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中设设计集团股份有限公司
【摘 要】城市经济的发展促进了城市区域的扩张，许多原先偏远的山林地区都纳入城市范围作为新的经济增长点。本文以阳山林场道路设计为依托，重点分析森林消防道路的选线原则及控制点选择要点，采用曲线型定线方法进行路线设计，通过方案比选最终确定路线方案。
【关键词】道路工程；消防道路；路线选择；方案对比
引言
阳山林场拥有生态林9000多亩，经济林地7000多亩，基本每年都会出现森林火灾，而阳山护林防火基础设施建设滞后，尤其是防火通道建设滞后。在火灾发生时，消防车辆、物资不能及时到达火灾地点，只能由消防人员携带少量灭火设备，灭火效率很差。若能在林区建设可供车辆通行的林区道路，不仅可以提升消防灭火效率，还能开发林区丰富的自然资源[1]。随着高新区开发建设和城市化进程的加快，阳山及其周边地区将成为苏州新区的中心城区，林区道路的建设对于阳山森林护林防火、促进阳山地区旅游业的开发利用具有十分重要的社会意义和经济意义。
一、项目建设的必要性
阳山海拔338米，山高坡陡，一旦发生火灾，扑救人员上山速度赶不上林火燃烧速度，极易形成大火，扑救森林火灾难度大。由于阳山白泥矿开采了几十年，在阳山上形成了许多断裂层，由探矿矿洞69个，给扑火队员上山救火造成了很大隐患。阳山是苏州市森林火灾多发地区，由于没有相应的护林消防通道，消防人员与消防车辆无法即时、迅速到达火灾现场救援、灭火，使得烧毁林木自1990年以来累计达到5000多亩，并造成1名基干民兵死亡。目前，整个林区除阳山东部的水泥路路况较好外，阳山南部、西部的公路因开矿运石的载重车辆的长期使用，现有公路路况较差，部分路段机动车无法通行。
通过建设森林消防道路，可为消防人员与消防车辆进入火灾现场提供了快速运输通道，并辅以众多的进山道口，林区一旦发生意外火灾，能得到快速、即时的控制，起到了积极有效的护林防火功能，此外也能起到防火隔离带的作用，而且为阳山地区森林旅游资源的开发提供了良好的交通条件，从而增强阳山森林旅游的吸引力，促进旅游资源的开发利用[2]。
苏州阳山护林防火规划设想：以阳山为单位，整合护林防火资源，统一规划基础设施、队伍、制度建设；基础设施进行一次规划，分期实施；常规性工作实行集中统一，长效管理。通过实施阳山地區护林防火工程，大大加快护林防火基础设施建设步伐，规范日常管理工作，逐步实现防火通道、防火隔离带、火情监控的网络化，扑火机具的现代化，护林、扑火队伍的专业化，管理工作的标准化，全面提高阳山地区的预防和扑救森林火灾的能力，确保阳山不发生较大森林火灾。本项目作为防火通道，是阳山地区护林防火体系极其重要的组成部分，是阳山防火中心与各监测网点相互联系纽带，是扑火机具和消防人员快速运往火災现场的唯一通道。
二、选线原则及控制点选择
（一）设计原则
在阳山林区建设消防道路，为消防物资和扑火人员难迅速到达火灾地点提供了快速运输通道，还可以为阳山地区森林旅游资源的开发提供了良好的交通条件，从而增强阳山森林旅游的吸引力，促进旅游资源的开发利用。因此，本消防道路应便于森林防火，满足救火的需要，路线布设尽可能适合地形，减少工程规模，尽量考虑阳山现有或即将恢复的人文景观，同时尽量避开开石、开矿所形成的山体陡崖和不良地质地段[3]。
目前拟将实施的阳山环山公路标准为三级公路，环山公路建成后，可使消防车辆迅速到达阳山周边。因此本工程路线方案应尽可能与环山公路相接，以便于消防车辆胜利上山。此外，路线方案还考虑了阳山消防道路覆盖面尽可能广，并可到达山顶底需求。由于阳山北侧50米等高线上原始林木保存较完整，在50米等高线位置存在约2m宽的原有土路，故A路段基本沿50米等高线布设。此外，为防止发生火灾时某一山上入口被封阻，本工程拟设置山上入口3处。
