朱少鵬
2017年7月15日,京新高速公路內蒙古臨河至白疙瘩段、甘肅白疙瘩至明水段和新疆明水至哈密段三個路段同時通車,這標志著G7京新高速公路在6年艱苦卓絕的建設之后,終于全線開通。京新高速公路是世界上穿越沙漠距離最長的高速公路。這條橫跨東西的高速公路大通道于2012年9月動工,從北京出發(fā),經(jīng)過河北、山西、內蒙古、甘肅和新疆的廣袤區(qū)域,直達烏魯木齊。它的建成串聯(lián)起五省一市,使北京至烏魯木齊的里程縮短近1300千米。
京新高速公路新通車的三個路段大多位于戈壁、荒漠地區(qū),自然條件惡劣,沿途干旱缺水。在如此惡劣的建設環(huán)境下,建設者們是怎樣開辟出一條沙漠天路的?其中又凝聚了建設者多少攻堅克難的智慧?
就地取材,公路與風景兼得
京新高速公路臨河段始于內蒙古巴彥淖爾市。巴彥淖爾市素有“塞上江南”的美譽,境內大小湖泊有300多個,獨特的北國風光會讓你聯(lián)想到《敕勒歌》中的描寫:“敕勒川,陰山下,天似穹廬,籠蓋四野。天蒼蒼,野茫茫,風吹草低見牛羊。”在這樣的地方建造高速,不應該是一片坦途嗎?
巴彥淖爾市的草原濕地
與京新高速公路沙漠段的極度缺水相反,在巴彥淖爾建路的難題恰恰是“水太多”。河套平原的地下水位太高,只要稍往地下挖上1米,說不定就能挖出水來??上攵谶@樣松軟的地面上建造的公路,很快就會塌陷。為了讓公路的地基足夠硬實,建設者們首先用井底打水的方法,把地下水水位降低。而且抽出來的水并沒有浪費,有一部分水還回到了路基里,成為了風積沙填料的幫手,助力打造致密的地基。
風積沙和地下水的完美結合解決了在巴彥淖爾建造高速公路的難題。取走了風積沙的地方,由于地下水水位高,往往稍微再往下挖就能形成新的湖泊,開發(fā)成旅游景點還能集聚不少的人氣。這樣一箭雙雕的就地取材方式,是不是巧妙得令人稱贊?
因地制宜,
風沙宜疏不宜堵
修建京新高速公路所在的沙漠地區(qū)風沙大,常常會出現(xiàn)沙塵暴,甚至會有流動沙丘。如果不采取有效的措施,新建造的公路往往用不了多久就會被沙子掩埋。從長遠來看,沙生植物是保證公路不被風沙“埋葬”的綠色屏障,但植物的生長期長,綠色屏障的建成絕非一朝一夕之功。在沙生植物成林之前,建設者必須設計出一整套防風沙方案,確保沙漠公路的安全。
沙漠公路上的沙塵暴
從路線選擇上看,公路建設要盡量繞過移動沙丘、埡口、坡頂或背風坡的坡底等地質不穩(wěn)定、風力大、容易被埋的區(qū)域,要選擇平坦開闊的地區(qū)或者迎風坡的坡腳處。京新高速公路的建設并沒有深入沙漠腹地,而是盡量選擇了戈壁和沙漠邊緣,并注意避開流沙。此外,假如公路的走向和盛行風向垂直,公路對風的阻礙作用較大,通過公路的氣流不暢,就容易導致風沙在公路上堆積。因此,公路的建造方向應盡量和當?shù)氐氖⑿酗L向呈一個小的夾角。
另外,公路建設還需要考慮邊坡的設計。沙漠公路穿過凹陷的沙谷,要確保風沙不會堆積,這就需要將邊坡設計得具有疏導風沙的能力。在沙漠地區(qū),既然無法完全防止沙子吹來,那么只要保證這些沙子會再被吹走,公路就不會有積沙。此外,在坡腳處還需要設置積沙平臺,讓實在無法被吹走的沙子優(yōu)先堆積在平臺上,以便定期養(yǎng)護時進行機械除沙。
多管齊下,讓沙子不再“好動”
