青藏鐵路沱沱河路段插板式擋沙墻研究

張亞賓

摘要：通過調(diào)查研究青藏鐵路沱沱河路段的沙害特點，對其插板式擋沙墻進行研究后認為，其阻沙原理是在擋沙墻前后形成減速區(qū)，實現(xiàn)阻沙效益；混凝土插板式擋沙墻最大的特點是混凝土插板上設(shè)置的透風孔，能增大對風速流場的擾動作用，從而增強擋沙墻的防沙效果，但其存在位置設(shè)置不合理、施工難度大、清沙難度大等問題。

關(guān)鍵詞：沱沱河；沙害；插板式擋沙墻

隨著近年來氣候變暖，青藏高原多年凍土退化，湖塘沼澤濕地面積減少，地表風蝕加重，最終導致沙漠化現(xiàn)象不斷加劇[1]。青藏鐵路連接青海省西寧市與西藏自治區(qū)拉薩市，全線運行于青藏高原，沿線生態(tài)環(huán)境較為脆弱[2]，自青藏鐵路開通運營后，風沙災(zāi)害嚴重危害青藏鐵路運營安全，沱沱河路段是青藏鐵路風沙災(zāi)害較為嚴重的路段之一。本文主要結(jié)合青藏鐵路沱沱河路段的風沙災(zāi)害，研究沱沱河路段的沙害防治措施，對該處沙害防治措施做出評價，為青藏鐵路的風沙災(zāi)害防治提供支持。

一、沱沱河路段自然條件

沱沱河沙害路段位于青藏高原寬谷盆地地區(qū)，河床較寬闊且常年流水。沱沱河地區(qū)的大風季節(jié)集中在冬春季節(jié)，大風攜沙量的垂直分布主要在1m以下，說明沱沱河路段的風沙流主要靠近地表發(fā)生。地層主要是粉質(zhì)黏土、細砂、礫砂、砂頁巖和泥灰?guī)r等軟弱地層。地表層主要為亞砂土和亞黏土層，地表層下部地層主要是泥灰?guī)r和砂頁巖。沱沱河地區(qū)的水分蒸發(fā)量較大，在風力作用下，地表松散地層的風蝕剝蝕搬運作用強烈。

二、沱沱河風沙危害

青藏鐵路風沙災(zāi)害的類型主要有沙埋、風蝕和磨蝕。沙埋現(xiàn)象是由于地面松散顆粒物在風力作用下搬運一定距離，當風速降低或風沙流遇到障礙物便會沉積下來，形成不同程度的積沙現(xiàn)象，沙顆粒在搬運過程中，風力大小及沙顆粒粒徑大小決定搬運距離；風蝕現(xiàn)象是風力對鐵路路基的侵蝕現(xiàn)象，因為青藏鐵路路基填料的含沙量較高，所以青藏鐵路的風蝕現(xiàn)象較為嚴重，從現(xiàn)場風蝕結(jié)果來看，鐵路路基的路肩及路塹邊坡上部風蝕較為嚴重，風蝕嚴重的路肩甚至被風蝕成渾圓狀，導致路肩寬度不足；磨蝕現(xiàn)象是風沙流中的顆粒物對機車車輛及通信設(shè)備產(chǎn)生的撞擊及磨蝕現(xiàn)象。

三、混凝土插板式擋沙墻

（一）混凝土插板式擋沙墻設(shè)置措施

混凝土插板式擋沙墻的高度為1.7m，它由設(shè)有卡槽的混凝土柱上安裝五塊混凝土插板所組成，混凝土插板安置在卡槽中，與混凝土柱形成整體?；炷敛灏迨綋跎硥Φ淖枭吃硎峭ㄟ^擋沙墻的設(shè)置對風沙流運動產(chǎn)生阻礙作用，在擋沙墻前后形成減速區(qū)，風沙流經(jīng)過該處時速度降低，風沙流中的沙顆粒動能下降，部分沙粒沉積下來，降低越過擋沙墻的輸沙率發(fā)揮出阻沙效益，此外，混凝土插板式擋沙墻的插板上設(shè)置8個透風孔，透風孔能夠增加擋沙墻對風沙流的擾動影響，進而增強擋沙墻的阻沙效益。

