CN203977312U - 一种用于兰新铁路第二双线的等腰梯形防风堤 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于兰新铁路第二双线的等腰梯形防风堤，其特征在于：防风堤横断面为倾角45°，高8m，上底宽4.3m，下底宽20.3m的等腰梯形，防风堤纵向延伸长度与典型沙害路段高铁路基长度相当，在防风堤一侧上风向设置截沙沟，截沙沟与防风堤的间距为8m。本实用新型就地取材，可利用挖采截沙沟的弃土和弃沙堆砌成防风堤，还可以选用兰新铁路第二双线修筑路基过程中的弃土和弃石，以最小的经济成本换取保护被防护物体的最大效益，同时防风堤修筑简单，施工周期短，维护容易。

Description

一种用于兰新铁路第二双线的等腰梯形防风堤

技术领域

本实用新型属于风沙防护工程技术领域，具体地说是一种用于兰新铁路第二双线的等腰梯形防风堤。

背景技术

防沙工程的进步、革新与沙漠区的工农业生产、交通建设以及建筑物保护等具有密切联系。随着经济的不断发展，人类活动的领域逐渐扩大，区域之间的联系逐渐密切，使得不同区域间建立发达的交通网进行连接成为趋势，这些需求对高寒干旱地区交通线路的发展起到了推动作用。经过几代科研人员的艰苦努力，在借鉴前人成功经验和失败教训的基础上，我国防沙工程取得了显著的成绩。在开展大量铁路防沙研究和生产活动的同时，积累了丰富的科研成果和实践经验，保障了交通线路在风沙危害区段的正常运营，为促进区域经济发展和维护民族安定团结做出了重大贡献。

兰新铁路第二双线是我国境内第一条位于西北戈壁地区的高速铁路，经度跨度大，且所经区域环境相对恶劣，生态脆弱，自然条件较差，途经地区多以碎石类土为主，土壤养分贫瘠，荒漠化十分严重。以上限制因素使得生物措施在该区域难以实施，同时该区风沙危害较为严重，其他诸如阻沙栅栏、高立式沙障等工程措施易被破坏，使用周期短。可见研发出一种受外界环境影响小、使用周期长的防护工程成为必要。

防风堤作为阻沙、导沙工程的一部分，一般位于防护体系的阻沙带，其作用原理是增大对风沙流阻力，对风沙流进行阻滞消能，令风沙流减速和沙土颗粒沉积。

发明内容

为了更好地发挥防风、阻沙的防护效益，本实用新型的目的在于提供一种用于兰新铁路第二双线的等腰梯形防风堤，并开展了防沙效应的风洞积沙实验,探讨了其防沙机理,从而为防风堤的结构优化及应用提供理论依据。 

本实用新型的目的是通过以下措施来实现：

一种用于兰新铁路第二双线的等腰梯形防风堤，梯形防风堤横断面为倾角45°，高8m，上底宽4.3m，下底宽20.3m的等腰梯形，梯形防风堤纵向延伸长度与典型沙害路段高铁路基长度相当，在防风堤一侧上风向设置截沙沟，截沙沟与防风堤的间距为8m。

本实用新型的优点和产生的有益效果是： 

1、实用新型设计的等腰梯形防风堤防护效益的发挥主要靠的是迎风坡对风沙流的滞留以及背风侧形成的有效防护距离，合理布置防风堤能够更好地发挥防沙功效。防沙效应研究结果表明，本实用新型防风堤能够形成更大的有效防护距离，避免兰新铁路第二双线被防护物体受到侵害，从而为沙砾质戈壁风沙流的防治提供了成功的经验。

2、本实用新型因地制宜、就地取材。在戈壁和流沙地区，本实用新型可利用挖采截沙沟的弃土和弃沙堆砌成防风堤，还可以选取兰新铁路第二双线修筑过程中的弃土和弃石砌筑防风堤，以最小的经济成本换取保护被防护物体免受风沙危害的最大效益。防风堤与截沙沟配合使用，能在上风向阻挡更多的风沙流，使大部分风沙在截沙沟沉积。

3、修筑防风堤的施工流程简单，维护工作容易，特别是在高寒干旱地区生物防护措施难以实施，或者其它诸如阻沙栅栏、高立式大网格阻沙固沙障等工程易被强风破坏的兰新铁路第二双线，修筑防风堤能够达到较理想的防护效果。

附图说明

图1  为本实用新型梯形防风堤防护体系的配置示意图。

具体实施方式

一种用于兰新铁路第二双线的等腰梯形防风堤，防风堤1横断面为倾角45°，高8m，上底宽4.3m，下底宽20.3m的等腰梯形，梯形防风堤纵向延伸长度与典型沙害路段高铁路基2长度相当，在防风堤1一侧上风向设置截沙沟3，截沙沟3与防风堤1的间距为8m。

为了验证本实用新型的有效性和可行性，本实用新型从风洞模拟实验出发，研究了梯形防风堤的阻沙效果，验证本实用新型较其他防护工程（阻沙栅栏、高立式大网格沙障）的优点。

防风堤防沙效益的风洞模拟实验

1　实验内容与方法

根据防沙工程的需要,进行梯形防风堤的防沙作用模拟实验。实验材料包括高密度复合板圆盘、化学固沙材料、沙漠原型沙以及风压风速采集仪器。制作模型时，根据梯形防风堤形状特点，在直径为80cm的高密度复合板圆盘上绘制梯形防风堤下底尺寸。采用中国科学院寒区旱区环境与工程研究所研制的化学固沙材料制作防风堤模型。因为化学固沙材料具有较好的粘结作用，用水将材料稀释成1:2的溶液，然后将配置好的溶液加入沙漠沙中并搅拌均匀，再根据已经绘制成的防风堤平面示意图把搅拌均匀的沙放在复合板圆盘上，塑造成防风堤模型。梯形防风堤模型高度为8cm、上底为4.3cm、下底为20.3cm，对比实验选择8m/s和12m/s两组风速，并进行观测。

2　梯形防风堤积沙实验结论

梯形防风堤积沙风洞实验过程中发现，风沙流遇防风堤阻挡在迎风坡脚受阻堆积，积沙量达到堤体2/3（5.3cm附近）高度时不再继续增高，一部分向两侧随分流导向两端，另一部分沿坡越过堤体顶部在落沙坡发生堆积，爬升现象12m/s风速下更为明显。

五分钟后，8m/s风速下的积沙情况为：迎风坡积沙为672.9g，背风坡积沙不明显；12m/s风速下积沙情况：风坡积沙为1795.5g，背风坡积沙为5.2g。称重实验结束后继续吹沙，直至吹完布设的流沙，发现迎风坡脚积沙的高度一直在堤体高度2/3的位置，没有超越这个高度。

综上所述，本实用新型不仅能在上风向阻挡更多的风沙流，同时能够在背风侧形成较为明显的有效防护距离，配合截沙沟同时使用，不但能够削弱风速，同时也能堆积沙粒，延长防风堤的使用寿命。本实用新型的优点得到了风洞实验的有效验证，为兰新铁路第二双线正常运营及戈壁风沙流的防治提供了成功的经验。

Claims (1)

1.一种用于兰新铁路第二双线的等腰梯形防风堤，其特征在于：梯形防风堤（1）横断面为倾角45°，高8m，上底宽4.3m，下底宽20.3m的等腰梯形，梯形防风堤纵向延伸长度与典型沙害路段高铁路基（2）长度相当，在防风堤（1）一侧上风向设置截沙沟（3），截沙沟（3）与防风堤（1）的间距为8m。