林區(qū)防火道路設(shè)計原則及設(shè)計要點
——以廣西大明山朝陽林區(qū)防火道路工程為例

樊祖振，李長鋒，于 龍

（廣西壯族自治區(qū)林業(yè)勘測設(shè)計院，廣西南寧 530011)

以前，林區(qū)道路主要服務(wù)于林業(yè)生產(chǎn)，用于木材、竹材等林區(qū)原材的運輸。近年，隨著林業(yè)經(jīng)營發(fā)展和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，林區(qū)道路功能大幅拓展，涵蓋林產(chǎn)品運輸、森林防火、森林資源管護、林區(qū)治安維護、有害生物防治、森林旅游和林區(qū)村民出行等多方面功能。林區(qū)道路在提高生產(chǎn)效率、降低勞動強度和提升林區(qū)經(jīng)營水平等方面發(fā)揮巨大作用；林區(qū)道路建設(shè)存在的主要問題為缺乏科學規(guī)劃設(shè)計，建設(shè)標準低且安全隱患較大，建設(shè)和養(yǎng)護資金不足，滯后于新時期林業(yè)發(fā)展新需求等；應(yīng)建立林區(qū)道路建設(shè)評價機制，加強規(guī)劃設(shè)計和規(guī)范化建設(shè)，持續(xù)并加大高標準林區(qū)道路建設(shè)政策扶持，科學評估林區(qū)道路并分類施策，加快林區(qū)運輸機械研究，探索林區(qū)道路災(zāi)害保險等[1]。

林區(qū)防火道路是林區(qū)道路的重要組成部分，也是林區(qū)防火系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，直接影響森林防火效果，也對林區(qū)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生一定影響。目前，關(guān)于林區(qū)防火道路設(shè)計的研究較少。李存俐等[2]詳細闡述了林區(qū)防火專用道路選線原則，并在地形選線、地質(zhì)選線、生態(tài)選線和火險選線等方面提出一些具體方法。

目前，廣西林區(qū)防火道路在設(shè)計上存在不足，主要表現(xiàn)為缺少整體規(guī)劃、設(shè)計不規(guī)范、通行能力低、道路承載能力不穩(wěn)定、道路標志不齊全、缺乏相應(yīng)環(huán)保設(shè)計、整體美觀性差和不重視管養(yǎng)工作等。為改善廣西林區(qū)防火道路設(shè)計現(xiàn)狀，需在林區(qū)防火道路設(shè)計中遵循一些基本設(shè)計原則，確保林區(qū)防火道路設(shè)計效果。本研究以廣西大明山朝陽林區(qū)防火道路工程為例，著重闡述林區(qū)防火道路設(shè)計的5 個基本設(shè)計原則，并詳細列舉相應(yīng)的設(shè)計要點，可為林區(qū)防火道路建設(shè)與發(fā)展提供參考。

1 工程概況

廣西大明山朝陽林區(qū)防火道路工程（108°20′～108°34′E，23°24′～23°30′N）位于廣西南寧市，主要服務(wù)于大明山朝陽林區(qū)的森林防火與日常巡護。2010 — 2011 年，完成勘察與設(shè)計。其起點位于大明山上山公路22.400 km 處，途徑朝陽護林站、內(nèi)朝護林站、內(nèi)朝南入口門（規(guī)劃中）和大明山服務(wù)基地，終點接府城至雷江二級公路，全長28.115 km；采用林區(qū)四級道路標準，設(shè)計速度為15 km/h，路基寬度為4.5 m，路面寬度為4.0 m；采用水泥混凝土路面；全線共設(shè)置中橋4 座、小橋3 座和涵洞146 道。

2 基本設(shè)計原則

林區(qū)防火道路設(shè)計應(yīng)遵循一些基本設(shè)計原則，在基本設(shè)計原則的基礎(chǔ)上再進行因地制宜的精細化設(shè)計，達到貼合實際、科學合理的目的。在廣西大明山朝陽林區(qū)防火道路工程設(shè)計過程中，總結(jié)并歸納出廣西林區(qū)防火道路設(shè)計的5 個基本設(shè)計原則，即規(guī)劃、標準、環(huán)保、經(jīng)濟適用和美觀原則。

