陕西省公路自然区划及筑路特点概述

陕西省公路自然区划及筑路特点概述摘要: 本文针对陕西省的气候、地形、地貌、水文、地质等自然条件，以系统的观点，对陕西省的公路进行了自然区划研究并对其区划特点进行了总结。在此基础上，深入探讨了陕西省的筑路特点并提出了其道路建筑灾害的治理对策，从而防止环境和灾害的恶性循环，以实现资源环境和经济社会的协调发展。关键词： 自然区划、区划特点、筑路特点引言： 陕西省位于中国西北地区东部的黄河中游，属内陆省份。境内地形复杂，既有山地，又有平原，还有黄土高原，地质结构也复杂多样，在全国阶梯状地势中，处于地貌多变的第二阶梯上，地势南北高中间低，由西向东倾斜。由于特定的地理环境和西风带环流的共同作用，使得陕西地区成为中国各类自然灾害频繁发生的地区之一。因此研究其公路自然区划及筑路特点这将使道路设计、施工、养护采用的技术措施和技术参数趋于准确、合理，更有利于路基、路面的强度和稳定性，给实际工程将会带来较大的经济效益和社会效益。陕西省区域地质环境特征自然地理陕西省位于中国西北地区东部的黄河中游，东隔黄河与山西相望，西连甘肃、宁夏，北邻内蒙古，南连四川、重庆，东南与河南、湖北接壤，属内陆省份。陕西境内地形复杂，既有山地，又有平原，还有黄土高原，地质结构也复杂多样，在全国阶梯状地势中，处于地貌多变的第二阶梯上，地势南北高中间低，由西向东倾斜。北部为陕北高原，海拔900 1 800米。中部为关中平原，也称关中盆地，海拔在325800米之间。南部为秦巴山地，海拔多为12003000米。全省以秦岭为界南北河流分属长江水系和黄河水系。主要有渭河、径河、洛河、无定河和汉江、丹江、嘉陵江等。陕西属大陆性季风气候，年平均气温916摄氏度，年降水量396802毫米。地形地貌 陕西地势的总特点是南北高，中部低。同时，地势由西向东倾斜的特点也很明显。北山和秦岭把陕西分为三大自然区域:北部是陕北高原，中部是关中平原，南部是秦巴山地。 陕西境内地貌自北而南可分为陕北高原、关中断陷盆地和陕南秦巴山地三个各具特色的地貌单元。1.陕北高原其中，陕北高原又分为陕北沙漠高原和陕北黄土高原两种：(1)陕北沙漠高原 陕北沙漠高原区主要分布在最北部长城以北地区，是毛乌素沙漠的南缘，地形平坦，以活动沙丘、沙垄及片沙为主。地势总的趋势是西高东低，海拔9001400m，最高处在定边和靖边一带，最低处在神木县。该区气候干旱，地表起伏不大，组成物质松散，因此流水、重力作用不显著，沟壑不发育。风蚀风积地貌分布普遍。依据形态特征，可分为沙丘沙地、草滩盆地和风沙河谷三种次级地貌类型.(2)陕北黄土高原 陕北黄土高原位于“北山”以北，是我国黄土高原的主要组成部分，是在第三纪末起伏和缓的准平原基础上，历经第四纪以来多次黄土堆积和侵蚀作用，使得地形破碎、沟壑发育而形成的。地势西北高，东南低，总面积92521.4平方公里。基本地貌类型是。黄土高原经过现代沟壑分割后留存下来的高原面。2.关中断陷盆地关中断陷盆地，南依秦岭，北连黄土高原，为一西狭东阔的新生代断陷盆地，渭河横贯其中。西起宝鸡峡，东迄撞关港口，东西长约360公里，总面积39064.5平方公里。关中盆地是由河流冲积和黄土堆积形成的，地势平坦。盆地两侧地形向渭河倾斜，由洪积倾斜平原、黄土台源、冲积平原组成，呈阶梯状地貌景观。关中断陷盆地基底构造复杂，具有南深北浅、东深西浅的特点。