CN203270470U

CN203270470U - 一种适用于高原河流宽谷地段铁路风沙综合防治设施结构

Info

Publication number: CN203270470U
Application number: CN 201320040124
Authority: CN
Inventors: 张克存; 屈建军; 安志山; 韩庆杰
Original assignee: Cold and Arid Regions Environmental and Engineering Research Institute of CAS
Current assignee: Cold and Arid Regions Environmental and Engineering Research Institute of CAS
Priority date: 2013-01-25
Filing date: 2013-01-25
Publication date: 2013-11-06
Anticipated expiration: 2023-01-25

Abstract

本实用新型涉及一种适用于高原河流宽谷地段铁路风沙综合防治设施结构，包括：宽谷滚水坝；岸坡檐式T型挡沙墙；高立式V型消能防风阻沙栅栏；化学固沙、覆网与人工植被修复区，并设置在距离铁路与宽谷桥梁外围宽谷岸坡上。本实用新型遵循因地制宜、因害设防的原则，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，填补了高原铁路风沙防治技术的盲区，为高原宽谷河流地段铁路风沙防治提供理论依据和技术储备。本实用新型已在青藏铁路沱沱河宽谷路段风沙危害防治中得到应用，不仅产生了较高生态和经济效益，而且对确保青藏铁路的安全运营和改善当地生态环境起到促进作用。

Description

一种适用于高原河流宽谷地段铁路风沙综合防治设施结构

技术领域

本实用新型涉及地跨河流宽谷地段的高原铁路沿线风沙危害的综合治理，是针对青藏铁路途径宽谷地段防风固沙综合防护结构。

背景技术

风沙危害一直是困扰沙区道路建设和安全运营的主要因素。铁路风沙灾害由来已久，19世纪80年代末，里海东岸铁路沙害问题迫使科学界不得不将防沙工程提到议事日程。20 世纪50年代以来，随着沙漠地区的开发建设，我国铁路交通得到了迅速发展。经过长期工程实践，我国在内陆沙漠和沙漠化地区的铁路修筑与沙害防治工作上都取得了世界瞩目的成就，积累了较为丰富和行之有效的成功经验，其防风固沙效益十分显著，引领国际铁路防沙治沙技术研究。目前，高寒山区铁路沙害问题认识才刚刚起步。而且由于所处独特的地域环境：高寒低气压、干旱多大风、风蚀冻融作用相互交错，其风沙运动规律和致灾机理与内陆沙漠地区存在重大差异。致使高原铁路风沙危害的综合治理更加复杂和困难，虽然有人进行过探索，但由于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，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。

青藏铁路格拉段全长1142 km，穿越高原腹地，地跨昆仑山、唐古拉山和众多河流宽谷。随着青藏铁路全线开通，沙害问题的凸现和日益严重，风沙灾害及其防治成为继冻土问题后影响铁路安全运营的主要环境问题之一。目前，青藏铁路沿线沙害路段约200 km，其中严重路段43 km。铁路沙害正呈现出迅速增长的趋势，从2003年的48处增加到目前的90多处，主要分布在红梁河、秀水河、北麓河、沱沱河等宽谷河流等地。随着铁路沿线人类活动的加剧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。

青藏铁路是西藏通往内地的大动脉，对完善我国交通运输体系、促进西藏和青海等少数民族地区的经济发展、改善农牧民生活条件和保障国防安全具有十分重要的作用。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

为了解决高原宽谷河流地段铁路沿线风沙流以及沙丘前移对铁路造成的危害，本实用新型的目的在于提供一种适用于高原河流宽谷地段铁路风沙综合防治设施结构。该布局采用“以固为主、固阻结合，远阻、近固、中漫”的整治方针，以生态保护和人工修复为主、工程措施为辅，因地制宜、因势利导对高原宽谷地段铁路沿线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沱沱河宽谷地段风沙危害防治中已初见成效。