2.1 規(guī)劃原則

林區(qū)防火道路設(shè)計應(yīng)符合林區(qū)總體規(guī)劃和各專項規(guī)劃，特別是森林防火規(guī)劃的要求。各專項規(guī)劃主要有森林經(jīng)營規(guī)劃、森林防火規(guī)劃、林業(yè)產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、營林采伐規(guī)劃、康養(yǎng)旅游規(guī)劃和森林公園規(guī)劃等。先遵循總體規(guī)劃再遵循專項規(guī)劃，先遵循森林防火規(guī)劃再遵循其他規(guī)劃。遵循林區(qū)總體規(guī)劃可實現(xiàn)林區(qū)防火工作的系統(tǒng)規(guī)劃和科學布局，提升林區(qū)防火工作的系統(tǒng)性和針對性；遵循森林防火規(guī)劃，規(guī)劃并制定林區(qū)防火預防措施和應(yīng)急預案，可提高林區(qū)防火工作的預見性和應(yīng)急能力，提升林區(qū)防火工作效率和質(zhì)量。

2.2 標準原則

林區(qū)防火道路設(shè)計應(yīng)符合森林防火、林區(qū)公路等現(xiàn)行行業(yè)技術(shù)規(guī)范的技術(shù)指標要求，確保道路既具備安全通行功能又具備森林防火功能。目前，涉及林區(qū)防火道路的規(guī)范主要有《林區(qū)公路設(shè)計規(guī)范》（LY/T 5005—2014）[3]《森林防火工程技術(shù)標準》（LYJ 127—2012）[4]《林區(qū)防火專用道路技術(shù)規(guī)范》（DB 51/T 3030—2023）[5]和《小交通量農(nóng)村公路工程技術(shù)標準》（JTG 2111—2019）[6]等。應(yīng)根據(jù)不同的等級劃分，確定林區(qū)防火道路設(shè)計具體技術(shù)指標。目前，廣西林區(qū)防火的主要車輛類型有普通消防車、救護救援車、物資牽引車、坦克消防車、裝甲消防車和巡護摩托車等；參考林區(qū)防火道路相關(guān)技術(shù)標準確定防火等級、設(shè)計速度、道路寬度、最小轉(zhuǎn)彎半徑、最大縱坡、最大坡長和最短視距等技術(shù)指標，確保各類防火等級所需的車輛類型均能安全快捷地通行，保障林區(qū)防火道路的安全通行能力。

2.3 環(huán)保原則

林區(qū)防火道路的設(shè)計應(yīng)符合《中華人民共和國環(huán)境保護法》《中華人民共和國森林法》《中華人民共和國水土保持法》《中華人民共和國水污染防治法》《中華人民共和國野生動物保護法》《中華人民共和國野生植物保護條例》和《中華人民共和國土地管理法》等法律法規(guī)的要求，突出環(huán)保理念，重視自然資源、生態(tài)環(huán)境和水資源的保護，協(xié)調(diào)路線與沿線林區(qū)生態(tài)環(huán)境的關(guān)系。林區(qū)防火道路的環(huán)保工程與主體工程應(yīng)始終堅持“三同時”原則，即同時設(shè)計、同時建設(shè)和同時投入使用。

2.4 經(jīng)濟適用原則

林區(qū)防火道路設(shè)計應(yīng)符合經(jīng)濟適用原則，在滿足安全通行和森林防火功能的前提下，嚴格控制工程造價，節(jié)約投資，重視經(jīng)濟合理性。在經(jīng)濟適用原則下，需對工程造價進行合理控制，降低防火道路建設(shè)成本。通過優(yōu)化防火道路布局和設(shè)計，使其更符合實際需要和防火要求，可在提高防火道路建設(shè)質(zhì)量和防火工作效率的同時降低成本。對防火道路進行持續(xù)運營和維護，延長其使用壽命，也是節(jié)約林區(qū)防火道路投資的一種方法。目前，對道路養(yǎng)護重視程度不夠、投入資金有限是廣西林區(qū)防火道路建設(shè)普遍存在的兩個問題。

