第２４卷第５期 石油规划设计 ２０１３年９月４１ 文章编号：１００４—２９７０（２０１３）０５—００４１—０３ 王广建 （石油勘察设计研究院有限公司） 王广建．塔里木油田沙漠公路设计及防护治理．石油规划设计，２Ｏ１ ３，２４（５）：４１～４３ 摘要 论述了流动性沙漠地区公路的选线原则。根据塔克拉玛干沙漠公路路线选线、路基路 面设计及沙漠公路沙害的防护治理中积累的一些设计经验，并结合现场实践，提出了沙漠公路设 计及防护治理措施：依据沙漠地区地形条件和气候变化，如何选择合理的路线；如何防止沙害对 公路的侵蚀；如何使公路建设工程量和防沙工程量达到最小化，以达到沙漠地区公路沙害的有效 防护和治理的目的。 关键词 沙漠地区；公路选线；流动性沙漠；公路沙害防护治理 中图分类号：Ｕ４Ｉ９．９１ 文献标识码：Ａ Ｄ０ｌ：１０．３９６９／ｊ．ｉ ｓｓｎ．１００４—２９７０．２０１３．０５．０１３ 塔克拉玛干沙漠是世界第二大流动性沙漠，该 沙漠流动沙丘高大且密布，自然交通条件很差。塔 积沙给公路带来的安全隐患，减少公路路基路面防 沙工程量，达到稳定路基、安全运输、经济合理的 效果。 根据塔克拉玛干沙漠的地形和气候特点，总结 了沙漠地区公路选线和路线布设的基本原则。 １．１最短距离原则 中油气田位于该沙漠中部，油气储量资源较为丰富。 １９９６年，塔里木油田沙漠公路通车以来，缩短了油 田物资的运输距离和运输时间，提高了油气田物资 的运输效率，降低了勘探、开发运输成本，加快了 塔中油气田的开发建设步伐。 １ 沙漠地区公路选线原则 一沙漠公路设计施工比较困难，尤其是沙漠公路 的防沙设计，工程量大，工程造价高。因此，要求 在沙漠公路设计时尽可能选择最短路线，尽量少设 弯道，且不宜设小半径平曲线，直线距离不能过长。 １．２沙漠地区地基稳定性原则 般情况下沙漠属于干旱、燥热地区，风沙较 大且少雨，气候非常炎热干燥。沙漠地表沙质松散， 沙质颗粒小，随风形态多变。在沙漠地区筑路用砂 石材料和水源十分匮乏，给公路施工带来较大的困 难。因此，在公路选线时，一方面要考虑有效可行 的防沙措施；另一方面取决于路线方案选择的合理 性。正确选择沙漠地区公路路线，能够避让后期风 沙漠地区河流极易形成冲刷，河水含泥沙量大， 河道易淤积，河床易改道。公路和桥涵设计应选择 稳定地基，远离河道，地形相对平直的地段。忌在 河道变化大的平曲线凹岸段架设桥梁。因为沙漠地 区土质松散，极易受洪水冲刷，地基很不稳定，桥 梁下部结构一般应采用桩柱基础。 爿ｃ王广建，男，高级工程师，１９８８年毕业于河北工学院公路与桥梁专业，１９９５年函授于重庆建筑大学工业与民用建筑工程专业。现在石油勘察设 计研究院（有限公司）从事公路与桥梁设计工作。地址：克拉玛依友谊路１１５号ｃ座１１１０办公室，８４３０００。Ｅ－ｍａｉｌ：ｗｇｊ２００８＠１２６．ｔｏｍ ４２ 王广建：塔里木油田沙漠公路设计及防护治理 ２０１３年９月 １．３公路靠近筑路材料和水源地原则 在沙漠中筑路就近找砂石材料、水源较困难， 这些材料必须从沙漠以外地区进行拉运，由于运输 距离远，运输工程量大，所以运输成本很高。公路 设计选线时，有条件应靠近有砂石料、水源地带。 １．４公路路线与主导风向一致的原则 公路路线与主导风向的夹角越小，沙害越轻， 对公路防沙设计越有利。因此，公路路线的确定应 结合主导风向，根据路线走向与主导方向，结合沙 垄的走势来确定合理的公路路线位置。 １．５绕避不良地质地段的原则 公路通过不良地段时，如水毁、盐渍化、沼泽 化、沙漠化严重等地段，地基处理技术难度大，投 资费用高，公路选线时应尽量避绕。 １．６顺应自然地形的原则 沙漠地区公路选线，以顺应自然地形地貌。复 杂的沙漠地形地貌，是经过长期以来自然风力产生 的结果。在公路设计选线中，应尽量不破坏自然地 形地貌，一旦对自然地形地貌破坏较严重，风沙会 对公路造成很大危害。因此，设计中必须考虑加大 路基防沙力度，既增加了工程量，又提高了工程造 价。公路建成后，其养护工作量也会加大，造成人 力物力资源浪费。 １．７开阔地面通过原则 沙漠地区也有大面积风沙相对稳定，地势平 坦，起伏小的平地，路基工程量相对较小，防沙工 程量小，公路选线应选择开阔地通过。 １．８最佳生态效益原则 一般在沙漠环境下，条件恶劣，生态脆弱，一 旦破坏，恢复较为困难。沙漠中生长着胡杨林、红 柳、梭梭等，在公路选线时，应尽可能避绕有林带 地区，保护自然植被，维持生态不被破坏。 １．９综合经济效益原则 塔克拉玛干沙漠是中国未来能源储备库，石 油、天然气及其他矿产储量丰富，沙漠公路的建成， 对石油、天然气及其他矿产勘探、开发有重大意义。 塔里木油田沙漠公路的建成，方便了油气管道、电 力通讯、沙漠防沙绿化等工程，塔里木油田沙漠公 路系统廊带的建设，给南疆地区的经济发展带来了 综合经济效益。 １．１０ 良好的社会效益原则 沙漠地区条件差，生活艰苦，沙漠公路的修建， 应考虑当地经济发展及人民生活水平的提高，为当 地提供便利的交通，开发当地旅游业，改变当地农 牧民的贫困生活现状。 ２ 沙漠地区公路路基路面设计 沙漠地区公路路基应尽量低矮，路堤高度在 ２０～５０ｅｍ为宜，边坡应设缓坡，坡度在１：１０～１：３ 适宜，路堑不宜过深，边坡不能太陡，否则，土方 工程量会很大，沙害会很严重。挖方深度一般小于 １５ｍ，挖方边坡最大为１：２，坡度应放缓。沙漠地 区因砂石材料和水源奇缺，而且沙质松散难以压 实，很难与砂石材料直接形成结构层，在路面结构 设计中难度较大。 通过实践探索，沙漠沙密实度较高，整体强度 很高，整体稳定性较好的特点。在沙漠沙与砂石料 中间加铺适当材质做隔断层，能很好利用沙漠沙的 优点，提高路面结构中土基（沙基）地基承载力 、 在沙漠公路设计中，针对区域性地形、地质、气象 等环境因素，设计提出６～７种路面结构形式，通过 试验段实践检验，得出较为经济合理的路面结构 ， 路基标准断面路面结构见图１。 … 面层：４～５ｎ１沥青混凝土 一基层：ｌ６～１８ｍ级配砂砾 一垫层：２（）～２５ｍ天然砂砾 聚丙烯纺织布 ．１，甘 图１ 路基标准断面路面结构 ３ 沙漠地区公路沙害的防护治理措施 已建塔克拉玛干沙漠公路路线呈南北走向，起 点位于轮南小区（轮台县），终点于民丰县，接３１５ 国道，沙漠公路全长５５０ｋｍ。沙漠公路建设初期， 路基两侧防护采用４０～６０ｍ宽芦苇草方格网和防沙 网（板）挡墙设计，后期采用人工绿化成果显著。 目前，５５０ｋｍ长的沙漠公路两侧每隔４ｋｍ打一口水 井，每口井担负两侧２ｋｍ范围内绿化带。绿化带采 用的是滴灌绿化技术，滴灌绿化效果明显，植被长 势良好，对沙漠地区的生态环境有一定改良。 ３．１ 公路沙害形式预测 一是，塔克拉玛干沙漠风季在每年３～４月份， 风沙时期，周边城市气候异常，空气中有大量浮沙， 空气质量很差，能见度低，给路人和行车带来不便． ．流动沙粒径一般在０．２２～０．０６０ｍｍ，地面风速达到 第２４卷第５期 石油规划设计 ４ｍ／ｓ时，在公路沿线形成风流沙，堆积在路基路面 上，对行车造成安全隐患。风向的不确定，在公路 沿线受阻挡路段，会形成风积沙害。风积沙越积越 多，当风积沙到达路面行成一定厚度，会对行车造 成安全隐患。