由于阳山垂直高差较大，山顶最大高程达338.29m，山脚高程一般只有2～10m，山体较陡，地形复杂，因此路线设计时尽可能沿等高线进行布设，并在局部路段适当降低平面线型指标，减少路线长度及挖方工程数量。
阳山地区特别是其北侧的树山村区域拟将进行旅游资源开发，以充分挖掘阳山地区的人文景观资源，由于阳山目前还没有规划过与旅游配套的专用道路，因此，考虑到以后阳山地区旅游开发，本工程在路线布设时，尽可能兼顾旅游景点的位置，以达到路线与旅游景点之间形成“离而不远，近而不进”的效果。
阳山矿产丰富，阳山高岭土全国闻名，中国高岭土公司就在阳山之麓，另外阳山也盛产优质白水泥。由于沿山村民，为了致富，炸山开石，致使阳山四周有多处破坏较严重的山体（尤其以阳山的东侧与西侧为重），山体等高线被开采堂口所截断，因此路线布设只有选择到堂口坡顶以外的地段，给本工可的选线带来了不利影响，致使阳山西、南两侧很难选到较合适的上山入口。
由于阳山被开采，现已造成阳山部分山体出现地段塌陷、裂缝，为减少本工程的投资规模，因此在路线布设时原则上避开了山体地质不良区域。
（二）主要控制点选择
1.进山道路起点。
阳山地形总体呈南北狭长分布，东西相对较窄。其不利地形分布为：阳山东北侧从沙墩头矿井向南至山林村处山体有多处塌方，路线无法穿越。阳山东侧从山林村向东至阳东林场处，山脚亦有多处采石场，山体破损严重，多处采石场已成悬崖。消防道路在此上体附近无进山之可能。阳山西南至阳山西北，此处同样存在多处采石场，部分地段即使没有采石场，但山体陡峭，路线也较难克服如此之大的高差，且等高线有多处被采石场截断，路线迂回余地较小，因此也不存在进山路线的起点。
在经过多次现场调查、勘测，并征求当地村委的意见，最终确定了阳山消防道路三个进山路线起点：
（1）树山村秸杆气供应站处，树山村沿山道路与环山路相连。阳山消防道路A路段起点确定为树山村秸杆气供应站处的沿山道路，此处离环山路相距约640米，且山势较缓，消防车辆进山也较为容易； （2）阳东村处，此处离浒墅关经济开发区消防中队较近（不超过1公里），如遇山林着火，消防人员出动较为迅速。另外，沙墩头矿井的原有道路可以利用。这个进山入口作为消防通道A道路的终点；
（3）阳山东南端的市郊区采矿公司处，为消防道路C路段的起点，该路段山势处较缓和，地质条件亦较好。
2.人文景观控制点。
阳山至春秋以来多有记载，人文景观较多，由于各种原因，许多景观遭到了破坏。如今，由于苏州市城市化进程的加快，阳山地区将成为苏州高新区的中心地带，阳山作为旅游、城市绿带的功能将日趋显现。本工程的实施将有助于带动阳山地区的旅游开发，因此，阳山消防道路路线方案将贯通各旅游点，做到“离而不远，近而不进”。
3.山体开挖堂口控制点。
阳山的东西两侧，因采石形成许多人为的陡壁，路线在通过陡壁上方时必须保证有安全距离，同时又要求路线的设计高程不能过高，以免路线纵坡过大。
（三）路线方案确定
1.采用曲线型定线方法。
传统的定线方法为导线法，即首先沿路线前进方向布设导线，先布设直线单元，然后在两直线转折处用以曲线予以连接的定线方法，也称为传统穿线交点定线法[4]。本工程为阳山的森林防火通道，路线应覆盖阳山山区，地形条件复杂，而传统的导线法，先定直线再定曲线，在地形复杂之处，很难选到较佳的线路。因此，本工程采用了曲线型设计方法。曲线型定线法首先根据地形、地物条件设置合适的圆曲线，然后把这些圆曲线用适当的缓和曲线连接起来。当相邻圆曲线之间相距较远时，也可以根据需要插设适当的直线段，形成以曲线为主的连续线形。曲线形设计方法一般在立交匝道、地形复杂等各种约束条件较严格的情况下采用。采用曲线型定线后，所选路线方案曲线所占比例必定会较高，具体情况见表1。
