設的優先領域，交通基礎設施是建設絲綢之路經濟帶各通道的重要支撐，作為絲綢之路經濟帶的核心區，新疆綜合交通運輸網絡的建設，事關國家發展戰略的大局。為對接“絲綢之路經濟帶核心區”建設，新疆提出建設“三通道、三基地、五大中心、十大進出口產業聚集區”，以北、中、南三條通道為發展主軸輻射周邊，形成全境通過、全面覆蓋、全線連通的新疆開放發展新格局。在基礎設施建設方面，計劃用3～5年時間，提升中通道功能，全面展開南、北通道建設，基本形成新疆段綜合交通運輸體系，同時初步形成面向國內和周邊國家的現代商貿物流網絡。由此可見，構建高效便捷、內通外聯的綜合交通網絡，強化交通通道建設是當務之急。

新疆多數地區的公路建設都不可避免地涉及戈壁荒漠地區，該地區地質條件復雜，氣候惡劣，遠離水源，施工條件差。前期合理的工程設計，有利于節約工程投資，提高工程質量，便于項目施工，使得項目建成后高效的發揮作用。以G331線新甘界（紅嶺）至淖毛湖公路設計為例，簡單介紹戈壁荒漠地區公路的設計。

1 項目概況

G331是國家普通公路網（2013年～2030年）東西橫線中的第30條線，線路自丹東沿東北的中朝、中俄邊境線和北方的中蒙邊境線行進，自東向西經過遼寧、吉林、黑龍江、內蒙古、新疆5省區，在新疆哈巴河與西北西南邊境公路G219（喀納斯—東興）相匯。

本次設計的G331線新甘界（紅嶺）至淖毛湖公路工程是G331的重要組成部分。作為新疆東北重要進疆通道，也是“十三五”期新疆交通著力構建“6橫、6縱、7樞紐、8通道”中的第1橫線，項目建成后將進一步完善國家和新疆國道公路網，加快形成由交通路網構建的日益便捷的新疆“交通經濟帶”，強化我國與中亞之間的高效便捷的陸路通道，提供便捷的進出疆通道，加快我國三北區域經濟快速持續發展。對于打造新疆“一帶一路”核心區、帶動新疆東部地區投資及發展環境、實現新疆長治久安及跨越式發展具有十分重要的作用。

圖1 G331項目位置圖

本項目起于新疆維吾爾自治區與甘肅省界紅嶺處，自東南向西北前進，經過下馬崖鄉北側，終點在淖毛湖鎮迎賓大道處，接G331線淖毛湖至三塘湖段，路線全長169.161km。

2 設計要點

項目位于邊境地區，具有國防戰備公路的功能，G331全線沿東北的中朝、中俄邊境線和北方的中蒙邊境線行進。本段的G331線基本與中蒙國境線平行走向，距離國境線最近的距離僅20km。項目建成后不僅是新疆與甘肅內蒙古的主要通道，同時具有國防戰備公路的功能。項目道路北側全線設置了防撞護欄和隔離柵，防止人員和車輛駛離公路。同時設計中積極與邊防部隊對接，做好國防巡邏公路的交叉和管控。

項目全線位于高緯度戈壁、荒漠地區，項目除終點段位于淖毛湖鎮以外，其余路段都位于高緯度的戈壁、荒漠的無人區。在設計中根據現狀的地質以及氣候條件，采用不同的邊坡比例，對風積沙和風吹雪的路段將邊坡比例設置為1:3，合理確定草方格防護設置的段落。

項目位于干旱區，全年降雨量少，但因暴雨、融雪引發的洪峰卻很大。項目所在地年均降雨量106.4mm，年蒸發量1844mm。全年極度缺水，現狀也無河流。但每年融雪季和瞬時降雨引發的洪峰和瞬時流量卻很大。設計中根據現狀沖刷的漫灘、水流痕跡線并結合現場測量調查和水文分析計算，合理確定橋涵的設置方案。

項目所在地年溫差極大，年最高氣溫43.9℃，年最低氣溫－32℃。由于項目所在地高低溫溫差過大，路面極易開裂。設計中主要采取：a.設置抗裂性水穩基層，降低水泥劑量，以砂當量為細集料潔凈度指標，采用振動成型法進行配合比設計，塑料薄膜/復核土工布養生措施；b.在水穩基層上設置防裂基布；c.以高溫性能為前提，提高瀝青層低溫抗裂性能。通過多種措施，提升路面的抗裂性能。

