CN214033660U - 一种用于铁路防护生态防风固沙系统 - Google Patents

Abstract

一种用于铁路防护生态防风固沙系统，铁路防护建设技术领域，本发明包括：从铁路界限向外依次设置的固沙带、内落沙带、防风绿化带、外落沙带和阻沙带；所述固沙带由固沙墙、固沙格室和固沙沙沟组成；所述阻沙带由内阻沙墙、挡沙墙、阻沙格室、外阻沙墙和阻沙沙沟组成。本发明克服了现有合成材料在抗老化性、耐光、耐寒、耐环境影响和耐久性等方面的不足，并达到抑制风蚀，固定流沙的目的，保证铁路在运行过程中免受沙害灾难，形成阻沙、固沙、植被覆盖等综合性技术措施来达到防风固沙的长效机制。本发明用于铁路沿线防风治沙工程中。

Description

一种用于铁路防护生态防风固沙系统

技术领域

本实用新型涉及一种用于铁路防护的生态防风固沙系统，属于生态修复铁路防护防风固沙技术领域，涉及铁路防护建设技术领域。

背景技术

风沙危害一直是困扰沙区道路建设和安全运行的因素。中国是全球沙区铁路分布里程最长的国家。随着国家西部大开发，一路一带经济线的建设。国家铁路延线的建设都离不开沙漠区的通行。铁路延线的风沙治理，成为了道路建设和安全运行必须解决的问题。我国有八大沙漠地区，在这些地区，都有道路延线。传统的治理方式可短暂地治理风沙危害，具有维护周期短，维护成本高，突发事故频繁等不利因素。随着高铁延线的开通，铁路运输频率增大、运行速度加快。对于风沙防治，迫切的需要维护周期长，减少突发状况，就需要长效治理沙漠或者戈壁区域的铁路延线风沙治理，可达到长效治理的目的。

传统的风沙治理结构有以下几种；

土方格：可以就地取材，针对戈壁风沙多的地区,施工时只需要外运拌合用水和风沙固化剂既可以完成。其缺点为，施工时必须采用水车拉水，将现场沙土全部浸湿，从而堆砌出土方格，堆砌完快速喷洒2-3遍固化剂2.5KG/㎡(比表面积)，否则水分散失，土方格形状就会流失，在洒水时不可避免的会将原地面植被碾压，而且水车在沙地中很难行驶，不易操作。固化剂固化的沙垄只能硬化表面1-4cm厚，经过动物扰动很容易破坏，需要再次修补,且在有水流地区土方格不能抵抗水流冲刷，经水流漫过地区土方格内容易填平，不再具有防沙作用。

石方格：片石砌筑不会污染环境，没有任何化学药剂和化工产品，且在经历风沙后，对已填满风沙的片石方格，只需要人工挖出来重新砌筑即可，不需要额外添加片石材料，片石方格能承受小的雨水冲刷。其缺点为，现场片石需要用装载机倒运均匀分布，在这个过程中很容易对现场现有植被破坏，在者拉运至现场的片石还必须人工破碎成片状方可堆码，高原地区效率比较低，由于石方格结构尺寸较小，底口只有28cm，上口10cm，高30cm，所以干砌的片石方格不牢固，容易垮塌，若经过动物扰动，形状容易破坏。

芦苇方格：安装施工速度快，基本能保持原有植被，不用大型设备，全人工就可以完成，且造价低，无污染，在地表略有水分的地区可以保持水分，有利于其余植被生长。其缺点为，该地区缺乏芦苇，大量芦苇需要从新疆库尔勒或者宁夏采购，运距较远，在风沙较大且比较干旱的地方使用寿命较短，基本上在两三年就被风沙掩埋了。