阳山上目前尚没有汽车道路，而山上有部分人行小路，这些小路一般位于山体坡度较缓地带，本工程路线布设时对于部分人行小路尽可能给予利用。如：树山村境內50米等高线附近的人行小路（A路段）、阳山东南端的上山人行小路等。
2. 路线方案比选。
在同一地形区域内选择了两组路线方案进行比选，方案一包括：A路段、B路段、C路段，方案二包括：A路段、B’路段、C’路段、D路段。
方案一路線长度15.818公里。A路段起于阳山西北端的树山村秸杆气供应站处的树山村沿山路，向上爬升至50米等高线，沿50米等高线由阳山西北端向东直至阳山东北端的沙头墩矿井，终点与环山路K8+490处相交。B路段起于路线A段K1+516.867处，在阳山北侧山腰通过三个回头曲线由起点高程55米爬升至阳山西北侧高程270米的山包。由此沿阳山的山脊线，终点与C路段相交。C路段起于阳山南端环山公路K6+300，在阳山南侧山腰经2个回头曲线爬升至西南端高程100米处，沿阳山西侧山腰向北再爬升至山顶与B路段相交于K3+960处，由此处再沿阳山东侧山腰至南端山头。
方案二路线长度17.818公里。A路线与方案一中的A路段相同。B’路段在K2+200之前与方案一中的路线重合，在K2+200之前，通过绕行阳山西北侧山腰来克服高差至山顶，再经回头曲线绕回阳山西北端270米高程的山包。C’路段与C路段的起点不同，C’路段起于D路段K0+450处。而D路段起于环山公路K6+600，沿阳山东侧山脚向北，终止于环山公路K8+100。
以上两方案，方案一比方案二路线长度短了2公里，工程造价亦较低。且C路段的上山条件比C’路段要好，C’路段上山，只有利用新建D路段，与环山公路未能直接连通，C路段与环山路直接相连，其线型要好于C’路段。路线二方案增加了D路段，D路段使环山公路与阳东林场勾通更易，由于阳东林场规划为阳山地区的消防监控中心，D路段的实施有助于阳山森林消防监控，但由于D路段在阳山东侧山脚，覆盖林区面积较小。B’路段由于绕行阳山西北侧山腰与阳山顶的山脊线相近，致使消防道路的分布间距过小。综上所述，方案一路线总长度较方案二短，路线总体线型也稍好于方案二，故将方案一作为推荐方案。
三、结束语
消防专用公路在功能与交通作用方面与其他普通公路有着极大的不同，主要是为地区森林防火提供专用运输通道，同时也为游客上山游玩提高便捷运输途径，基本上不承担区域对外交通以及过境交通。消防专用公路的建设可以提高消防机具和扑火人员到达火灾地点的运送速度和扑火效率，最大限度地减少受毁森林面积和经济损失，还可以促进地区森林旅游发展，带来相应的经济效益。通过道路路侧的排水设施，可以减少了原来的山体雨水的漫流冲刷，从而有利于控制水流和防止水土流失，具有良好的社会效益和生态效益，有利于地区森林的防火和促进旅游资源开发。
参考文献：
[1] 涂美珍， 张正雄， 戴伟文. 山区公路建设对沿线森林生态环境的影响[J]. 宜宾学院学报， 2016， 16（6）：108-111.）.
[2] 古文强. 广东东莞市森林公园开发建设中的几个问题及其对策的探讨[J] .广东林业科技， 2009， 25（1）：88-92.
[3] 卢世放， 张建文， 曾焕忱. 基于工程造价比较法的森林公园道路设计方案选优—以东莞市森林公园的园区道路建设为例[J]. 广东林业科技， 2010， 26（2）：51-54.
[4] 张建忠. 森林公园园区道路设计[J]. 中国水运， 2012， 12（8）：206-207.
