地貌对公路交通建设的影响

2025-03-01 11:21:58

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地貌是构造、气候及人工作用等内外营力综合作用的结果，同时，它又引起大气热量、水分的区域特别是垂直变化，并对岩石和地表沉积物的性质以及地表水和地下水的分布与运动有直接关系，因此，它被认为是影响陆路交通最显著的自然因素，是对道路作自然条件评价的核心。公路直接暴露于大自然中，是一个穿过不同地理区域的土、石及沥青结构物。公路建成后便成为一种新的人工地貌类型，并不断遭受来自自然环境的影响和自然灾害的破坏。新疆地域辽阔，有“三山两盆”，地形复杂，类型多样，山地、平原、沙漠及其次级地貌类型对公路建设和运营管理造成的难度是十分明显的，现代地貌过程如流水、风力、冻融和重力等强烈，由它们引起的崩塌、滑坡、山洪泥石流、雪崩、风沙灾害可阻碍或中断交通运输，对公路建设影响较大。

一、区域地貌结构与公路分布的关系

新疆山地与盆地之间以深大断裂构成截然分界线，形成不同的地貌单元。地貌单元对公路分布有控制作用。受上述公路建设的地貌条件的影响，区域公路分布表现为:①公路在山麓平原连续跨沟。由于山麓平原为绿洲城镇分布的主要地区，也是公路建设的重点区域，路网密度较大。312国道经过吐鲁番盆地北缘与准噶尔盆地南缘，314，315国道分别沿塔里木盆地北缘和南缘延伸，受山区河流汇流盆地的影响，公路需连续跨沟并设置桥涵，因此，常受山洪泥石流危害。②公路翻山越岭。天山分隔准噶尔盆地与塔里木盆地，独(山子)—库(车)公路、乌(鲁木齐)—焉(耆)公路、哈(密)—巴(里坤)公路等翻越天山，国道314，219翻越昆仑山分别连通巴基斯坦和西藏，经过众多沟谷、冻土带和冰达坂，时常遭受崩塌、滑坡、山洪泥石流、冻害、风吹雪、雪崩等危害。③公路穿越沙漠。216国道穿越古尔班特沙漠，轮(台)—民(丰)公路横穿塔克拉玛干沙漠(图9-1)。由于沙漠区植物较稀疏或贫乏，存在路面积沙等风沙危害。④新疆公路交通里程长，线路迂回，干线比重大。受地貌及水源条件的限制，绿洲型城镇分散，城镇之间公路里程长，乌鲁木齐至各地(州)市的平均距离为742km，县之间距离为112.3km，乡之间距离为35km。全疆公路长约3.28×10⁴km，扣除荒无人烟的沙漠戈壁44.1km²，公路密度也仅2.69km/100km²。

二、地貌类型对公路交通建设的影响

新疆公路建设的地貌条件复杂，公路工程地貌类型多样(图9-2)。在公路工程建设中，山岭、丘陵、平原、沙漠等地貌形态类型对公路线路走向、工程造价等均有较大影响，而地貌外力作用类型与各种道路病害形成又有密切关系，如山岭区的线路迂回曲折及工程造价很高，且易出现滑坡、崩塌等道路病害，平原区公路线路平直及造价较低，山麓地带存在山洪泥石流灾害等。

图9-1 新疆地貌结构与公路分布

(一)平原

平原分布在盆地、河谷内，主要由河流、溪沟水流携带物堆积作用，与湖泊湖积作用形成。包括沼泽、湖积平原、冲积平原、洪积平原、干燥剥蚀平原、冰水平原等。地形平坦，坡度一般小于3°，起伏度在0～20m之间，便于公路勘测设计及施工;砂、砾石丰富，戈壁地方可就地取材，但冲积平原土质松软且缺少砾石材料;绿洲地带地下水位较高，易造成路基松软和翻浆;部分地区有盐渍化危害;黄土状土分布区路基易发生湿陷;部分地区缺水，风沙大，沙漠边缘地带，公路面易积沙阻碍交通，叶城、于田、若羌等地春秋季节沙尘天气较多，对公路交通有一定影响;跨河、沟的路桥，易受山洪泥石流危害。扇缘及洼地多黏土物质，盐渍化强烈，公路路基易受影响。由古、新近纪泥岩物质组成的平原，黏粒含量高且含盐碱，遇水软化泥泞。冬季路面积雪，常阻碍交通畅通。阿拉山口等风口地区，春、秋季节大风对交通有不良影响。夏季山洪泥石流灾害时有发生，会阻碍交通。

(二)沙漠

主要位于准噶尔盆地和塔里木盆地，由风蚀风积作用形成。包括沙地、沙堆、沙丘、沙山等类型。沙丘形态复杂，有新月形、蜂窝状、鱼鳞状、梁窝状沙丘，树枝状、羽状沙垄，链状、星状沙山等。据沙丘植被覆盖度状况又可分为固定、半固定沙丘与流动沙丘等。沙漠地形起伏0～50m不等，最大可达200m。沙丘起伏不平，沙土松散，缺少砂、砾石筑路材料，对筑路有不良影响;古尔班通古特沙漠以固定、半固定沙丘为主，植被覆盖度较低，生态脆弱，易发生流沙堆积于路面，影响交通。塔克拉玛干沙漠以流动沙丘为主，库木塔格沙漠为流动沙漠，植物稀少或缺乏，沙丘移动较快，流沙常堆积路面阻碍交通;每年春秋季节沙尘天气较多，对公路交通有一定影响。