中国的八大沙漠区域，风沙危害成因及影响，因地域环境又有不同。一些典型路段沙害主要有季节性河谷型沙害。青藏铁路沱沱河路段沙海主要是丰水季，河流上游季节性洪水携带至河滩阶地，枯水季沙物质裸露，在风力作用下被搬运上轨。因此，在铁路沙害防治过程中应重点注意拦截上游沙源进入河谷，并防止河床沙源输送。湖盆型沙害，青藏铁路措那湖段为山前冲洪积平原，地形开阔，是青藏铁路沿线风沙灾害最为严重的路段，也是潜在沙害最长的路段。距离铁路两公里范围内均有流沙分布，在大风季节，铁路沿线深受风沙灾害。高浓度风沙/砺流环境沙害，主要集中在戈壁地区。戈壁地区风沙研究一直备受关注，研究方向主要集中于戈壁风沙流结构、速度廓线、能量分布、空气动力学特征参数等方面。戈壁地区风沙/砺往复式的能量交换及物质搬运，致使近地表风蚀、堆积及其交互过程复杂。尤其在沙漠与戈壁接壤地带，在复杂风况和沙源差异供给条件下，戈壁地表风沙/砺运动规律与致灾机理与沙质地表迥然不同。在戈壁大风和沙源相对不足的环境下，近地表风蚀过程、摩阻速度以及输沙通量之间的关系复杂。以往机械治沙造成戈壁地区铁路沿线两侧堆积沙源。随着风向变化在线路两侧来回移动，威胁行车安全。

综上，现有的铁路防风固沙系统存在阻沙、固沙效果不理想，有效服役寿命较短且不能重复利用等问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题：

本实用新型为了解决现有的铁路防风固沙系统存在阻沙、固沙效果不理想，有效服役寿命较短且不能重复利用等问题，进而提供了一种用于铁路防护生态防风固沙系统。

本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案为：

本实用新型提供一种用于铁路防护生态防风固沙系统，包括：从铁路界限向外依次设置的固沙带、内落沙带、防风绿化带、外落沙带和阻沙带；

所述固沙带由固沙墙、固沙格室和固沙沙沟组成；

所述固沙墙为蜂巢格室叠砌墙；

蜂巢格室叠砌墙包括主体和覆盖在主体两侧及上表面的外网，主体由多层蜂巢格室层由下至上叠砌而成，其端面呈梯形状，蜂巢格室叠砌墙的两侧为台阶状，外网为蜂巢格室网；每个层蜂巢格室层为蜂巢格室网和网孔内填充的碎石或沙土构成；

所述固沙格室为单层的蜂巢格室，将固沙墙完全覆盖，形成固沙墙的外壳，并沿地平面向固沙墙两侧铺装；

所述固沙格室内撒有保水剂，固沙格室的底部种植有固沙植物；

所述固沙沙沟设置在固沙格室的远铁路侧；

所述内落沙带与外落沙带均为沿地面水平设置的落沙格室；所述落沙格室结构、填充物和固沙植物均与所述固沙格室相同；

所述的防风绿化带为内落沙带与外落沙带之间的水平地面，此处地面上种植绿化植物；

所述阻沙带由内阻沙墙、挡沙墙、阻沙格室、外阻沙墙和阻沙沙沟组成；

所述挡沙墙与所述固沙墙的形状相同；

所述阻沙带的阻沙格室与固沙带的固沙格室结构相同；

所述内阻沙墙和外阻沙墙均为阻沙墙体；所述内阻沙墙设置在阻沙带的固沙格室的近铁路侧；所述外阻沙墙设置在挡沙墙的最顶端位置；

所述阻沙沙沟设置在阻沙带的固沙格室的远铁路侧。

对于所述固沙墙的蜂巢格室，每两层安装加固锚钎；所述加固锚钎长度为蜂巢格室高度3倍。

所述固沙植物为适宜在沙漠地区生长的草本植物；所述绿化植物为适宜在沙漠地区生长的木本植物。

所述固沙格室由两组蜂巢格室组构成，相邻两组蜂巢格室组在两组之间的两组连接处连接；所述蜂巢格室组由若干个格室块组成，相邻的格室块通过连键连接。

所述的保水剂为丙烯酰胺-丙烯酸盐共聚交联物类材料或淀粉接枝丙烯酸盐共聚交联物。

所述固沙墙的高度为1.5米至2.5米；所述蜂巢格室的高度为10～30厘米(每层层高)；所述内阻沙墙和外阻沙墙的高度均为1.5米以上；所述固沙沙沟和阻沙沙沟的深度均为1米以上。