除了防風沙之外,公路兩旁的固沙對于沙漠公路來說也極其重要。沙漠公路兩邊應當設有相當寬度的防護帶,從根本上防止公路附近的揚沙和流沙。而為了讓這些“好動”的沙子抱團扎根,工程師們也動足了腦筋。
沙障固沙是沙漠公路最普遍的固沙方法。除了一般沙漠公路常用的方格狀蘆葦或柴草沙障,京新高速公路還大量采用鰭狀防沙袋,通過用網(wǎng)格布局進行防風固沙。這種特別的設計不僅能將沙子束縛在沙袋形成的網(wǎng)格中,還能減緩風速。在鰭狀防沙袋網(wǎng)格的外圍還鋪設了立式沙障和阻沙堤,這樣的設計能使固沙效能更加全面。
此外,用新型材料作為黏合劑,將松散的沙子粘在一起,沙子就會變得“老實”了。化學固沙只要用機械或車輛噴灑固沙劑即可,在條件惡劣的沙漠里,這種方法簡單有效。不過,固沙劑成本高昂,只適用于條件最為惡劣的路段,并且固沙劑必須無毒,不能破壞生態(tài),不能阻礙沙生植物的生長。不要忘了,無論是沙障固沙還是化學固沙,最終都是要為生物固沙創(chuàng)造條件,讓路邊茁壯成長的植物逐漸成為永久的天然風沙屏障。
生態(tài)建設,讓綠洲閃亮登場
京新高速公路穿越的既有無人區(qū),也有動植物等生態(tài)資源異常豐富的地區(qū),更有生態(tài)環(huán)境極其脆弱的敏感區(qū)域。在建設京新高速公路這條“大動脈”時,建設者始終把保護生態(tài)環(huán)境作為建設工作的重中之重。
在修筑施工便道時,建設者主動避讓胡楊林,繞開梭梭、駱駝刺、白刺等植被較為繁茂的區(qū)域,以減少地表擾動和植被損壞范圍。京新高速新疆明水至哈密段是國家一級野生動物蒙古野驢的生活區(qū)域,還經(jīng)常有黃羊、狼等野生動物出現(xiàn)。為保護野生動物遷徙,施工路段專門設計了14處動物穿越通道,沿線還設置了野生動物飲水區(qū)域。為方便高速沿線兩側駱駝、羊群的遷徙,建設者還架設了通道橋涵400余座,環(huán)保隔離柵300多千米。
同時,修建沙漠公路還可以提供一個改善沿線生態(tài)的契機。
在松散的沙丘上,植物是無法生根固定的,但由于固沙手段的運用,固沙帶內變得適合沙生植物生根。此外,由于建造公路,人們帶來了水,也帶來了有機養(yǎng)料,而且公路運行后,無論是物資保障還是道路養(yǎng)護,甚至是行車本身,都會不間斷地在公路沿線進行水和養(yǎng)料的配給,這必然會給沿線的植物帶來益處。在完全自然的狀態(tài)下無法支持植物生存的區(qū)域,因為定期的道路養(yǎng)護,沙生植物得以生長,區(qū)域內由此便可以容納更多的植物乃至形成人造綠洲,開啟良性的生態(tài)循環(huán)。
一條“大動脈”,穿越了各種地質和氣候條件截然不同的區(qū)域,包括一些幾乎是人類禁區(qū)的惡劣路段。這項工程壯舉背后,不但有建設者的汗水,更有他們綜合地質、氣候、水文、生物、力學、結構、化學等諸多學科,攻克工程難題的智慧!
Tips 風積沙
風積沙是沙漠里的沙子被風吹到附近的平原上,而后沉積下來形成的一層沙土。它的特點是顆粒極細,含水量極低,非常松散。奇特的是,風積沙一旦遇到適量的水,就會變得非常密實,完全可以作為路基的填料,為路基加固。內蒙古地區(qū)臨近沙漠,有非常豐富的風積沙資源,獲取風積沙可謂是就地取材。endprint