2.5 美觀原則

林區(qū)防火道路設(shè)計需考慮如何將林區(qū)道路融入林區(qū)環(huán)境，需對林區(qū)防火道路進行適當?shù)木坝^設(shè)計，形成道路景觀。良好的道路景觀可提高道路使用率，增加道路安全感，提升林區(qū)形象和品質(zhì)。林區(qū)內(nèi)如有較具特色的康養(yǎng)旅游項目或少數(shù)民族居住區(qū)，可在保障防火功能的前提下，對林區(qū)防火道路進行特色景觀設(shè)計，提升林區(qū)景觀格調(diào)和旅游氛圍。

3 設(shè)計要點

3.1 規(guī)劃原則設(shè)計要點

進行林區(qū)防火道路設(shè)計時，在考慮各種規(guī)劃要求的同時，還應(yīng)充分了解和掌握林區(qū)的社會、經(jīng)濟、文化、自然環(huán)境、古樹名樹和項目建設(shè)條件，收集與項目建設(shè)有關(guān)的基礎(chǔ)資料，如地形、地貌、地質(zhì)、水文、氣象、筑路材料供應(yīng)及其與林區(qū)周邊主要交通要道的互通銜接等。

大明山朝陽林區(qū)防火道路工程位于大明山主脈向山前丘陵盆地過渡的地帶，為山嶺重丘地貌，屬南亞熱帶濕潤山地季風氣候。大明山植被茂密，雨量充沛，年均降水量2 630.3 mm，是廣西6 大暴雨中心之一，是重要的水源林，是上林縣清水河、武鳴區(qū)武鳴河等河流的主要源頭。大明山朝陽林區(qū)防火道路工程的起點與大明山上山公路22.400 km 處銜接，終點與大明山山腳處府城至雷江二級公路銜接，可為林區(qū)防火的互聯(lián)互通、快速撲救、定期巡邏和物資輸送等提供保障。大明山朝陽林區(qū)防火道路工程與《廣西大明山風景區(qū)旅游服務(wù)基地發(fā)展規(guī)劃（2006—2020）》區(qū)位示意圖如圖1所示。

根據(jù)森林防火規(guī)劃，將林區(qū)劃分為不同防火等級區(qū)域；根據(jù)森林防火等級規(guī)定，進行林區(qū)防火道路工程設(shè)計。對森林火災(zāi)敏感區(qū)域進行分析，包括自然因素（雷擊、干旱、高溫和風力等）引起火災(zāi)的敏感區(qū)域、人為因素（農(nóng)事用火、生產(chǎn)生活用火、祭祖焚香和電力線火花等）引起火災(zāi)的敏感區(qū)域和易燃樹種［松樹（Pinusspp.）、杉木（Cunninghamialanceolata）和桉樹（Eucalyptusspp.）等］的分布情況。大明山朝陽林區(qū)防火道路工程沿線多處為桉樹林，由村民各自管護，缺乏有系統(tǒng)、有組織的防火管護；下穿多處高壓電線，并分布多座墳?zāi)购?處龍母廟，均為林區(qū)森林火災(zāi)敏感區(qū)域，在林區(qū)防火道路設(shè)計中應(yīng)重點關(guān)注。

在進行林區(qū)防火道路選線時，需確保道路能到達林區(qū)內(nèi)的管護站、護林點、望火樓、防火隔離帶、消防水源點、森林防火氣象站和實時監(jiān)測設(shè)備點；同時，需配合林區(qū)消防水源保障系統(tǒng)、火場指揮通訊網(wǎng)絡(luò)和資源物資儲備等消防安全保障體系的相關(guān)要求。