从渭河河槽向南、北南侧，地势呈不对称性阶梯状增高，由一二级河流冲积阶地过渡到高出渭河200500米的一级或二级黄土台源。阶地在北岸呈连续状分布，南岸则残缺不全。3.陕南秦巴山地 陕南秦巴山地由陇山余脉、秦岭和巴山组成，为中生代末以来全面隆起的褶皱山地。以中山地貌为主体，高峰林立，断陷盆地星散于群山之中，汉江谷地贯穿于秦岭、巴山之间，两山夹一川的地势结构十分突出。秦岭、巴山的西部有汉中盆地，东部为安康盆地。主要由古生界变质杂岩组成，是陕西农林特产和有色金属资源的富集区。总面积为74017平方公里。气象与水文1、气象 陕西地处内陆腹地，属大陆季风性气候，由于南北延伸达800公里以上，所跨纬度多，从而引起境内南北间气候的明显差异。气温由北向南呈递增趋势，长城沿线以北为温带干旱半干旱气候、陕北其余地区和关中平原为暖温带半干旱或半湿润气候、陕南盆地为北亚热带湿润气候、山地大部为暖温带湿润气候。气候特点是:春暖多风、气温回升快而不稳，降水少;陕北多大风天气;夏季炎热多雨，降水集中于79月，多雷阵雨、暴雨;渭北多冰雹、阵性大风天气，间有“伏旱”;秋凉较湿润、气温下降快，关中、陕南多阴雨天气;冬季寒冷干燥，气温低，雨雪稀少。2水文 陕西省南北狭长，东西较窄，南北距约870公里，秦岭横贯中部，是黄河与长江流域的分水岭，也是陕西省一条南北自然分界线，秦岭以北属干旱的黄土高原区，水资源条件较差;秦岭以南属湿润、半湿润的秦巴山区，水资源条件较好。全省河流分属黄河、长江两大水系。属于黄河流域面积为平方公里，约占全省总面积的65%;属于长江流域面积72265平方公里，占全省总面积的35%。在黄河流域中，有内流区4647平方公里，占本省黄河流域面积的3.5%。据统计，省内流域面积大于10000平方公里的大河有7条，5000-10000平方公里的较大河流有14条，1000-5000平方公里河流有47条，500-1000平方公里河流有64条，100500平方公里河流有427条，10 100平方公里小河有3726条(不包括闭流区河流)。自然区划的目的为区分不同地理区域自然条件对公路工程影响的差异性，并在路基、路面的设计、施工和养护中采取适当的技术措施和采用合适的设计参数，以保证路基、路面的强度和稳定性，特制定本标准。区划的原则和方法自然区划以自然气候因素的综合性和主导性相结合为原则，采用地理相关分析为基础的主导标志法，从分析自然综合情况与公路工程的实际关系出发，选出具有分区意义的主导标志。在确定区界时，还需进行地理相关分析对区界进行修正，以求其同一区内有相似的公路工程自然环境。但综合性或主导因素原则，均应遵循地带性和分地带性理论。区划的分级为使自然区划便于在实践中应用，结合我国地理、气候特点，将全国的公路自然区划分为三个等级。一级区划首先将全国划分为多年冻土、季节冻土和全年不冻三大地带，再根据水热平衡和地理位置，划分为冻土、湿润、干湿过渡、湿热、潮暖、干旱和高寒七个大区。二级区划是在一级区划的基础上以潮湿系数为主进一步划分。三级区划是在二级区划内划分更低一级的区域或类型单元标准适用范围一级区划一级区划的主要依据与指标以全国性的纬向地带性和构造区域性为依据，根据对公路工程具有控制作用的地理、气候因素来拟定。对纬向性的，特别是东部地区的界线，采用了气候指标；对非纬向性的，特别是在西部地区的界限，则较多地强调构造和地貌因素；中部个别地区则采用土质为指标。