*基金项目:国家自然科学基金西部生态与环境重大研究计划(批准号:90202007)项目和中国科学院知识创新工程项目(批准号:KZCX2-306)资助。
山区道路选线及其相关的
环境问题
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高传东1,2 崔 鹏2 陈晓清2
(1 西南交通大学土木工程学院,成都610031;2 中国科学院成都山地灾害与
环境研究所,成都610041)
摘 要:在西部大开发中,山区道路选线问题突出,本文从地形选线、地质选线和环境选线的角度总结了山区道路选线的研究现状,在分析了山区道路选线中存在的问题的基础上,提出了今后的发展趋势及应该进一步深入研究的问题。为山区道路选线理论与方法的进一步研究提供服务。关键词:山区 道路 选线 环境问题
Road Route -selection and Its Correlative Environment
Problem in Mountain Areas GAO Chuandong
1,2
CUI Peng 2 CHEN Xiaoqing
2
(1.S outhwest Jiaotong University,Chengdu 610031;2.Institute of Mountain Hazards
&Environment,Chinese Academy of S ciences,Chengdu 610041)
Abstract:I n the p rocess of w est develop ment ,the route selection p roblem of railw ay and highw ay in the mountain areas of w est China is urgent and consp icuous.in this article,the research p rogress o f geological route -selection,top ograp hical r oute -selection and environmental r oute -selection are re -view ed,on the base o f the analy sis ,some f urther more p roblems should be studied are pr esented,w hich can serve f or the f ur ther mor e resear ch of the route -selection s theory and method in mountain areas.
Key words:mountain areas ,r oad ,route -selection ,environment p roblem 中国山区面积包括高原在内约占全国总面积的三分之二[1],山区自然条件复杂,自然灾害严重,山区道路灾害具有成灾率高、影响面广、工程诱灾多、
人为破坏大等特点[2]。在长期的山区道路建设实践过程中,我国的线路设计人员,取得了许多成功的例子,积累了丰富的实践经验。
1 中国山区道路选线的发展历史
五十年代,山区道路选线,由于受施工技术能力的限制,对于长隧道、高桥梁的建设尚缺乏经验,一般都采用加大限制坡度、增大展线系数的办法,大都偏重于地形选线。
六、七十年代,山区道路选线对水文、地质的复杂因素已经引起重视,新技术开始在长隧道、高桥梁中得到应用。在正确处理有关的深路堑与短隧道、高路堤与栈桥、长隧道与短隧道群、沿河陡坡路堤与跨河方案等方面积累了宝贵的经验[1]。
八十年代以来,在山区道路选线中,地质因素已经普遍得到了线路专家的高度重视,提出了规范化的地质选线的技术原则[3],地理信息系统[4,5]、遥感[6]以及综合物探等多种现代化勘测设计手段得到普遍的应用。
2 山区道路选线中对环境影响的处理方法
2.1 地质选线
目前,山区道路选线已由地形选线为主变为地形控制与工程地质选线并重的综合选线。针对山区地形、地质、水文都比较复杂的情况,选线时要坚持系统分析原则、综合选线原则、整体最优原则等地质选线原则[7],尽可能地绕避工程地质不良地段[8]。
地质现象很多是隐蔽或半隐蔽的,是随着时间的推移和工程的建设而不断变化的,有一些地质问题会在施工、运营中进一步暴露和证实。因此,地质选线要重视施工地质和运营地质[9],用动态观点研究处理地质问题。
在山区地形、地质复杂地段,道路一般都是从一条河的流域跨过分水岭进入另一条河的流域,因此山区道路选线主要是越岭选线与河谷选线,其重点要解决的是越岭垭口的位置、隧道长度和越岭高程的选定[10],然后联系两侧的引线条件,拟定不同隧道长度和展线方式等问题。
2.1.1 越岭选线
越岭线路主要由岭顶的长隧道或深路堑、沿分水岭两侧河谷向下游的引线以及谷底桥梁或高路堤等三个部分组成。越岭选线的主要工作是越岭垭口的选择,越岭线路谷部桥位的选择和越岭引线的选择[11]。
在垭口的选择方面,主要从不同高程、不同的地质条件和两端引线条件三个方面来选择垭口。
合理的选择越岭标高是山区道路选线的重点,它常与越岭隧道长度、限制坡度等密切相关,并相互制约。应根据实际的地形、地质和水文等情况,分别进行比选。
展线主要根据工程运营要求,选择良好的工程地质条件、有利的越岭标高和尽量小的限制坡度,选取合理的的展线方式。展线方式[12]一般有简单展线、伸入侧谷展线、螺旋展线和回头套线四种展线方式。
越岭线选线的方法[13]主要有实地选线法,航测选线法,航测技术与电子计算机相结合的自动化选线法。实地选线法,是较为原始的一种方法。航测选线法,是采用航空摄影测量技术进行道路选线的一种方法,我国目前在高速公路、l级公路中普遍采用此法。航测技术与电子计算机相结合的自动化选线法,运用地理信息系统和地质信息系统进行计算机自动布线的方法,我国在这方面的研究起步较晚,目前尚未采用。
另外,潘瑞春[13]在选线以上常规方法的基础上,提出了结合极坐标原理进行越岭线选线的新思路。
2.1.2 河谷选线
山区河谷选线可充分利用河谷纵向坡度比较平缓的特点,便于施工,有较好的运营条件,同时沿河谷经过居民集中的城镇较多,有利于山区工农业的发展。
山区河谷,只要河流有很小的弯曲,在凹岸往往形成陡崖峭壁,而凸岸一侧形成伸出的缓坡山咀。因此,山区河谷选线在重视地质、水文条件的同时,注意换岸方案的选择[1]。河谷线路换岸方案的选择,应通过对两岸地质条件综合分析对比的同时,注意以下几个方面:
首先应是左、右岸的比选,确定线位在同岸或对岸后,然后再进行局部换边的比选。其次,在沿河线路在进行左、右岸线路方案比选时,不但要考虑既有不良地质的影响,还应考虑施工期间或运营后可能发生工程病害的影响。第三,左、右侧线路方案的比选,应以维护工程安全及尽量考虑不良地质地段的稳定性为原则。
2.1.3 困难地段用横断面选线
在山区地形复杂或地质不良地段,高填、深挖、明洞、隧道、挡墙、护坡、横桥、河岸防护等工程经常
