CN107231913A - 风沙综合防治方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种风沙综合防治方法，属于风沙防治领域。主要包括以下步骤：a.在道路的路基旁沿道路设置砾石固结带；b.在砾石固结带的前侧设置沟槽，并在沟槽内设置防风林带；c.在防风林带的前侧设置混合固沙带；d.在混合固沙带的前侧设置针茅草植带；e.在针茅草植带的前侧设置网格沙障，网格沙障包括网格状的阻沙网；f.在网格沙障的前侧设置防风阻沙障，防风阻沙障包括多个防风阻沙装置。通过上述方法，构建了一个风沙防护体系，活动沙面得到稳定，阻止了风沙流运行途径，稳定了原生沙丘表面，减小风沙流的危害，有利于天然植被的恢复和人工植被的生长，同时改善公路沿线防护区域内的土壤理化性质和生态环境。

Description

风沙综合防治方法

技术领域

本发明涉及风沙防治领域，具体而言，涉及一种风沙综合防治方法。

背景技术

风沙危害一直是困扰沙区道路工程建设和安全运营的主要因素。随着西部开发战略推进和国防交通干线建设加快，沙区道路工程面临的风沙问题愈加突出，部分路段风沙危害已严重影响行车安全。

中国是全球沙区铁路分布里程最长的国家，累计长度约1.5×104km，主要集中在西北地区，且不同程度地面临风沙威胁，部分线路受风沙危害长度高达30％以上。新近通车运营的兰新高铁、青藏铁路、拉日铁路和南疆铁路等均不同程度地遭受风沙威胁。早在20世纪50年代，穿越腾格里沙漠东南缘流动沙丘的包兰铁路，开启我国道路工程风沙危害防治的先河。20世纪90年代，开通了穿越世界第二大流动沙漠塔克拉玛干沙漠的公路。防治公路沙害并进行流沙的固定长期以来一直是道路工程风沙防治的重要内容。随着沙区公路建设的高速发展，尤其是西部高等级公路建设步伐的加快和国家高速公路网“纵横结构”体系的日益完善。沙区高等级公路风沙危害及防治面临新的挑战，京新高速、榆靖高速和策克高等级公路等都不同程度的受到风沙的威胁。青藏高速公路、乌玛高速公路、南疆高等级公路等部分区段必将穿越或毗邻沙漠环境，要求有快速、高标准的风沙防治工程保障道路工程建设与安全运营。

鉴于此，提供一种兼具“防风固沙”和“林带建植”的风沙综合防护方法，对于阻截沙丘路段风沙对道路工程的侵袭并保障其安全运营至关重要。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种风沙综合防治方法，利用该方法能够对风沙进行“远阻近固”，从而建立一个兼具“防风固沙”和“林带建植”的风沙综合防护。

本发明是这样实现的：

一种风沙综合防治方法，用于沙丘路段道路，包括：

a.在道路的路基旁沿所述道路设置砾石固结带；

b.在所述砾石固结带的前侧设置沟槽，并在所述沟槽内设置防风林带；

c.在所述防风林带的前侧设置混合固沙带，所述混合固沙带包括灌草；

d.在所述混合固沙带的前侧设置针茅草植带；

e.在所述针茅草植带的前侧设置网格沙障，所述网格沙障包括网格状的阻沙网；

f.在所述网格沙障的前侧设置防风阻沙障，所述防风阻沙障包括多个防风阻沙装置。

作为优选，所述防风阻沙装置包括立柱和阻沙网，所述阻沙网与所述立柱连接；所述阻沙网为波浪状，形成多个凹槽。

作为优选，所述凹槽平行于所述立柱延伸；所述阻沙网包括固定阻沙单元和滑动阻沙单元，所述立柱的侧壁上设置有滑槽，所述滑槽平行于所述立柱延伸；

所述固定阻沙单元与所述立柱的底部连接，所述滑动阻沙单元与所述滑槽滑动连接；所述滑动阻沙单元的底部设置有钩锁，所述固定阻沙单元的上部设置有连接部；所述滑动阻沙单元沿所述滑槽滑动时，所述钩锁能够勾住所述连接部；