一级区划的主要指标根据我国地理、地貌、气候等因素，以均温等值线和三阶梯的两条等高线作为一级区划的标志。一、全年均温2等值线。在一般情况下，地面大气温度达到2时，地面土开始冻结。因此，它大体上是区分多年冻土和季节冻土的界线。二、一月份均温 0等值线，是区分季节冻土和全年不冻的界线。三、我国地势的三级阶梯的两条等高线。1.1000m 等高线：走向北偏东，自大兴安岭，南下太行山、伏牛山、武当山、雪峰山、九万山、大明山至友谊关而达国境。2.3000m 等高线：走向自西向东，后折向南。西起帕米尔、沿昆仑山、阿尔金山、祁连山，南下西倾山、岷山、邛崃山、夹金山、大小相邻、锦屏山、雪山、云岭而达国境 。由于三级阶梯的存在，通过地形的高度和阻隔，使其气候具有不同的特色，也成为划分一级区划的主要标志。一级自然区划根据不同地理、气候、构造、地貌界线的交错和叠合，将我国划分为七个一级自然区，即：、北部多年冻土区、东部温润季冻区、黄土高原干湿过渡区、东南湿热区、西南潮暖区、西北干旱区、青藏高寒区。陕西省一级区划的主要依据和特点：陕西省境内被划分为黄土高原干湿过渡区。平均温度（）一月0平均最大冻深（cm）20-140cm潮湿系数（K）0.25-1.0k地势阶梯东部 1000m 等高线以西，西南3000m 等高线以东新构造特征 大面积上升，幅度不大，夹有长条形中等沉降土质带黄土为主。一级区划自然条件的筑路特征黄土高原干湿过渡区公路工程的自然条件特点为东部温润季冻区向西北干旱区和西南潮暖区的过渡区，以集中分布黄土和黄土状土为其主要特点，地下水位深，土基强度较好，边坡能直立稳定。公路面临的主要问题是粉质大孔性黄土的冲蚀和与遇水湿陷。因为湿度较低，翻浆自东向西，自北向南显著减轻，新构造活跃的西部地震较少，病害较多路基路面的设计要求路面结构组合的特点，是必须选择不透水的面层或上封闭层。以防止雨水下渗造成黄土湿陷。潮湿地段应注意排水以保护路基。对路肩横坡的设计应使水迅速排出。掺灰类结构物层是稳定的路面基层结构。在石料基层下增设砂砾底基层，亦为本区常用。陕西省地区的黄土分布主要为风成黄土，具有明显的低密度，低含量水和高孔隙的特点。地形起伏，沟谷纵横，梁赤交错，水土流失较严重。黄土地层基底褶皱强烈，沟谷及冲沟切割强烈，给公路修筑与养护带来很大困难，公路面临的主要问题是粉质大孔性黄土的冲蚀和与遇水湿陷。路基路面的设计要求路面结构组合的特点，是必须选择不透水的面层或上封闭层。以防止雨水下渗造成黄土湿陷。潮湿地段应注意排水以保护路基。对路肩横坡的设计应使水迅速排出。掺灰类结构物层是稳定的路面基层结构。在石料基层下增设砂砾底基层，亦为本区常用。二、三级区划二级区划的主导因素与标志二级区划仍以气候和地形为主导因素，但具体标志与一级区划有显著差别。一级自然区有其共同标志，二级区的划分则需因区而异，将上述标志具体化或加以补充，其标志是以潮湿系数 K 为主的一个标志体系。潮湿系数 K 值按全年的大小分为六个等级：过湿区 K2.00中湿区 2.00K1.50湿润区 1.50K1.00润干区 1.00K0.50中干区 0.50K0.25过干区 K0.25二级自然区根据二级区划的主导因素与标志，在全国七个一级自然区划内又分为 33 个二级区和 19 个副区（亚区），共有 52 个二级自然区。它们的区界与名称如下（各二级区自然条件对公路工程的影响见附录三）。 