本实用新型的目的是这样实现的

一种适用于高原河流宽谷地段铁路风沙综合防治设施结构，包括滚水坝；岸坡檐式T型挡沙墙；高立式V型消能防风阻沙栅栏；化学固沙、覆网与人工植被修复区，其特征是：

一种适用于高原宽谷河流地段铁路风沙综合防治结构布局，其特征是：包括滚水坝；岸坡檐式T型挡沙墙；高立式V型消能防风阻沙栅栏；化学固沙、覆网与人工植被修复区；

（a）滚水坝设置在铁路与宽谷桥梁上游宽谷河道处，根据回水面积，设置滚水坝，间距500 m，长度为河床宽度，由可移动的“榫卯式”混凝土块体凹凸拼接、组合而成，

(b) 檐式T型挡沙墙：设置在铁路与宽谷桥梁外宽谷岸坡上，底面倾角为30度，采用六边形地板砖自宽谷底部修砌至河岸，或将河岸土体修正为倾角为30度的平缓坡面，用土工布施工；檐体采用疏透度为30%的格栅式结构，与挡沙墙斜坡交角为60度，檐长30-50 cm；

（c）高立式V型消能防风阻沙栅栏设置在铁路与宽谷桥梁外的河岸上，阻沙栅栏长200-500m、高1.2 m；阻沙网孔隙度采用“下密上疏”式结构；

（d）化学固沙、覆网与人工植被修复区；设置在距离铁路与宽谷桥梁上游宽谷外围的平坦沙地上，在铁路主害风向距离铁路1000 m内的平台沙地分别喷洒化学固沙剂和采取覆网措施；人工植被恢复区，辅以人工植被抚育措施，固定地表流沙。

本实用新型的优点和产生的有益效果是：

本实用新型针对高寒宽谷河流地段铁路沿线风沙运动规律和“风旱同季”的致灾特点，铁路主害风向一侧宽谷中设置2道滚水坝，增大干旱枯水季河道的水域面积，达到区域水沙动态平衡，减轻宽谷风沙对铁路的威胁。在宽谷岸坡内侧设置檐式T型挡沙墙，减少旱季河床沙粒向河岸的输送，将之阻截于河道边缘，最终目的是利用洪水期，将枯水期阻滞到河道的干沙在水流作用下携带至铁路危害区域之外，有效防止河床起沙，减轻宽谷地段风沙对铁路的二次危害。本实用新型遵循因地制宜、因害设防的原则，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，填补了高原铁路风沙防治技术的盲区，为高原宽谷河流地段铁路风沙防治提供理论依据和技术储备。另外，本实用新型所用材料——阻沙栅栏及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，通过滚水坝增大干旱枯水季河道的水域面积，改善了区域土壤理化性质，使活动沙面得到稳定，有利于天然植被的恢复和生长。

附图说明

图1是本实用新型防护体系配置示意图

图中： 1、铁路；2、宽谷桥梁；3、宽谷河道；4、檐式T型挡沙墙；5、滚水坝；6、防风阻沙栅栏；7、化学固沙、覆网措施配合人工植被恢复区

图2为图1中“榫卯式”混凝土块示意图。

具体实施方式

—种高原河流宽谷地段铁路沿线风沙危害综合防护体系已在青藏铁路沱沱河宽谷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生态和经济效益，而且对确保青藏铁路的安全运营和改善当地生态环境起到促进作用。另外，该风沙危害综合防治方法对其他宽谷河流地段道路（青藏公路、兰新铁路、临策铁路）沿线风沙危害防治具有一定的借鉴和推广应用价值。为了使本领域的技术人员能够清楚理解本实用新型的技术方案,下面，本实用新型以青藏铁路沱沱河宽谷段为例，并结合附图对的具体实施方式再作进一步说明:

如图1所示：一种适用于高原河流宽谷地段铁路风沙综合防治设施结构，包括：（a）宽谷滚水坝5；（b）坡檐式T型挡沙墙4；(c)高立式V型消能防风阻沙栅栏6；(d)化学固沙、覆网措施配合人工植被修复区。

（a）滚水坝5设置在支流进入宽谷河道3，据回水面积，设置2-3道滚水坝，间距500 m，宽谷滚水坝5由可移动的“榫卯式”混凝土块体凹凸拼接、组合而成，用水泥勾缝。顺宽谷沟道走向，沿护底基准线顺序摆放。混凝土块体为梯形状，底宽1.2 m，顶宽0.6 m，坝高1.5 m，单块长1.8 m，并且在每个混凝土块体距离底部0.5 m处留存一个直径为40 cm的过水孔，以防洪水过程中对滚水坝的冲击破坏。

