CN102852119B - 高寒山区滨湖铁路风沙危害综合防护体系 - Google Patents

Abstract

本发明涉及高寒铁路沿线风沙危害的综合治理，具体地说是针对青藏铁路途径湖泊地段风沙危害综合防护体系。它是由山坡沟道“锁边虑沙”格栅；拦水截留堤；低立式格状沙障配合高寒草地修复技术；阻沙栅栏；化学固沙剂、砾石覆盖和覆网，配合人工植被恢复技术五部分构成，构建了一个集防治坡面细沟侵蚀、阻沙、固沙与输沙为一体的综合防护体系，填补了高寒铁路风沙防治研究的盲区，拓宽了风沙防治研究领域，为青藏铁路风沙防治提供理论依据和技术储备。本发明遵循因地制宜、因害设防和就地取材的原则，开展高寒铁路风沙危害综合治理，对改善铁路沿线区域生态环境，加快西藏经济发展、巩固国防和进一步增强国力有着重要意义。

Description

高寒山区滨湖铁路风沙危害综合防护体系

技术领域

本发明涉及高寒铁路沿线风沙危害的综合治理，具体地说是针对青藏铁路途径湖泊地段风沙危害治理形成的综合防护体系。

背景技术

铁路风沙灾害由来已久，对其防治也进行了长期探索，并在铁路风沙危害机理及防治技术上取得了一定的成果。在我国内陆沙漠和沙漠化地区，对于铁路沿线风沙活动规律及其危害防治的研究已有40多年的历史，特别是对铁路风沙危害防治措施的研究，已积累了较为丰富和行之有效的成功经验，其防风固沙效益也十分显著。对于高寒山区铁路沿线风沙危害的治理，虽然有人进行过探索，但由于高寒铁路所处地域属高寒、大风、低压环境，风蚀冻融过程交互交错，其风沙运动规律和致灾机理与内陆低海拔干旱、半干旱沙漠戈壁区存在重大差异。对其风沙活动规律和风沙危害方式与性质认识不够，导致所设置的防护措施针对性不强，其防护效果不佳。总体来说，高寒铁路风沙危害防治研究在国内基本处于空白。

青藏铁路的全线贯通无疑是铁路史上的一项伟大壮举。青藏铁路是西藏通往内地的大动脉，事关西藏社会稳定，经济发展和国防安全。然而，除冻土问题外，铁路沙害已成为影响铁路运行的另一大安全隐患。据初步考察，在铁路运行仅一年的时间内，铁路沙害路段迅速扩展到270余公里，其中严重地段43公里，较重地段55公里，一般沙害地段170余公里。在2006年，铁道部就曾表示，青藏铁路沙害比预想的要严重，已经对线路基础造成威胁。可以预见，随着铁路沿线人类活动的增加和全球变暖导致的多年冻土退化，铁路沙害势必进一步加剧。

因此，开展高寒铁路风沙危害综合治理，对改善铁路沿线区域生态环境，加快西藏经济发展、巩固国防和进一步增强国力有着重要意义。

发明内容

为了解决高寒铁路沿线风沙流以及沙丘前移对铁路造成的危害，本发明提出一种“以固为主，固阻结合，远固、近漫”的整治措施，利用本措施，因地制宜对高寒山区滨湖铁路风沙危害进行了综合治理。实践证实：本技术措施的实施在青藏铁路沿线错那湖地段风沙危害防治中已初见成效。

本发明根据高寒铁路所处地域属高寒、大风、低压环境，风蚀冻融过程交互交错的特点，制定了以固为主，固阻结合，以工程措施为先导，最终以生物措施替代工程措施为目的的综合防治思路。具体地说，一是对铁路下风侧给错那湖提供沙源的山坡流动沙丘，对山坡河谷进行生物与工程措施锁边治沙，对流入错那湖的巴索曲河，在其适当位置建造拦沙坝，作用是固定沙源，拦截山坡沙物质进入湖区，防止给铁路提供沙源；分别选择喷灌和低压管道灌溉，进行人工植被恢复。二是在铁路上风侧，对湖岸流动、半固定沙丘采用覆网法和化学材料等固沙措施进行固定。湖周边设立禁牧网围栏，针对退化草地进行封育，辅助人工植被修复技术，加速植被恢复。三是在于湖盆、平沙地采用砾石覆盖，辅以人工植被抚育措施，固定地表流沙。四是对巴索曲特大桥附近采用水漫方法，保留、完善和加固现有拦沙坝体系，达到水沙动态平衡，防止湖内淤积和就地起沙。

综上所述，高寒山区滨湖铁路风沙危害综合防护体系，是根据区域地貌特点和风沙危害规律，遵循因地制宜、因害设防、就地取材的原则，采取“以固为主，固阻结合，远固、近漫”防治思路。综合防护体系构成主要由山坡沟道“锁边滤沙”格栅；拦水截留堤；低立式格状沙障配合高寒草地修复技术；阻沙栅栏；化学固沙剂、砾石覆盖和覆网，配合人工植被恢复技术配置实施，其特征是：