图9-2 新疆公路工程地貌类型

(三)丘陵

主要见于准噶尔盆地东部和天山东部地区，海拔一般在700～2000m之间。据起伏度(R)划分为:①微丘，包括低丘(R＜100m)与中丘(R=100～200m);②重丘(R＞200m)。这里气候干旱，缺水，以干燥剥蚀为主。丘陵由基岩构成，岩体裸露，坡面碎屑物遍布;沟谷、洼地内堆积有第四纪松散砂砾石层，生长有麻黄、梭梭、猪毛菜等荒漠植被，泉水出露地方有芦苇、柽柳等植物。丘陵地形起伏5～200m，丘间洼地地形略有起伏，修筑公路挖填方量较大;丘陵基岩坚硬，为筑路优良建材，丘间洼地的松散沉积物有盐渍化之害。存在碎落、风沙危害，干沟有山洪泥石流偶发。由于干旱缺水，筑路、养护和运输管理难度均较大。

(四)山地

指阿尔泰山、天山、昆仑山及准噶尔西部山地等，海拔＞1000m，起伏＞100m的山地。据地貌外力作用性质不同，可分为:①低山，见于阿尔泰山［海拔(H)为1000～1500m］、天山(H＜1700m)、昆仑山(H＜3000m)及准噶尔西部山地(H＜2900m)，以干燥、半干燥剥蚀作用为主，山峰、陡坡基岩裸露，植被稀少，缓坡和有黄土覆盖地带生长有以蒿类为主的植物。地形起伏20～1200m不等。修筑公路挖填方量很大;黄土区有湿陷问题;山间盆地平原地形较平坦，组成物质以砂、砾石为主，便于筑路，局部地下水位高，沼泽和盐碱对公路路基有不利影响;昆仑山部分坡面有风成粉砂土，因疏松多孔易湿陷;陡坡地段易发生崩塌、碎落;夏季易发生山洪泥石流阻碍或中断交通。②中山，主要分布于阿尔泰山(H=1500～2400m)、天山(H=1700～3000m)、昆仑山(H=3000～4000m)地带，有森林草原，以流水侵蚀作用为主。山高坡陡，河谷深切，地形起伏大，修筑公路的地形条件很差;道路边坡不稳定，易发生滑坡、崩塌;黄土分布区存在湿陷问题;夏季滑坡、崩塌重力地貌灾害较多，冬季则风吹雪、雪崩常阻碍交通，大多封山不通。③高山，主要分布于阿尔泰山(H＞2400m)、天山(H＞3000m)、昆仑山(H＞4000m)山区，山峰、陡坡基岩裸露，缓坡、平地生长高寒草甸，以寒冻作用为主。海拔高，寒冷缺氧，筑路条件差，交通困难;山区的冻融作用对路基稳定有影响，夏季融冻泥流、翻浆等对公路交通不利;冬季则风吹雪、雪崩常阻碍交通畅通。冬季封山期较长。

三、地貌过程引起的公路病害

古、新近纪至更新世以来，由于印度板块持续向北俯冲，山脉迅速抬升并向盆地推覆，形成新疆“三山两盆”的地貌格局。区内新构造运动活跃，山区发生强烈地震，昆仑山火山喷发，近30年北天山主脊隆起速率大于10mm/a。由于山盆高低悬殊，现代地貌过程自盆地中心往周边高山依次是风蚀风积→流水堆积→干燥剥蚀→流水侵蚀→冰缘冰川寒冻作用，其中风力、流水、冻融及重力作用对公路的影响较大，主要是引起风沙、山洪泥石流、滑坡、崩塌等公路病害。近代人为活动，如修筑水库引起河流下游水源减少导致植物枯死，风力作用加剧，过度砍伐森林、乱挖药材、过度放牧等引起水土流失加剧，致使公路沙害、山洪泥石流灾害发生。