(b)檐式T型挡沙墙4：设置在距离铁路1与宽谷桥梁2 1000 m外宽谷岸坡上，底面倾角为30度，采用六边形地板砖自宽谷底部修砌至河岸，或者将河岸土体修正为倾角为30度的平缓坡面，用土工布施工，确保坡面平滑。其目的主要是拦截宽谷沙粒，将枯水期裸露于河床的干沙阻滞到河道，在洪水期水流又将阻隔于挡沙墙内的沙粒携带，有效防止河床起沙，减轻宽谷地段风沙对铁路的二次危害。另外，为了达到阻沙消能又不至于使檐体受到破坏的目的，檐体采用疏透度为30%的格栅式结构，与挡沙墙斜坡交角为60度。檐长30-50 cm，具体视挡沙墙的坡面长度而定，坡面较长时，檐体的长度应增加。

（c）高立式檐式T型挡沙墙6设置在距离铁路1与宽谷桥梁2 1000 m外围的河岸上，阻沙栅栏长200-500m、高1.2 m。阻沙网孔隙度采用“下密上疏”式结构，紧靠地面20 cm内为密实性固沙板，阻沙网底部孔隙度为30%，高0.5 m；顶部孔隙度为50%，高0.7 m。阻沙栅栏设置多道，一般设置2-3道即可满足防护要求。阻沙栅栏间距50阻沙网下沿与紧密固沙板锁扣链接，阻沙网固定于间距为3.0 m立柱上，立柱埋深50-100 cm，立柱采用直径为15-20 cm的园木，立柱上下端和对角线均采用尼龙绳连接，构成固定阻沙栅栏框架，并在两侧45度角用尼龙绳加固；

（d）化学固沙、覆网与人工植被修复区

ⅰ化学固沙、覆网与人工植被修复区7设置在距离铁路1与宽谷桥梁2上游宽谷外围的平坦沙地上。在铁路主害风向距离铁路1000 m内的平台沙地分别喷洒化学固沙剂DST（见ZL:200510042962.4）和采取覆网措施，防止就地起沙、稳定沙面，减小风沙流对铁路危害。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 kg（含125 g固剂），加温水3000 g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3 mm；

ⅱ 覆网措施，材料孔隙度为55%左右，孔径约1.5×1.5 mm。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。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部分，每一部分削成T字型钉，打进地面即可稳定覆网；

ⅲ 固沙障的扎设：在铁路两侧1000 m范围内的平坦沙质地表或沙化草地上铺设1m×1m、孔隙度为35%的蜂巢式固沙障，高度为20 cm。根据保护区域，先按1×1m格点打桩，木桩长度约50 cm，埋深30 cm，再将固沙网缠绕固定在木桩上，底部紧贴沙面即可；

ⅳ人工植被恢复区，针对青藏高原地域环境，选择乡土植物种披肩草、紫花针茅、冷地早熟禾和矮蒿草等高寒植物种，辅以人工植被抚育措施，固定地表流沙。

Claims

1.一种适用于高原河流宽谷地段铁路风沙综合防治设施结构，包括滚水坝（5）；岸坡檐式T型挡沙墙（4）；高立式V型消能防风阻沙栅栏（6）；化学固沙、覆网与人工植被修复区（7），其特征是：

（a）滚水坝（5）设置在铁路（1）与宽谷桥梁（2）上游宽谷河道（3）处，根据回水面积，设置滚水坝，间距500 m，长度为河床宽度，由可移动的“榫卯式”混凝土块体凹凸拼接、组合而成；

(b) 檐式T型挡沙墙（4）：设置在铁路（1）与宽谷桥梁（2）外宽谷岸坡上，底面倾角为30度，采用六边形地板砖自宽谷底部修砌至河岸，或将河岸土体修正为倾角为30度的平缓坡面，用土工布施工；檐体采用疏透度为30%的格栅式结构，与挡沙墙斜坡交角为60度，檐长30-50 cm；

（c）高立式V型消能防风阻沙栅栏（6）设置在铁路（1）与宽谷桥梁（2）外的河岸上，阻沙栅栏长200-500m、高1.2 m；阻沙网孔隙度采用“下密上疏”式结构；

（d）化学固沙、覆网与人工植被修复区（7）；设置在距离铁路（1）与宽谷桥梁（2）上游宽谷外围的平坦沙地上，在铁路主害风向距离铁路1000 m内的平台沙地分别喷洒化学固沙剂和采取覆网措施；人工植被恢复区，辅以人工植被抚育措施，固定地表流沙。