北部多年冻土区中有：1 连续多年冻土区，2 岛状多年冻土区 ，区划的特征与指标如表 3.0.2.1。 东部温润季冻区中有：1 东北东部山地润湿冻区，1a 三江平原副区，2 东北中部山前平原重冻区，2a 辽河平原冻融交替副区，3 东北西部润干冻区，4 海滦中冻区，4a 冀北山地副区，4b 旅大丘陵副区，5 鲁豫轻冻区，5a 山东丘陵副区。 区划的特征与指标如表 3.0.2.2。 黄土高原干湿过渡区中有：1 山西山地、盆地中冻区，1a 雁北张宣副区，2 陕北典型黄土高原中冻区，2a 楡林副区，3 甘东黄土山地区，4 黄渭间山地、盆地轻冻区。 东南湿热区中有：1 长江下游平原润湿区，1a 盐城副区，2 江淮丘陵、山地润湿区，3 长江中游平原中湿区，4 浙闽沿海山地中湿区，5 江南丘陵过湿区，6 武夷南岭山地过湿区，6a 武夷副区，7 华南沿海台风区，7a 台湾山地副区 ，7b 海南岛西部润干副区，7c 南海诸岛副区。 西南潮暖区中有：1 秦巴山地润湿区，2 四川盆地中湿区，2a 雅安、乐山过湿副区，3 三西、贵州山地过湿区，3a 滇、南桂西润湿副区，4 川、滇、黔高原干湿交替区，5 滇西横断山地区，5a大理副区。 西北干旱区中有：1 内蒙草原中干区，1a 河套副区，2 绿洲荒漠区，3 阿尔泰山地冻土区， 4 天山界山山地区， 4a 塔城副区， 4b 伊黎河谷副区。 青藏高寒区中有：1 祁连昆仑山地区，2 柴达木荒漠区，3 河源山原草甸区，4 羌塘高原冻土区，5 川藏高山峡谷区，6 藏南高山台地区，6a 拉萨副区。陕西省二级区划的主要依据和特点：黄土区（1）位置分布与特点。在该区域黄土区主要位于黄土高原西部以及陕北，最低月温小于 0、年平均降雨量 250500毫米，年蒸发量 1000 毫米的干旱区和半干旱区。其特点：在该区黄土层高达数十米甚至几百米，地形起伏大，河流阶地两岸落差可达 100 米以上。由于长时间受水蚀和风蚀的作用，存在着塬、峁、梁、掌地、阶地、冲沟等区域地貌特征，同时还存在黄土墙、黄土柱、黄土坑、黄土桥等微地域特征；由于黄土区处于我国干旱地带且大气降水难以储存，故植被覆盖率低，大多为不毛之地，偶尔有低矮的灌木杖地出现；不良地质段多，自然灾害多发区。存在侵蚀、黄土滑坡、黄土崩塌、风蚀坑、陷穴、泥流等。在雨后，黄土吸水形成湿陷状态，非常不利于路基的稳定。各二级区自然条件的筑路特征 1 山西山地、盆地中冻主要自然病害 翻浆、冲沟、泥石流自然条件对公路工程的影响河谷盆地有次生黄土分布，边坡稳定不如典型黄土。春季公路翻浆，山区有山洪、泥石流等病害 1a 雁北张宣副区主要自然病害翻浆、冲沟、泥石流自然条件对公路工程的影响公路冬季有冻胀，春季翻浆相当严重，是公路主要病害。石灰岩分布广，筑路材料较多2 陕北典型黄土高原中冻主要自然病害 冲沟、湿陷、黄土溶洞自然条件对公路工程的影响有典型原、梁、峁地貌。除塬、梁外，路线坡陡，弯道半径小，但黄土具有直立不坠的特性。一般路基强度较高，但雨水易造成路基冲蚀和湿陷2a 楡林副区主要自然病害冲沟、湿陷、风砂、翻浆自然条件对公路工程的影响除具有典型黄土区的公路工程特点外，风或沙侵袭对公路修建营运有影响，春季翻浆易较严重。但沙黄土分布区，边坡不能直立3 甘东黄土主要自然病害冲沟、湿陷、滑坡、泥石流、地震自然条件对公路工程的影响黄土砂性较重，且处于强震区，滑坡崩塌、泥石流等影响较大，边坡稳定性较差三级区划的主要依据和特点：