所述内阻沙墙和外阻沙墙为透孔率在40％～60％的塑料网。

所述固沙墙为独立式固沙墙，采用高分子合金材料制成的蜂巢格室，墙体为梯形结构；所述挡沙墙与所述固沙墙采用相同的结构。之所以采用高分子合金材料制成的蜂巢格室，是因为现有合成材料在抗老化性、耐光、耐寒、耐环境影响和耐久性等方面的不足，无法达到抑制风蚀，固定流沙的目的。不能有效保证铁路在运行过程中免受沙害灾难，形成阻沙、固沙、植被覆盖等综合性技术措施来达到防风固沙的长效机制。现有合成材料因在抗老化性、耐光、耐寒、耐环境影响和耐久性等方面的不足，影响其使用寿命。

所述挡沙墙为沙坝堆积而成。

所述固沙墙的下部为基础层；所述基础层的蜂巢格室中装填碎石和沙砾，体积配比为1:1；

所述固沙墙的上部为结构层；所述结构层的蜂巢格室中装填原地貌砂石或沙土。

所述基础层与结构层之间设置防水层，采用土工膜或者防渗膜，将所述基础层与结构层完全分离。

本实用新型具有以下有益技术效果：

本实用新型通过防沙、慢沙、固沙配合植物防风固沙等手段。可以保证铁路在运行过程中，免受沙害灾难。进一步地本实用新型采用高分子合金材料作为固沙材料，可以确保防沙工程的长期使用有效性。通过恢复地表植被的手段，可以达到铁路沿线在荒漠区覆绿的美丽景色；并可通过植被覆绿，达到生态治理荒漠的目的。与单纯的植被覆绿方案相比，可大大降低施工成本和施工周期。本实用新型技术方案正是在考虑传统方案的基础上，利用新材料的长期稳定耐光、耐寒、耐环境影响的特点，结合新的施工工艺创造出的沙漠或者戈壁区的铁路沿线治理沙害的全新构造。

本实用新型提出一种用于铁路防护生态防风固沙系统，本实用新型采用新型高分子合成材料，具有可装配性，并克服了现有合成材料在抗老化性、耐光、耐寒、耐环境影响和耐久性等方面的不足。极大地延长了材料的使用寿命，具体寿命可达20年，是现行采用的材料使用寿命3-5年的4到7倍，从而确保了防沙工程的长期使用有效性。本实用新型实现了防沙、固沙材料的高性能、环保、生态的原则，通过增加地表粗糙度，改变其上的风速廓线，影响风能的损耗和再分配，从而减弱贴地面层风速，降低实际风力的有效性，从而达到抑制风蚀，固定流沙的目的，保证铁路在运行过程中免受沙害灾难，形成阻沙、固沙、植被覆盖等综合性技术措施来达到防风固沙的长效机制。

本实用新型所述系统结构中具有涵养水源、增加地面粗糙度，改变风向、降低风速等手段，以增加植被成活率，近而达到短期阻沙，长期生物固沙的目的。大大降低了风沙对铁路延线的风蚀和沙埋等风险，本实用新型用于铁路沿线防风治沙工程中。本实用新型设计合理，易于实现，具有很好的实用价值。