作者简介：
张寻（1990.8—），江苏南京人，助理工程师，主要从事路桥工程的设计工作。
【摘 要】城市经济的发展促进了城市区域的扩张，许多原先偏远的山林地区都纳入城市范围作为新的经济增长点。本文以阳山林场道路设计为依托，重点分析森林消防道路的选线原则及控制点选择要点，采用曲线型定线方法进行路线设计，通过方案比选最终确定路线方案。
【关键词】道路工程；消防道路；路线选择；方案对比
引言
阳山林场拥有生态林9000多亩，经济林地7000多亩，基本每年都会出现森林火灾，而阳山护林防火基础设施建设滞后，尤其是防火通道建设滞后。在火灾发生时，消防车辆、物资不能及时到达火灾地点，只能由消防人员携带少量灭火设备，灭火效率很差。若能在林区建设可供车辆通行的林区道路，不仅可以提升消防灭火效率，还能开发林区丰富的自然资源[1]。随着高新区开发建设和城市化进程的加快，阳山及其周边地区将成为苏州新区的中心城区，林区道路的建设对于阳山森林护林防火、促进阳山地区旅游业的开发利用具有十分重要的社会意义和经济意义。
一、项目建设的必要性
阳山海拔338米，山高坡陡，一旦发生火灾，扑救人员上山速度赶不上林火燃烧速度，极易形成大火，扑救森林火灾难度大。由于阳山白泥矿开采了几十年，在阳山上形成了许多断裂层，由探矿矿洞69个，给扑火队员上山救火造成了很大隐患。阳山是苏州市森林火灾多发地区，由于没有相应的护林消防通道，消防人员与消防车辆无法即时、迅速到达火灾现场救援、灭火，使得烧毁林木自1990年以来累计达到5000多亩，并造成1名基干民兵死亡。目前，整个林区除阳山东部的水泥路路况较好外，阳山南部、西部的公路因开矿运石的载重车辆的长期使用，现有公路路况较差，部分路段机动车无法通行。
通过建设森林消防道路，可为消防人员与消防车辆进入火灾现场提供了快速运输通道，并辅以众多的进山道口，林区一旦发生意外火灾，能得到快速、即时的控制，起到了积极有效的护林防火功能，此外也能起到防火隔离带的作用，而且为阳山地区森林旅游资源的开发提供了良好的交通条件，从而增强阳山森林旅游的吸引力，促进旅游资源的开发利用[2]。
苏州阳山护林防火规划设想：以阳山为单位，整合护林防火资源，统一规划基础设施、队伍、制度建设；基础设施进行一次规划，分期实施；常规性工作实行集中统一，长效管理。通过实施阳山地區护林防火工程，大大加快护林防火基础设施建设步伐，规范日常管理工作，逐步实现防火通道、防火隔离带、火情监控的网络化，扑火机具的现代化，护林、扑火队伍的专业化，管理工作的标准化，全面提高阳山地区的预防和扑救森林火灾的能力，确保阳山不发生较大森林火灾。本项目作为防火通道，是阳山地区护林防火体系极其重要的组成部分，是阳山防火中心与各监测网点相互联系纽带，是扑火机具和消防人员快速运往火災现场的唯一通道。
二、选线原则及控制点选择
（一）设计原则
在阳山林区建设消防道路，为消防物资和扑火人员难迅速到达火灾地点提供了快速运输通道，还可以为阳山地区森林旅游资源的开发提供了良好的交通条件，从而增强阳山森林旅游的吸引力，促进旅游资源的开发利用。因此，本消防道路应便于森林防火，满足救火的需要，路线布设尽可能适合地形，减少工程规模，尽量考虑阳山现有或即将恢复的人文景观，同时尽量避开开石、开矿所形成的山体陡崖和不良地质地段[3]。
目前拟将实施的阳山环山公路标准为三级公路，环山公路建成后，可使消防车辆迅速到达阳山周边。因此本工程路线方案应尽可能与环山公路相接，以便于消防车辆胜利上山。此外，路线方案还考虑了阳山消防道路覆盖面尽可能广，并可到达山顶底需求。由于阳山北侧50米等高线上原始林木保存较完整，在50米等高线位置存在约2m宽的原有土路，故A路段基本沿50米等高线布设。此外，为防止发生火灾时某一山上入口被封阻，本工程拟设置山上入口3处。