所述防风阻沙装置还包括起吊装置，所述起吊装置与所述滑动阻沙单元连接。

作为优选，所述起吊装置包括动滑轮组、定滑轮、绕绳轮、拉绳、减速器和风杯；

所述动滑轮组与所述滑动阻沙单元连接，所述定滑轮与所述立柱连接，所述绕绳轮与所述减速器的输出轴连接，所述风杯与所述减速器的输入轴连接；

所述拉绳缠绕在所述绕绳轮上，并通过所述定滑轮与所述动滑轮组连接。

作为优选，所述滑动阻沙单元的底部设置拉伸弹簧，所述拉绳弹簧一端与所述滑动阻沙单元连接，另一端与所述立柱的底部连接。

作为优选，所述滑动阻沙单元的的孔径大于所述固定阻沙单元的孔径。

作为优选，所述防风阻沙装置还包括斜拉筋地锚，所述斜拉筋地锚一端与所述立柱的上部连接，另一端与地面连接。

作为优选，所述混合固沙带还包括盖网，所述盖网为格子状，所述灌草设置在所述格子内。

作为优选，所述砾石固结带的具体方法包括：用固沙粘合剂加温水稀释，搅拌后，采用齿轮泵均匀喷洒。

作为优选，步骤b具体为以路基坡脚为界，使用挖掘机挖出倒梯形凹槽，开挖土堆置于远离路基一侧，并喷洒化学固沙剂，使其形成阻沙堤；在沟内种植梭梭、柠条或柽柳。

本发明的有益效果是：

本发明通过上述设计得到的风沙防治方法，采用了“远阻近固”的原理，在距离路基较远的地方设置防风阻沙障，对风沙进行初步阻挡，阻截近地表风沙流，稳定沙面，减小风沙流危害；并通过高立式大网格沙障进一步阻挡，促使“前沿阻沙堤”的快速形成，从而牵制原生沙丘沿防护体系的纵向延伸，实现近地表风沙输移动态平衡，达到借助自然之力治理风沙危害的目的；此时，能够通过这两道阻挡的砂砾已经比较少。然后，通过针茅草植带对地面上的沙土进行固定，通过混合固沙带对进一步固定沙土和阻挡风沙；沟槽及沟槽内的防风林带可以方便有效提高干旱半干旱地区降水资源的利用率，降低对地下水等地表水的过度依赖，防治土地次生盐渍化，节约人力和经济成本。

通过上述方法，构建了一个风沙防护体系，活动沙面得到稳定，阻止了风沙流运行途径，稳定了原生沙丘表面，减小风沙流的危害，有利于天然植被的恢复和人工植被的生长，同时改善铁路沿线防护区域内的土壤理化性质和生态环境。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明实施方式提供的通过风沙综合防护方法制成的风沙防护体系的俯视图；

图2是本发明实施方式提供的风沙防护装置的结构示意图；

图3是本发明实施方式提供的立柱的横截面示意图；

图4是本发明实施方式提供的图2的俯视图；

图5是本发明实施方式提供的图2的局部视图；

图6是本发明实施方式提供的绕绳轮的结构示意图。

图标：100-防风阻沙装置；110-立柱；112-滑槽；120-阻沙网；122-固定阻沙单元；124-滑动阻沙单元；130-起吊装置；131-动滑轮组；132-定滑轮；133-绕绳轮；134-拉绳；135-减速器；136-风杯。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例：

本实施例提供了一种风沙综合防治方法，通过该方法建立是风沙综合防治体系大致如图1，该方法主要包括以下步骤：

a.在道路的路基旁沿道路设置砾石固结带。具体步骤为在道路工程边坡分别喷洒化学固沙剂和砾石覆盖措施，每平方米用固沙粘合剂为1.5公斤，加温水2500g稀释，充分搅拌后，采用齿轮泵均匀喷洒，喷洒固沙粘合剂稀释液厚度约为3mm。

b.在砾石固结带的前侧设置沟槽，并在沟槽内设置防风林带；沟槽位于路基边坡前缘，截面呈倒梯形，下底宽4m，深1.5m。其中梯形的一腰为路基边坡，坡上喷撒化学固沙剂并加以砾石覆盖，另外一腰长3m，坡上直接喷撒化学固沙剂；并在沟槽内种植树木。

c.在防风林带的前侧设置混合固沙带。混合固沙带包括灌草和半隐蔽式格状沙障；宽度为80m，设置在覆网之后的平坦沙面上，规格为1m×1m，孔隙度45％，高度为30cm，并在格状沙障内种植梭梭、柠条和红柳等沙生灌木。