(a)山坡沟道“锁边滤沙”格栅是由可移动的矩形状混凝土块体格栅的凸台对凹槽拼接、组合而成；

(b)拦水截留堤是一沿铁路走向呈“U”字形沙堤，底部每隔3.0m留有偷水孔；

(c)低立式格状沙障配合高寒草地修复技术，低立式格状沙障设置在拦沙截留堤后留存一定距离的缓冲带上，设置蜂巢式固沙障，沙障后，采取人工植被修复技术，栽植披肩草、冷冻早熟禾和高寒针茅草；

(d)阻沙栅栏是由阻沙网和栅栏构成，在距防护区外，沿主害风向各设置阻沙网和栅栏，阻沙网孔隙度为40％，阻沙栅栏间距30m，阻沙网固定于间距为3.0m混凝土立柱上，立柱埋深50-100cm，立柱上下端和对角线均采用8#铁丝连接，构成固定阻沙栅栏框架，并在两侧45度角用铁丝拉线加固；

(e)化学固沙剂、砾石覆盖和覆网，配合人工植被恢复技术在铁路主害风向一侧湖滨处分别喷洒化学固沙剂，或采取砾石覆盖、或覆网措施覆盖沙质湖岸和坡下沙滩，并选择披肩草、冷地早熟禾高寒植物种，辅以人工植被抚育措施，固定地表流沙。

本发明的优点和产生的有益效果是：

本发明针对高寒铁路沿线风沙运动规律和致灾特点，铁路主害风向一侧依次采用拦沙截留堤、阻沙栅栏、化学固沙剂、砾石覆盖、覆网措施，配合人工植被恢复技术，构建了一个集防沙、阻沙、固沙与输沙为一体的综合防护体系，填补了高寒铁路风沙防治研究的盲区，拓宽了风沙防治研究领域，为高寒铁路风沙防治提供理论依据和技术储备。另外，该方法遵循因地制宜、因害设防的原则，利用山坡沟道“锁边虑沙”格栅、拦沙截留堤、缓冲带、阻沙带、固沙带和输沙带，阻止了风沙流运行途径，稳定了沙面，减小风沙流的危害，改善了铁路沿线区域生态环境；其次本发明所用材料——阻沙网及低立式固沙障均由浙江德利经编网业有限公司提供，这种防沙材料具有较强的抗拉性、抗腐蚀性和抗紫外线照射性能，能适应高寒地带低温、强紫外和大风等恶劣环境条件，防护寿命达5-10年左右。尤为重要的是，铁路沿线现场施工运输方便、操作快捷，“锁边虑沙”格栅拆卸方便，具有可移动性。拦沙截流堤和砾石覆盖措施因地取材，在防护区域能很快形成防护体系，发挥防护功效。防护体系建立后，活动沙面得到稳定，改善了土壤理化性质，有利于天然植被的恢复和生长。

附图说明

图1是本发明防护体系配置示意图

具体实施方式

本发明——高寒山区滨湖铁路沿线风沙危害综合防护体系已在青藏铁路错那湖路段风沙危害防治中得到应用，实践表明：本技术措施不仅产生了较高的铁路经济价值，而且对改善当地生态环境和社会经济状况起到促进作用。另外，该防风沙危害综合防治方法对其他高寒地区道路(诸如青藏公路)、输变线路、石油管道沿线风沙危害防治具有一定的借鉴和推广应用价值。

具体技术措施和设施布局如图1所示：

1、山坡沟道“锁边虑沙”格栅1的建立：①混凝土块体的制作，混凝土块体为矩形状，混凝土块体一侧呈凸台或凹槽，顶部有吊钓。单块混凝土块体格栅宽0.6m，高1.0m，孔隙度40％。单块混凝土块体由起重机吊钓，混凝土块体可随起重机吊臂移动组合。由多块混凝土块体凸台对凹槽拼接组合形成山坡沟道“锁边虑沙”格栅1，用作山洪爆发过程中坡面径流通过格栅进出堤内，尽可能减小雨水对山坡的冲击产生面蚀和新的细沟侵蚀；②在“锁边”山坡沟道，间隔5-8m，设置沉沙池，对洪水所携带的沙粒、土体等坡积物进行过滤，减少铁路主风害一侧滨湖地段风沙危害的沙源。③“锁边虑沙”格栅基础护坡，基础护坡宽度一般为3-5m。为防止基床和护坡地段沙土的流失，在格栅斜坡和沟道交汇处铺设层透水土工布。格栅混凝土块体的拼接组合，将制作好的混凝土块体运送到现场。顺山坡沟道走向，用起重机将每一块体沿护底基准线顺序摆放、凸台对凹槽对接，用水泥勾缝。山坡沟道“锁边虑沙”格栅的长度视铁路防护区域的大小的规模而定，一般应大于线性构筑物沙害分布的纵向距离。