3.2 標準原則設(shè)計要點

根據(jù)《森林防火工程技術(shù)標準》[4]，森林防火道路主要由防火等級道路和簡易路（塔道、站道等）組成；根據(jù)《林區(qū)防火專用道路技術(shù)規(guī)范》[5]，林區(qū)防火專用道路被劃分為林防一級道路、林防二級道路、林防三級道路、林防四級道路和巡護道路5 個等級（表1）；根據(jù)《林區(qū)公路設(shè)計規(guī)范》[3]，林區(qū)道路被劃分為林區(qū)一級、林區(qū)二級、林區(qū)三級和林區(qū)四級（表2）。林區(qū)一級道路路基寬度為8.5、10.0 m 及以上，路面平整，車輛通行能力強，主要用于森林防火車輛通行和防火人員調(diào)度，是防火工作的主要通道；車輛類型為大型消防車、坦克消防車和裝甲消防車等。林區(qū)二級道路路基寬度為7.5、8.5 m，路面平整，車輛通行能力強，主要用于森林防火車輛通行和防火人員調(diào)度，也可作為火線防火帶和防火隔離帶；車輛類型為大型消防車、坦克消防車和裝甲消防車等。林區(qū)三級道路路基寬度為4.5（5.0）、6.5（7.0）m，路面較平整，車輛通行能力較強；車輛類型為中型消防車、坦克消防車等。林區(qū)四級道路路基寬度為4.0（4.5）m，路面較窄且較崎嶇，主要用于越野車、輕型消防車、摩托車和全地形車（ATV）等小型防火車輛進入火災(zāi)現(xiàn)場。

表2 林區(qū)道路技術(shù)指標[3]Tab.2 Technical indexes of forest roads

大明山朝陽林區(qū)防火道路工程所在地為山嶺重丘地貌，森林防火基本車型為越野車和小型貨車，以消防巡護為主；功能定位為森林防火敏感區(qū)域間的連接通道和森林防火巡護通道。林區(qū)防火道路的平縱面設(shè)計需根據(jù)路線走廊并結(jié)合沿線地形、地貌、水文和地質(zhì)等自然條件進行，同時根據(jù)森林防火要求確定適合的技術(shù)指標和道路等級，保障道路的安全性和防火功能。大明山朝陽林區(qū)防火道路工程所處地區(qū)海拔較高，有季節(jié)性積雪冰凍情況，根據(jù)《林區(qū)公路設(shè)計規(guī)范》[3]，各級公路在積雪冰凍地區(qū)的最大縱坡取值為設(shè)計速度60 km/h 時6%，設(shè)計速度40 km/h 時7%，設(shè)計速度15 ～30 km/h 時8%。根據(jù)實際情況綜合考慮，在最大縱坡不超過8%的情況下，大明山朝陽林區(qū)防火道路工程采取林區(qū)四級道路標準（表3）。大明山朝陽林區(qū)防火道路工程路線設(shè)計平面縮略圖如圖2 所示，其半填半挖路段橫斷面如圖3所示。

表3 朝陽林區(qū)防火道路技術(shù)指標Tab.3 Technical indexes of fire prevention road in Chaoyang forest

圖2 朝陽林區(qū)防火道路工程平面縮略圖Fig.2 Flat thumbnail of fire prevention road project in Chaoyang forest

圖3 朝陽林區(qū)防火道路工程半填半挖路段橫斷面圖Fig.3 Cross section view of half-filled and half-dug sections of fire prevention road project in Chaoyang forest

3.3 環(huán)保原則設(shè)計要點

堅持環(huán)保選線的原則，路線盡量布設(shè)于次生林山坡，避免占用林地和農(nóng)田；盡量繞避不良地質(zhì)災(zāi)害區(qū)，減少高填深挖路段，降低對原生植被的破壞；避讓沿線環(huán)境敏感點；充分考慮沿線環(huán)境和景觀因素，順勢而為，使道路融入自然。

設(shè)置路基邊溝、排水溝、截水溝和急流槽等路基路面排水設(shè)施，與橋梁、涵洞一起構(gòu)成完善的公路綜合排水系統(tǒng)，減少公路附近的水土流失和水資源污染。通過設(shè)計橋梁與涵洞，使在大明山生活的動物可自由地從橋梁與涵洞下方穿過，避免林區(qū)生態(tài)環(huán)境因修建道路出現(xiàn)分塊化、破碎化（圖4 ～5）。

圖4 朝陽林區(qū)防火道路工程K24+592橋梁Fig.4 K24+592 bridge of fire prevention road project in Chaoyang forest

圖5 朝陽林區(qū)防火道路工程K18+605涵洞Fig.5 K18+605 culvert of fire prevention road project in Chaoyang forest

在林區(qū)防火道路兩側(cè)或邊坡附近梯度較大的地方設(shè)置防護措施（護欄、擋墻、被動防護網(wǎng)和主動防護網(wǎng)等），防止出現(xiàn)坡面塌方、滑坡等情況。合理確定棄土方案，避免高填深挖，減少土石方數(shù)量；完善棄土場專項設(shè)計和沿線邊坡復綠專項設(shè)計，防止水土流失和生態(tài)破壞等次生災(zāi)害的出現(xiàn)。