由于阳山垂直高差较大，山顶最大高程达338.29m，山脚高程一般只有2～10m，山体较陡，地形复杂，因此路线设计时尽可能沿等高线进行布设，并在局部路段适当降低平面线型指标，减少路线长度及挖方工程数量。
阳山地区特别是其北侧的树山村区域拟将进行旅游资源开发，以充分挖掘阳山地区的人文景观资源，由于阳山目前还没有规划过与旅游配套的专用道路，因此，考虑到以后阳山地区旅游开发，本工程在路线布设时，尽可能兼顾旅游景点的位置，以达到路线与旅游景点之间形成“离而不远，近而不进”的效果。
阳山矿产丰富，阳山高岭土全国闻名，中国高岭土公司就在阳山之麓，另外阳山也盛产优质白水泥。由于沿山村民，为了致富，炸山开石，致使阳山四周有多处破坏较严重的山体（尤其以阳山的东侧与西侧为重），山体等高线被开采堂口所截断，因此路线布设只有选择到堂口坡顶以外的地段，给本工可的选线带来了不利影响，致使阳山西、南两侧很难选到较合适的上山入口。
由于阳山被开采，现已造成阳山部分山体出现地段塌陷、裂缝，为减少本工程的投资规模，因此在路线布设时原则上避开了山体地质不良区域。
（二）主要控制点选择
1.进山道路起点。
阳山地形总体呈南北狭长分布，东西相对较窄。其不利地形分布为：阳山东北侧从沙墩头矿井向南至山林村处山体有多处塌方，路线无法穿越。阳山东侧从山林村向东至阳东林场处，山脚亦有多处采石场，山体破损严重，多处采石场已成悬崖。消防道路在此上体附近无进山之可能。阳山西南至阳山西北，此处同样存在多处采石场，部分地段即使没有采石场，但山体陡峭，路线也较难克服如此之大的高差，且等高线有多处被采石场截断，路线迂回余地较小，因此也不存在进山路线的起点。
在经过多次现场调查、勘测，并征求当地村委的意见，最终确定了阳山消防道路三个进山路线起点：
（1）树山村秸杆气供应站处，树山村沿山道路与环山路相连。阳山消防道路A路段起点确定为树山村秸杆气供应站处的沿山道路，此处离环山路相距约640米，且山势较缓，消防车辆进山也较为容易； （2）阳东村处，此处离浒墅关经济开发区消防中队较近（不超过1公里），如遇山林着火，消防人员出动较为迅速。另外，沙墩头矿井的原有道路可以利用。这个进山入口作为消防通道A道路的终点；
（3）阳山东南端的市郊区采矿公司处，为消防道路C路段的起点，该路段山势处较缓和，地质条件亦较好。
2.人文景观控制点。
阳山至春秋以来多有记载，人文景观较多，由于各种原因，许多景观遭到了破坏。如今，由于苏州市城市化进程的加快，阳山地区将成为苏州高新区的中心地带，阳山作为旅游、城市绿带的功能将日趋显现。本工程的实施将有助于带动阳山地区的旅游开发，因此，阳山消防道路路线方案将贯通各旅游点，做到“离而不远，近而不进”。
3.山体开挖堂口控制点。
阳山的东西两侧，因采石形成许多人为的陡壁，路线在通过陡壁上方时必须保证有安全距离，同时又要求路线的设计高程不能过高，以免路线纵坡过大。
（三）路线方案确定
1.采用曲线型定线方法。
传统的定线方法为导线法，即首先沿路线前进方向布设导线，先布设直线单元，然后在两直线转折处用以曲线予以连接的定线方法，也称为传统穿线交点定线法[4]。本工程为阳山的森林防火通道，路线应覆盖阳山山区，地形条件复杂，而传统的导线法，先定直线再定曲线，在地形复杂之处，很难选到较佳的线路。因此，本工程采用了曲线型设计方法。曲线型定线法首先根据地形、地物条件设置合适的圆曲线，然后把这些圆曲线用适当的缓和曲线连接起来。当相邻圆曲线之间相距较远时，也可以根据需要插设适当的直线段，形成以曲线为主的连续线形。曲线形设计方法一般在立交匝道、地形复杂等各种约束条件较严格的情况下采用。采用曲线型定线后，所选路线方案曲线所占比例必定会较高，具体情况见表1。