地貌过程对公路建设影响较大，引起的公路病害类型较多(表9-1)。其中主要的有:①滑坡:主要见于天山西段伊犁地区、奎屯河流域等地，这里岩体破碎，黄土广布，降水较多，如则克台至尼勒克公路中段，黄土深厚，受人工挖甘草影响与2002年4月29日至5月10日连续降雨的作用，发生大型滑坡，滑坡体沿沟展布长达5km，致使公路交通中段(相片52)。2003年7月19日，312国道果子沟K4757-K4758路段因暴雨引发3处滑坡阻断交通。②崩塌:在山区公路随处可见，危害较大。如吐(鲁番)—乌(鲁木齐)—大(黄山)高速公路在白杨沟段，公路边基岩破碎，存在崩塌危险，不得不采取网护边坡措施。1997年7月15日，314国道甘沟段5号桥一侧山体崩塌，阻断交通7h。2003年7月中旬，“吐乌大”高速公路因降水引发塌方而被迫关闭近12h。③山洪泥石流:在阿尔泰山、天山、昆仑山-阿尔金山及山麓平原地区广泛发生，主要由高温冰雪融水和暴雨洪水形成。阿拉沟、独库公路、巴伦台至和静公路段、疏附至布伦口公路段、天山北坡阜康三工河及水磨沟河等，为山洪泥石流灾害多发区，每年春、夏均有灾害发生，常出现阻碍或中段交通现象(相片53)。如1996年洪水中断公路111条次，毁坏公路633km;1998年洪水中断公路53条次，冲毁公路桥、涵241座，毁坏公路329km。2003年7月13～15日，乌鲁木齐一带持续降雨，发生山洪泥石流冲坏103省道K33km，K34km，K69～73km等多处公路，卡车被泥石流掩埋，上百辆车受阻;314国道K164～165km处道路被山洪泥石流冲断，南疆线路交通中断。2004年2月17日，精河县因气温升高和8h连续降雨突发泥石流，312国道7处路段被冲毁，交通中断16h，受阻客货车达800余辆。2005年7月2日，由于突降暴雨引发洪水，315国道K2743+500至K2744+000之间洪水冲毁路基长度为850m，宽为1.5m，深为1.6m;同日，国道315线K2901-K2902段近600m路段遭洪水袭击，洪水漫过路面，部分路肩、边坡被冲毁，60余辆过往车辆和400多名旅客受阻。2010年6月10日，新疆塔里木盆地降大雨，局部地区引发洪水灾害，致使莎车县与英吉沙县之间的国道315线K2810～2812km处，洪水漫过公路，200多辆汽车受阻;6月23日，民丰县境内315国道且末方向K2122km处发生山区融雪性洪水，冲毁路段处宽近50m、沟深达10m左右，共造成上千车辆滞留;同日，民丰县境内沙漠公路557km处也被洪水冲毁;7月6日，距塔什库尔干县城150km处的路段因山洪引发泥石流，造成两处30多米的路基被损毁，200多名过往司机和中外游客受阻。④风沙:春、秋季节，气候干燥，大风日数多，加之新疆境内及境外如哈萨克斯坦土地地表裸露，大风风蚀吹扬大量沙粒物质形成沙尘暴，影响司机视线，对交通安全产生不良影响;沙漠绿洲地带及横穿沙漠的公路，因风积作用，流沙堆积路面阻碍交通，如218国道塔河下游路段，315线塔里木盆地南缘路段、准噶尔盆地克拉玛依东部沙漠公路等路面积沙地点常见，公路交通不畅(相片57，58)。⑤翻浆:主要见于绿洲地下水位较高地带，于春季融雪水和人工灌溉水引起地下水位升高，土体液化翻浆，阻碍交通畅通。⑥冻融:高山区冬季寒冷易引起路基冻胀或路面冻裂;夏季冻土融化致使道路泥泞。⑦雪害:在额敏老风口，布尔津、吉木乃，天山拉尔敦、艾肯达坂等地道路风吹雪灾害频繁发生;在伊犁果子沟、巩乃斯雪崩站等地，雪崩阻碍或中断公路交通时有发生。如1985年2月15日，巩乃斯雪崩站3号沟发生雪崩，公路被埋长20m，路面积雪厚达6m;1996年12月27日至翌年1月3日，北疆连降大雪，平原区积雪厚40cm，山区达1～2m，雪害严重，216，217国道受阻车辆达450余辆，3800名旅客被困，县、乡道路交通全部中断;2010年1月17日，伊犁果子沟原国道312线K4741km+200m处发生雪崩，摧毁果(子沟)-霍(城)高速公路第七标段预制厂工房，3名看守工地工人被埋，一名遇难，18日K4741～4752km处又发生13处雪崩，公路交通中断;26日，新源县境内距218国道与217国道交会处发生雪崩，一辆吉普车被埋致使5人死亡。2010年阿勒泰、塔城地区连降大雪，公路道路交通大多中断。⑧地震:区内新构造运动活跃，有主要活动断层34条，历史上曾在富蕴、玛纳斯等地发生过M_s≥8级以上地震，2001年11月昆仑山无人区发生8.1级地震，2002年2月24日，巴楚-伽师发生6.8级地震，致使公路路面断裂，交通受阻。破坏性地震偶发，但破坏性大，还可引起滑坡、崩塌、水库溃坝发生洪水泥石流灾害等并发性灾害，对公路破坏性很大。⑨沙尘暴:在新疆，特别是南疆地区，一年的春、秋季节多有发生，其对公路交通影响较大。如2007年5月8日，和田地区遭遇沙尘暴，315国道于田至和田路段，能见度不足10m，车辆无一例外都开着大灯，小心翼翼地慢速行驶;2010年9月5日，喀什出现沙尘暴，市区能见度仅100m左右，车辆只能缓慢行使。

表9-1 新疆道路病害类型及其特征

①灾害次数尚缺少2000年度数据，且有些资料不全，故仅为粗略统计。

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