2、拦水截留堤设置2在铁路主害风向一侧，紧靠铁路，是一沿铁路走向呈“U”字形沙堤，高5.0m，宽10.0m，长600m，底部每隔3.0m留有直径约20cm的偷水孔。并采用水漫方法，保留、完善和加固现有拦沙坝体系，达到水沙动态平衡，防止湖内淤积和就地起沙。

3、低立式格状沙障配合高寒草地修复体系3的建立：低立式格状沙障设置在拦沙截留堤后留存一定距离的缓冲带上，设置1m×1m蜂巢式固沙障，孔隙度40％，高度为20cm；根据布设的区域，先按1m×1m格点打桩，木桩长度约50cm，埋深30cm；将固沙网固定在木桩上，底部紧贴沙面；另外，当流沙地表固定，形成稳定的凹曲面时，采取人工植被修复技术，栽植披肩草、冷冻早熟禾和高寒针茅草。

4、阻沙栅栏4的设置：阻沙栅栏的设置在低立式格状沙障的外侧，是由阻沙网和栅栏构成，防治主向滨湖地段沙源对铁路造成风蚀沙埋。①根据风洞模拟实验结果，生产制备符合工程参数的阻沙栅栏，即，高度1.5m左右，孔隙度为40％，孔径约2.0mm。②阻沙栅栏一般在距防护区外约100m处，沿主害风向各设置3-5道长500m、高1.5m，阻沙网孔隙度为40％。③根据具体需要，阻沙栅栏可以设置多道，一般由5道即可满足防护要求。阻沙栅栏间距30m，阻沙网固定于间距为3.0m混凝土立柱上，立柱埋深50-100cm，立柱上下端和对角线均采用8#铁丝连接，构成固定阻沙栅栏框架，并在两侧45度角用铁丝拉线加固。

5、化学固沙剂、砾石覆盖和覆网，配合人工植被恢复5措施：①化学固沙剂(见ZL：200510042962.4)，在铁路主害风向一侧阻沙栅栏5的外围分别喷洒化学固沙剂和采取覆网措施来固定沙面。DST是一种有机的复合型化学粘结剂，每平方米用固沙粘合剂为2公斤(含125g固剂)，加温水3000g稀释，充分搅拌后，采用容量为2.1吨/小时齿轮泵均匀喷洒，喷洒固沙粘合剂稀释液厚度为3mm。②覆网措施，材料孔隙度为55％左右，孔径约1.5×1.5mm。施工时，先将防护区沙面整平，然后将覆网材料平铺于沙面，每平方米格点用T型钉固定即可。在海岸地带，T型钉用竹子制作，一般将竹竿的横断面沿十子交叉型劈为4瓣，每瓣削成T字型钉，打进地面即可稳定覆网。③砾石覆盖措施，砾石材料用片块状砾石，直径约3-5cm，形成人工风沙均衡戈壁，戈壁盖度50％左右。④人工植被恢复技术，选择披肩草、冷地早熟禾等高寒植物种，辅以人工植被抚育措施，固定地表流沙。

Claims (1)

1.一种适合于高寒山区滨湖铁路风沙危害综合防护体系，主要由山坡沟道“锁边滤沙”格栅(1)；拦水截留堤(2)；低立式格状沙障配合高寒草地修复技术(3)；阻沙栅栏(4)；化学固沙剂、砾石覆盖和覆网，配合人工植被恢复技术(5)配置，其特征是：

(a)山坡沟道“锁边滤沙”格栅(1)是由可移动的矩形状混凝土块体格栅的凸台对凹槽拼接、组合而成；

(b)拦水截留堤(2)是一沿铁路走向呈“U”字形沙堤，底部每隔3.0m留有直径约20cm的透水孔；

(c)低立式格状沙障配合高寒草地修复技术，低立式格状沙障设置在拦水截留堤后留存一定距离的缓冲带上，设置蜂巢式固沙障，沙障后，采取人工植被修复技术，栽植披肩草、冷冻早熟禾和高寒针茅草；

(d)阻沙栅栏(4)是由阻沙网和栅栏构成，在距防护区外，沿主害风向设置阻沙网和栅栏，阻沙网孔隙度为40％，阻沙栅栏间距30m，阻沙网固定于间距为3.0m混凝土立柱上，立柱埋深50-100cm，立柱上下端和对角线均采用8#铁丝连接，构成固定阻沙栅栏框架，并在两侧45度角用铁丝拉线加固；

(e)化学固沙剂、砾石覆盖和覆网，配合人工植被恢复措施(5)在铁路主害风向一侧湖滨处分别喷洒化学固沙剂和采取砾石覆盖或覆网措施覆盖沙质湖岸和坡下沙滩，并选择披肩草、冷地早熟禾高寒植物种，辅以人工植被抚育措施，固定地表流沙。