3.4 經(jīng)濟適用原則設(shè)計要點

在確保通行安全和防火功能的前提下，優(yōu)化設(shè)計，通過方案比選尋找最合理的設(shè)計方案，降低建設(shè)成本。選用合適的材料，如當?shù)厣a(chǎn)和運距較短的材料，盡量避免選用特殊材料；采用標準跨徑等標準化結(jié)構(gòu)，減少異形結(jié)構(gòu)的使用，降低施工模板套數(shù)和施工難度；采用成熟簡易的施工工藝，盡量避免使用過于復雜或超出當?shù)厥┕な袌銎毡樗降氖┕すに?；選用經(jīng)濟性的技術(shù)和工裝設(shè)備，降低施工過程中的人工成本，節(jié)約工程造價。編制合理的施工計劃并嚴格執(zhí)行與推進，有助于控制工程質(zhì)量、工程進度和工程造價。

3.5 美觀原則設(shè)計要點

在林區(qū)防火道路的路基邊坡，采取植草、鋪草皮護坡等防護措施復綠，綠化和美化公路；邊坡為硬質(zhì)護坡時，種植攀援類植物進行遮擋，達到綠化和美化效果。

對大明山朝陽林區(qū)防火道路工程棄土場進行專項設(shè)計。進行地形整理，隨坡就勢，并修筑合理的排水系統(tǒng)；在整理后的棄土場，采用種植草本植物或灌木的方式進行綠化，恢復土場植被，使其與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)，美化道路，防止水土流失（圖6）。

圖6 朝陽林區(qū)防火道路工程棄土場Fig.6 Spoil ground of fire prevention road project in Chaoyang forest

進行合理的護欄與路面標線設(shè)計。道路路段內(nèi)的墻式護欄、波形護欄、立柱式輪廓標、附著式輪廓標及路面上的標線等對駕駛員有較好的視覺引導作用，對道路有較好的美化作用，可產(chǎn)生較好的視野感（圖7）。

圖7 朝陽林區(qū)防火道路工程輪廓標、標線Fig.7 Outline and marking of fire prevention road project in Chaoyang forest

4 結(jié) 論

在林區(qū)防火道路現(xiàn)行規(guī)范中，較強調(diào)標準和環(huán)保原則。林區(qū)防火道路的實際設(shè)計則更偏重標準和經(jīng)濟適用原則，對于規(guī)劃、環(huán)保和美觀原則的重視程度較低，在基本滿足道路技術(shù)指標和工程造價要求后，較少考慮林區(qū)的整體規(guī)劃設(shè)計、項目的環(huán)保專項設(shè)計和必要的景觀美化設(shè)計，加上施工建設(shè)不規(guī)范、項目監(jiān)管不到位和后期管養(yǎng)不重視等因素，常出現(xiàn)林區(qū)防火道路“有路卻不像路”的尷尬狀況。林區(qū)防火道路應(yīng)根據(jù)各林區(qū)自身特點和條件進行相應(yīng)設(shè)計，總體上遵循規(guī)劃、標準、環(huán)保、經(jīng)濟適用和美觀原則，因地制宜地進行詳細設(shè)計，做到總體安全可靠，細節(jié)貼合實際，最終形成通行能力和森林防火能力兼?zhèn)涞牧謪^(qū)防火道路設(shè)計。本研究對廣西林區(qū)防火道路在設(shè)計原則與要點提出建議，可為林區(qū)防火道路設(shè)計提供參考。在施工與運營階段嚴控質(zhì)量、科學管理，設(shè)計、施工、監(jiān)理和管養(yǎng)等多方共同努力，有助于建設(shè)出設(shè)計合理、質(zhì)量過硬、功能齊備且安全可靠的林區(qū)防火道路。

利益沖突：所有作者聲明無利益沖突。

作者貢獻聲明：樊祖振負責項目調(diào)查與設(shè)計和論文撰寫與修改；李長鋒負責數(shù)據(jù)收集與分析；于龍負責文獻檢索。