混凝土插板式擋沙墻防護的有效范圍是擋沙墻前后15～20倍墻高范圍，它的有效防護范圍較大，適合于沙源豐富廣泛地區(qū)。為了讓混凝土插板式擋沙墻取得較好的阻沙效益，擋沙墻要結(jié)合當?shù)氐匦蔚孛瞾碓O(shè)置，在地形起伏較大的地區(qū)，擋沙墻設(shè)置于地勢較高的位置效果更好，從現(xiàn)場實際阻沙情況來看，混凝土插板式擋沙墻防沙效益良好。

（二）混凝土插板式擋沙墻存在問題

在青藏鐵路沱沱河路段的風沙災(zāi)害防治過程中，混凝土插板式擋沙墻雖然發(fā)揮了良好的阻沙效益，但從現(xiàn)場的實際使用效果來看，混凝土插板式擋沙墻還存在一些不足，下面就其存在的問題進行探討。

首先，混凝土插板式擋沙墻破損率較高。為了增加擋沙墻對風沙流的擾動作用，在混凝土插板式擋沙墻的插板上設(shè)置8個透風孔，從現(xiàn)場實際情況來看，這種結(jié)構(gòu)的破損率較高，混凝土插板破損后無法發(fā)揮出擋沙墻應(yīng)有的阻沙效益，破損嚴重時透風孔甚至會成為輸沙通道，導致?lián)跎硥κシ郎匙饔谩?/p>

其次，混凝土插板式擋沙墻設(shè)置位置不合理問題。由于在青藏鐵路設(shè)計建設(shè)初期對沱沱河路段的地形地貌及風沙災(zāi)害情況研究不夠充分，部分混凝土插板式擋沙墻的位置設(shè)置不合理，導致其無法發(fā)揮出足夠阻沙效果，甚至少量擋沙墻設(shè)置在流水通道，在水流沖刷下容易損壞。

再次，混凝土插板式擋沙墻現(xiàn)場施工難度較大，沱沱河路段海拔高，高寒缺氧環(huán)境惡劣，擋沙墻施工工期長，施工難度大，同時，當?shù)厝狈跎硥κ┕に柙牧?，這些原材料只能從遠處運輸，增加了施工難度。此外，混凝土插板式擋沙墻的積沙量積累到一定程度后，需要對其進行清沙作業(yè)，使用機械清沙容易破壞插板式擋沙墻墻體，所以只能采用人工清沙，但人工清沙費時費力且成本較高，因此，混凝土插板式擋沙墻的清沙難度較大。

四、展望

從青藏鐵路沱沱河路段的實際阻沙效益來看，雖然混凝土插板式擋沙墻能夠發(fā)揮足夠的阻沙效果，但其卻無法根治沙害。植草固沙則是一種能夠根治沙害的措施，它是利用植物來阻止風沙災(zāi)害的產(chǎn)生及危害，植物能固著土壤、增加地表土層含水率，使大風無法帶走地表松散顆粒物，從而在源頭上防止了風沙的形成，阻止高原沙漠化的發(fā)展乃至對沙漠進行治理。此外，植物腐爛后能夠形成腐殖質(zhì)，改善土地肥力，有利于其他植物的生長，使青藏高原的生態(tài)進入一個良性發(fā)展的趨勢?？傮w來說，通過植草措施治理風沙災(zāi)害是一種能夠根治沙害的理想措施。

參考文獻：

[1]王紹令，趙林，李述訓.青藏高原沙漠化與凍土相互作用的研究[J].中國沙漠， 2002，22（1）：33-39.

[2]劉峰貴，張海峰，陳瓊等.青藏鐵路沿線自然災(zāi)害地理組合特征分析[J].地理科學，2010，30（3）：384-390.