公路施工时，应根据地形环境情况， 进行公路合理选线，设缓坡路堤，预防形成风积沙 对路基路面危害。 二是，沙丘一年内可移动１０—１５ｍ以上。在这 样恶劣环境下，经常一场大风过后，距离公路较近 的沙丘就会上路，出现不同程度沙丘埋压公路的危 害。在这种情况下，筑路时应加大路基主导风向上 风口一侧沙丘的防护范围。 三是，公路路线经过较大沙丘，在强风作用下， 一场大风后，公路会被沙淹没，堆积沙量较大。因 此，应做好预防保护措施，尽量避开风季施工。 四是，遇到较大沙山时，公路路线应从凹地处 通过，尽可能减少道路路基挖方工程量，降低工程 造价。 ３．２公路沙害防护原则 一是，公路穿过风口地带时，路基应采取上风 侧较远处阻沙，固沙宽度应在６０～８０ｍ，路基两侧 ３～６ｍ范围应以输沙、固沙相结合的综合防护治理 措施。 二是，根据公路等级可分步进行、近期和远期 相结合，以近期工程为主，结合工程使用功能特点、 交通运输情况及道路工程在该地区建设的重要意 义，公路建成后对地区经济发展的作用等。 三是，在施工阶段，公路防沙与筑路工程应同 步进行，以保证修筑路段的畅通和防沙后施工质量。 ３．３公路沙害防治措施 一是，公路防沙设计应在路基两侧地面或路基 边坡进行防沙，在路基上风口一侧沿路线６０～８０ｍ 范围内进行草方格防沙，在下风口一侧沿路线３０～ ５０ｍ范围内进行草方格防沙。草方格防沙一般为ｌｍ 方格网。路基边坡处防沙草方格防沙一般为ｌｍ Ｘ ０．５ｍ草方格网。 二是，公路路基高在５０ｃｍ以下时，路基两侧 防沙采用输导防沙，路基两侧设缓坡使风沙能顺利 通过，坡度一般在１：５～１：１０。 三是，沙害严重地段，在公路上风侧建立阻沙、 固沙，输导相结合的综合防护体系。防护宽度在 １５０ｍ。固沙最好用芦苇草方格，外加ｌｍ高的阻沙 栅栏。 ４ 结语 在塔克拉玛干沙漠中修建的５５０ｋｍ油田沙漠干 线公路，从１９９６年建成通车以来，经过１４年的运 营，道路沥青面层虽然有些老化，路面裂缝较多以 外，路基整体性相对稳定，路面平整度较好。通过 公路两侧滴灌绿化防沙的实现，基本解决了风沙对 公路的严重侵害。给今后塔里木油田公路的建设积 累了经验，提供了技术保证。沙漠干线公路的建成， 一方面，为塔里木油田的开发建设提供了交通运输， 加快了该地区油气田开发建设；另一方面，使塔克 拉玛干沙漠南北连通，方便了地区老百姓往来，带 动了地区经济的发展，有良好的社会效益。利用沙 漠沙作为公路路面结构材料，减少筑路材料成本， 降低工程投资，从而用低廉的成本建造更多的沙漠 公路，用滴灌方式进行大面积绿化，通过大面积方 格布置绿化，形成规模性大面积绿化后，对沙漠地 区环境及小气候会有一定的改善，进而逐步扩大沙 漠绿化。根据现在沙漠地区已有的绿化成果来看， 实现大面积种植、栽植、绿化是可行的，效果良好。 沙漠地区修筑公路，其工程用砂石材料和水源 缺乏，给公路建设带来很大困难。相关单位开展的 “沙漠地区公路路面结构设计与研究”，主要是利用 沙漠沙作为公路路面结构材料，一旦取得成果，能 成功地解决沙漠地区筑路材料成本高的问题，降低 工程投资，从而用低廉的成本建造更多的沙漠公路。 参考文献： ［１］ 夏训诚，李崇舜，周兴佳．沙漠化与风沙灾害治 理［Ｍ］．：科学出版社，１９９１：２６—３５． ［２］ 陈广庭，范社稳．公路交通科研所在沙漠地区 的科研成果资料［Ｒ］．中国科学院土壤沙漠研究 所，１９９４． ［３］ 陈广庭，陈胃南．在塔克拉玛干沙漠公路设计中取 得资料和数据［Ｒ］．交通科学研究所，１９９３． 收稿日期：２０１ １一Ｏ３—１ ６ 编辑：廉践维