d.在混合固沙带的前侧设置针茅草植带；针茅草植带上覆盖有覆网，宽度为40m，覆网材料孔隙度为50％-60％左右，孔径约1.5-1.8mm。

e.在针茅草植带的前侧设置网格沙障，网格沙障包括网格状的阻沙网120。网格沙障的网高1.5m，规格为6m×6m网格，孔隙度为40％左右，根据沙害等级，一般设置2-4排。

f.在网格沙障的前侧25米处设置防风阻沙障，防风阻沙障包括多个防风阻沙装置100，防风阻沙装置100依次排开形成防风阻障。防风阻沙障设置在迎风侧距路基约200m处，与道路工程主体走向平行，一般设置在原生沙丘迎风坡2/3以上位置处，高度为2.0m。根据道路工程所处路段风沙环境的强弱，一般设置2-3道，相邻间隔为20-30m，沙障孔隙度自下而上逐步由30％增加至50％，沙障孔径由1.2mm逐渐增高至8mm。

如图2，防风阻沙装置100包括立柱110、阻沙网120和起吊装置130。立柱110与地基垂直连接，阻沙网120设置在两根立柱110之间。阻沙网120包括固定阻沙单元122与滑动阻沙单元124，固定阻沙单元122与立柱110的底部固定连接；滑动阻沙单元124的上部与起吊装置130连接。起吊装置130能够吊起滑动阻沙单元124，使得滑动阻沙单元124相对于立柱110和固定阻沙单元122滑动，从而提高整个防风阻沙装置100的高度。

如图2和图3，立柱110的截面形状整体为矩形，在一侧设置有滑槽112，滑槽112沿立柱110的长度方向延伸，用于滑动阻沙单元124的安装。滑动阻沙单元124的侧边安装在滑槽112中，可以沿滑槽112自由滑动。

如图4，阻沙网120整体上为波浪状，为了使得滑动阻沙单元124可以相对于固定阻沙单元122滑动，本实施例中阻沙网120波浪的凹槽沿立柱110延伸，即与滑动阻沙单元124的运动方向一致。滑动阻沙单元124在没有受到起吊装置130的拉力时，滑动阻沙单元124与固定阻沙单元122叠加放置，即滑动阻沙单元124与固定阻沙单元122重合。另外，固定阻沙单元122的上部的边上设置有连接部(图中未示出)，连接部为环状结构；滑动阻沙单元124的底部设置有钩锁。当滑动阻沙单元124的底部运动到固定阻沙单元122的上部时，滑动阻沙单元124的钩锁钩到固定阻沙单元122的连接部，从而滑动阻沙单元124不能继续朝上运动，防止滑动阻沙单元124与固定阻沙单元122之间产生间隙。为了使得滑动阻沙单元124可以更好地自动复位，在滑动阻沙单元124的底部设置有拉绳134弹簧，拉绳134弹簧的一端与滑动阻沙单元124连接，另一端与立柱110的底部或地基连接。

如图5和图6，起吊装置130包括动滑轮组131、定滑轮132、绕绳轮133、拉绳134、减速器135和风杯136。定滑轮132设置在立柱110的顶部，动滑轮的吊钩与滑动阻沙单元124连接。风杯136与减速器135的输入轴连接，构成了起吊装置130的驱动部件。驱动部件与立柱110连接。绕绳轮133为一圆柱结构，与减速器135的输出轴连接。拉绳134将动滑轮组131、定滑轮132和绕绳轮133连接在一起。减速器135可以采用锥齿轮减速器，风杯136可以直接购买。

另外，为了保证立柱的稳定性，防风阻沙装置还设置了斜拉筋地锚，斜拉筋地锚一端与所述的上部连接，另一端与地面连接。

整个防风阻沙障的工作原理如下：

由于戈壁滩上的风力变化比较大，风力大的时候，砂砾的流动高度比较高，此时应该提高防风阻沙障的高度，以减少从防风阻沙障的上部流过的砂砾。风力比较小的时候，大部分砂砾都沿地表流动，直接作用于防风阻沙障的底部，对底部的冲击比较大；此时，降低防风阻沙障的高度，即将滑动阻沙单元124放下与固定阻沙单元122重合，共同抵挡砂砾的冲击力，可以防止阻沙网120的损坏。