附图说明

图1为本实用新型具体实施方式中所述用于铁路防护生态防风固沙系统的结构示意图；

图2为图1的断面图；

图3为本实用新型具体实施方式中所述固沙带的结构示意图；

图4为本实用新型具体实施方式中所述固沙墙的结构示意图；

图5为本实用新型具体实施方式中所述固沙沙沟的结构示意图；

图6为本实用新型具体实施方式中所述内落沙带、防风绿化带和外落沙带的结构示意图；

图7为本实用新型具体实施方式中所述内落沙带和防风绿化带的断面图；

图8为本实用新型具体实施方式中所述防风绿化带和外落沙带的断面图；

图9为本实用新型具体实施方式中所述阻沙带的结构示意图；

图10为图9的断面图。

图中：1、固沙格室；2、基础层；3、结构层；4、防水层；5、加固锚钎；6、两组连接处；7、连键；8、落沙格室；9、内阻沙墙；10、外阻沙墙；11、挡沙墙。

附图中标注的尺寸仅是本实用新型的一个实例而已，并不构成对本实用新型权利要求请求保护的技术方案的限定。本实用新型所述系统中所述的固沙带、内落沙带、防风绿化带、外落沙带和阻沙带的沿伸长度根据具体实际情况会有所变化的。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施实例，对本实用新型做出进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型提出一种用于铁路防护生态防风固沙系统,分别设置于铁路两侧的水平地面上，或者仅设置于铁路两侧的主风向一侧的水平地面上，图1和图2所示，包括从铁路界限向外依次设置的固沙带、内落沙带、防风绿化带、外落沙带和阻沙带；

所述固沙带如图3所示，由固沙墙、固沙格室1和固沙沙沟组成；

所述固沙墙如图4所示，为独立式固沙墙，高度为1.5米至2.5米，采用高分子合金材料制成的蜂巢格室叠砌墙，墙体为梯形结构；

所述固沙墙的下部为基础层2；所述基础层2的蜂巢格室中装填碎石和沙砾，体积配比为1:1；

所述固沙墙的上部为结构层3；所述结构层3的蜂巢格室中装填原地貌砂石或沙土；采用原地貌砂石或沙土，可以实现就地取材，以便于施工，并节约成本。

所述基础层2与结构层3之间设置防水层4，采用土工膜或者防渗膜，将所述基础层2与结构层3完全分离；

对于所述固沙墙的蜂巢格室，每两层安装加固锚钎5；所述加固锚钎5长度为蜂巢格室高度3倍；

所述固沙格室1将固沙墙完全覆盖，形成固沙墙的外壳，并沿地平面向固沙墙两侧铺装3至5米；

所述固沙格室1为单层的蜂巢格室，由两组蜂巢格室组构成，相邻两组蜂巢格室组在两组之间的两组连接处6连接；所述蜂巢格室组由若干个格室块组成，相邻的格室块通过连键7连接；

所述蜂巢格室的高度为10-30厘米；

所述固沙格室1内撒有保水剂，固沙格室1的底部种植有固沙植物；所述格室内没有其他填料，固沙格室内空腔由大风带来沙土填充，以起到固沙作用。所述固沙植物为适宜在沙漠地区生长的草本植物，如沙蒿、碱篷、刺旋花、骆驼刺、霸王、沙葱、芨芨草等。

所述的保水剂为丙烯酰胺-丙烯酸盐共聚交联物类材料，如聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钾、聚丙烯酸铵等；或者为淀粉接枝丙烯酸盐共聚交联物，如淀粉接枝丙烯酸盐。

所述固沙沙沟如图5所示，设置在固沙格室1的远铁路侧，深度为1米以上；

所述内落沙带与外落沙带如图6-8所示，均为沿地面水平设置的落沙格室8；所述落沙格室8结构、内撒有保水剂和固沙植物均与固沙格室1相同；

所述的防风绿化带如图6-8所示，为内落沙带与外落沙带之间的水平地面，此处地面上种植绿化植物；所述绿化植物为适宜在沙漠地区生长的木本植物，如胡杨、沙枣、红柳、柽柳、梭梭、花棒、沙拐枣、白刺、盐爪爪等。