項目地質條件復雜，淖毛湖盆地均為山間構造斷陷盆地。鹽漬土分布于各地貌單元，無明顯規律可尋。鹽漬土段落全長40.72km，約占全線長度的17.8%。擬建場地鹽漬土有明顯的表聚性，且主要分布在地表下1m以內，主要含鹽類型為（亞）硫酸鹽漬土、（亞）氯鹽漬土。設計中針對鹽漬土的鹽性和厚度，分別采用了不同的處理措施。

圖2 現狀戈壁荒漠

圖3 現狀河道沖溝

圖4 現狀鹽漬土鉆孔

圖5 現狀生態保護地

本項目穿過國家沙漠公園和公益保護林，戈壁荒漠地區的生態環保尤為重要，設計中通過合理選線、設置防護等措施，盡量避讓、少占生態保護用地。并根據附近水源地和草場的位置，合理設置野生動物通道。

3 項目創新點

3.1 裝配式涵洞

本項目結構物原設計采用8m空心板小橋和4m、2m鋼筋混凝土涵洞。由于空心板梁較高，勢必造成全線填方較高，土方量大幅增加并形成馬鞍形縱面。另外，根據近些年來已建工程項目的反饋，空心板在后期營運過程中容易產生裂縫和開裂。而戈壁荒漠地區降雨量少，運輸便利，極利于橋梁、涵洞標準化預制。

因此,設計中采用7m裝配式涵洞替代原8m空心板小橋。同時用4m和2m的涵洞采用裝配式涵洞集中預制。裝配式涵洞集中體現公路標準化建設技術，在以下諸多方面都具有優勢。

①便于質量控制及后期維修養護：鋼筋骨架在定制胎膜上進行加工安裝，保護層厚度、鋼筋間距、外觀等各項重要質量指標更容易控制，質量有保證。系統控制和保證了預制、裝配各個環節的施工質量，大大提高了結構耐久性，后期的維養頻率低、工作量小，同時節省后期維養費用。

②集中體現公路標準化建設技術：裝配式預制構件施工采用場站標準化施工，在施工現場采用汽車吊等機械作業，提高了機械化施工程度，節約了現場大量模板和人工，減少了不必要的中間返工，提高了施工方和建設方的管理效率和對質量的系統控制。

③大幅節約工期：由于預制標段獨立，在整個項目進度中可以統籌超前完成各標段的結構預制，為后期的裝配施工節約了大量時間。而且裝配式涵洞主要為場內施工，抗干擾性強，進而為路基施工創造了條件，推動了整體路基施工進度。相比現澆蓋板涵，大大節約了工期。

3.2 推進綠色服務區

本項目全線設置了托熱喀拉、下馬崖兩處服務區，針對服務區位于戈壁荒漠的特殊條件，荒漠中日照充足，降雨量少。針對該特點，服務區積極強調建筑節能設計，推進建筑保溫、清潔能源、再生能源、節能通風與自然采光等技術應用。積極落實服務區污水處理和利用，最大化地節約、合理的利用水資源，同時，實現垃圾分類收集和無害化處理。對服務區開展生態環保專項設計，落實廢氣、污水等污染物排放達標的。

圖6 裝配式管涵

圖7 裝配式箱涵

3.3 拓展公路旅游功能

積極推進交旅融合。項目途徑國家沙漠公園游客體驗區和胡楊林景區，全國各地的游客絡繹不絕，在設計中做好與景區道路的銜接，并充分做好指路標識，方便游客快速到達景區。

同時，項目全線位于戈壁荒漠中，南側遙望雪山，北側為一望無垠的戈壁。道路通過優化選線，避免長直線，道路線形猶如戈壁荒漠中一條靚麗的風景線，馳騁戈壁，瞭望雪山。

全線共設置了托熱喀拉、下馬崖兩處服務區和六個簡易停車區，服務區配備了相對較完善的服務功能，有便利店、汽修廠、餐廳、加油站、停車場、公共廁所等服務設施。使游客能安心休息停留、駐足拍照，充分領略東疆戈壁的秀美風光。

4 結語

G331線不僅是新疆連接甘肅的主要通道，也是一條重要的國防戰備公路。雖然該項目位于戈壁荒漠之中，但在設計中始終秉持著打造“平安工程、品質工程”的設計理念，將施工標準化、橋涵裝配化、綠色公路等理念貫徹項目始終。對該項目的設計總結，以期為今后的戈壁荒漠區公路設計起到一定的借鑒作用。