当风杯136受到的风力的时候，风杯136转动，并且通过减速器135带动绕绳轮133收绳，从而将滑动阻沙单元124提起。由于滑动阻沙单元124通过拉伸弹簧与立柱110连接，当弹簧的拉力与起吊装置130的拉力平衡时，滑动阻沙单元124停止运动。当风力大的时候，风杯136受到的风力比较大，起吊装置130的拉力比较大，可以将滑动阻沙单元124提升地较高。从而起吊装置130可以根据风力的大小自动调节整个阻沙网120的高度。

通过本发明提供的方法制作的风沙防护体系的有益效果还包括：由于将阻沙网120设置成了波浪状，并且网格孔径由下至上逐渐增大，形成了上疏下密结构，在降低削弱风速的同时，有效打破湍流，不仅可有效阻截近地表风沙流运移，稳定沙面，减小风沙流危害，还能分离调控过境气流，增大耗散系数，降低风能。

需要说明的是，本实施例所提到的前侧是指的是以道路为参考物，远离道路的物品在靠近道路的物品的前侧。

以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种风沙综合防治方法，用于沙丘路段道路，其特征在于，包括：

a.在道路的路基旁沿所述道路设置砾石固结带；

b.在所述砾石固结带的前侧设置沟槽，并在所述沟槽内设置防风林带；

c.在所述防风林带的前侧设置混合固沙带，所述混合固沙带包括灌草；

d.在所述混合固沙带的前侧设置针茅草植带；

e.在所述针茅草植带的前侧设置网格沙障，所述网格沙障包括网格状的阻沙网；

f.在所述网格沙障的前侧设置防风阻沙障，所述防风阻沙障包括多个防风阻沙装置。

2.根据权利要求1所述的风沙综合防治方法，其特征在于，所述防风阻沙装置包括立柱和阻沙网，所述阻沙网与所述立柱连接；所述阻沙网为波浪状，形成多个凹槽。

3.根据权利要求2所述的风沙综合防治方法，其特征在于，所述凹槽平行于所述立柱延伸；所述阻沙网包括固定阻沙单元和滑动阻沙单元，所述立柱的侧壁上设置有滑槽，所述滑槽平行于所述立柱延伸；

所述固定阻沙单元与所述立柱的底部连接，所述滑动阻沙单元与所述滑槽滑动连接；所述滑动阻沙单元的底部设置有钩锁，所述固定阻沙单元的上部设置有连接部；所述滑动阻沙单元沿所述滑槽滑动时，所述钩锁能够勾住所述连接部；

所述防风阻沙装置还包括起吊装置，所述起吊装置与所述滑动阻沙单元连接。

4.根据权利要求3所述的风沙综合防治方法，其特征在于，所述起吊装置包括动滑轮组、定滑轮、绕绳轮、拉绳、减速器和风杯；

所述动滑轮组与所述滑动阻沙单元连接，所述定滑轮与所述立柱连接，所述绕绳轮与所述减速器的输出轴连接，所述风杯与所述减速器的输入轴连接；

所述拉绳缠绕在所述绕绳轮上，并通过所述定滑轮与所述动滑轮组连接。

5.根据权利要求4所述的风沙综合防治方法，其特征在于，所述滑动阻沙单元的底部设置拉伸弹簧，所述拉绳弹簧一端与所述滑动阻沙单元连接，另一端与所述立柱的底部连接。

6.根据权利要求3所述的风沙综合防治方法，其特征在于，所述滑动阻沙单元的的孔径大于所述固定阻沙单元的孔径。

7.根据权利要求2所述的风沙综合防治方法，其特征在于，所述防风阻沙装置还包括斜拉筋地锚，所述斜拉筋地锚一端与所述立柱的上部连接，另一端与地面连接。

8.根据权利要求1所述的风沙综合防治方法，其特征在于，所述混合固沙带还包括盖网，所述盖网为格子状，所述灌草设置在所述格子内。

9.根据权利要求1所述的风沙综合防治方法，其特征在于，所述砾石固结带的具体方法包括：用固沙粘合剂加温水稀释，搅拌后，采用齿轮泵均匀喷洒。

10.根据权利要求1所述的风沙综合防治方法，其特征在于，步骤b具体为以路基坡脚为界，使用挖掘机挖出倒梯形凹槽，开挖土堆置于远离路基一侧，并喷洒化学固沙剂，使其形成阻沙堤；在沟内种植梭梭、柠条或柽柳。