所述阻沙带如图9和图10所示，由内阻沙墙9、挡沙墙11、固沙格室、外阻沙墙10和阻沙沙沟组成；

所述挡沙墙11与所述固沙墙的形状相同；所述挡沙墙11与所述固沙墙采用相同的结构，或为沙坝堆积而成；

所述阻沙带的固沙格室与固沙带的固沙格室1结构相同；

所述内阻沙墙9和外阻沙墙10均为1.5米的阻沙墙体；所述内阻沙墙9和外阻沙墙10均为透孔率在40％～60％的塑料网。所述内阻沙墙9设置在阻沙带的固沙格室的近铁路侧；所述外阻沙墙10设置在挡沙墙11的最顶端位置；

所述阻沙沙沟设置在阻沙带的固沙格室的远铁路侧，深度为1米以上。如1.2至1.5米。

Claims (8)

1.一种用于铁路防护生态防风固沙系统，其特征在于，包括：从铁路界限向外依次设置的固沙带、内落沙带、防风绿化带、外落沙带和阻沙带；

所述固沙带由固沙墙、固沙格室和固沙沙沟组成；

所述固沙墙为蜂巢格室叠砌墙；

所述固沙格室为单层的蜂巢格室，将固沙墙完全覆盖，形成固沙墙的外壳，并沿地平面向固沙墙两侧铺装；

所述固沙格室内撒有保水剂，固沙格室的底部种植有固沙植物；

所述固沙沙沟设置在固沙格室的远铁路侧；

所述内落沙带与外落沙带均为沿地面水平设置的落沙格室；所述落沙格室结构、填充物和固沙植物均与所述固沙格室相同；

所述的防风绿化带为内落沙带与外落沙带之间的水平地面，此处地面上种植绿化植物；

所述阻沙带由内阻沙墙、挡沙墙、阻沙格室、外阻沙墙和阻沙沙沟组成；

所述挡沙墙与所述固沙墙的形状相同；

所述阻沙带的阻沙格室与固沙带的固沙格室结构相同；

所述内阻沙墙和外阻沙墙均为阻沙墙体；所述内阻沙墙设置在阻沙带的固沙格室的近铁路侧；所述外阻沙墙设置在挡沙墙的最顶端位置；

所述阻沙沙沟设置在阻沙带的固沙格室的远铁路侧。

2.根据权利要求1所述的用于铁路防护生态防风固沙系统，其特征在于，对于所述固沙墙的蜂巢格室，每两层安装加固锚钎；所述加固锚钎长度为蜂巢格室高度3倍。

3.根据权利要求1所述的用于铁路防护生态防风固沙系统，其特征在于，所述固沙植物为适宜在沙漠地区生长的草本植物；所述绿化植物为适宜在沙漠地区生长的木本植物；所述的保水剂为丙烯酰胺-丙烯酸盐共聚交联物类材料或淀粉接枝丙烯酸盐共聚交联物。

4.根据权利要求1所述的用于铁路防护生态防风固沙系统，其特征在于，所述固沙格室由两组蜂巢格室组构成，相邻两组蜂巢格室组在两组之间的两组连接处连接；所述蜂巢格室组由若干个格室块组成，相邻的格室块通过连键连接。

5.根据权利要求4所述的用于铁路防护生态防风固沙系统，其特征在于，所述固沙墙的高度为1.5米至2.5米；所述蜂巢格室的高度为10-30厘米；所述内阻沙墙和外阻沙墙的高度均为1.5米以上；所述固沙沙沟和阻沙沙沟的深度均为1米以上。

6.根据权利要求1所述的用于铁路防护生态防风固沙系统，其特征在于，所述内阻沙墙和外阻沙墙为透孔率在40％—60％的塑料网。

7.根据权利要求1所述的用于铁路防护生态防风固沙系统，其特征在于，所述固沙墙为独立式固沙墙，采用高分子合金材料制成的蜂巢格室，墙体为梯形结构；所述挡沙墙与所述固沙墙采用相同的结构。

8.根据权利要求1所述的用于铁路防护生态防风固沙系统，其特征在于，所述挡沙墙为沙坝堆积而成。

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