阳山上目前尚没有汽车道路，而山上有部分人行小路，这些小路一般位于山体坡度较缓地带，本工程路线布设时对于部分人行小路尽可能给予利用。如：树山村境內50米等高线附近的人行小路（A路段）、阳山东南端的上山人行小路等。
2. 路线方案比选。
在同一地形区域内选择了两组路线方案进行比选，方案一包括：A路段、B路段、C路段，方案二包括：A路段、B’路段、C’路段、D路段。
方案一路線长度15.818公里。A路段起于阳山西北端的树山村秸杆气供应站处的树山村沿山路，向上爬升至50米等高线，沿50米等高线由阳山西北端向东直至阳山东北端的沙头墩矿井，终点与环山路K8+490处相交。B路段起于路线A段K1+516.867处，在阳山北侧山腰通过三个回头曲线由起点高程55米爬升至阳山西北侧高程270米的山包。由此沿阳山的山脊线，终点与C路段相交。C路段起于阳山南端环山公路K6+300，在阳山南侧山腰经2个回头曲线爬升至西南端高程100米处，沿阳山西侧山腰向北再爬升至山顶与B路段相交于K3+960处，由此处再沿阳山东侧山腰至南端山头。
方案二路线长度17.818公里。A路线与方案一中的A路段相同。B’路段在K2+200之前与方案一中的路线重合，在K2+200之前，通过绕行阳山西北侧山腰来克服高差至山顶，再经回头曲线绕回阳山西北端270米高程的山包。C’路段与C路段的起点不同，C’路段起于D路段K0+450处。而D路段起于环山公路K6+600，沿阳山东侧山脚向北，终止于环山公路K8+100。
以上两方案，方案一比方案二路线长度短了2公里，工程造价亦较低。且C路段的上山条件比C’路段要好，C’路段上山，只有利用新建D路段，与环山公路未能直接连通，C路段与环山路直接相连，其线型要好于C’路段。路线二方案增加了D路段，D路段使环山公路与阳东林场勾通更易，由于阳东林场规划为阳山地区的消防监控中心，D路段的实施有助于阳山森林消防监控，但由于D路段在阳山东侧山脚，覆盖林区面积较小。B’路段由于绕行阳山西北侧山腰与阳山顶的山脊线相近，致使消防道路的分布间距过小。综上所述，方案一路线总长度较方案二短，路线总体线型也稍好于方案二，故将方案一作为推荐方案。
三、结束语
消防专用公路在功能与交通作用方面与其他普通公路有着极大的不同，主要是为地区森林防火提供专用运输通道，同时也为游客上山游玩提高便捷运输途径，基本上不承担区域对外交通以及过境交通。消防专用公路的建设可以提高消防机具和扑火人员到达火灾地点的运送速度和扑火效率，最大限度地减少受毁森林面积和经济损失，还可以促进地区森林旅游发展，带来相应的经济效益。通过道路路侧的排水设施，可以减少了原来的山体雨水的漫流冲刷，从而有利于控制水流和防止水土流失，具有良好的社会效益和生态效益，有利于地区森林的防火和促进旅游资源开发。
参考文献：
[1] 涂美珍， 张正雄， 戴伟文. 山区公路建设对沿线森林生态环境的影响[J]. 宜宾学院学报， 2016， 16（6）：108-111.）.
[2] 古文强. 广东东莞市森林公园开发建设中的几个问题及其对策的探讨[J] .广东林业科技， 2009， 25（1）：88-92.
[3] 卢世放， 张建文， 曾焕忱. 基于工程造价比较法的森林公园道路设计方案选优—以东莞市森林公园的园区道路建设为例[J]. 广东林业科技， 2010， 26（2）：51-54.
[4] 张建忠. 森林公园园区道路设计[J]. 中国水运， 2012， 12（8）：206-207.
作者简介：
张寻（1990.8—），江苏南京人，助理工程师，主要从事路桥工程的设计工作。