草方格沙障在防風(fēng)固沙中的應(yīng)用

鄧佳源，曲湘云

（中交四航局第一工程有限公司，廣州510310）

1 引言

目前，我國防風(fēng)固沙工程最主要的就是采用各種有效的技術(shù)手段降低氣流中的含沙量，減慢表層風(fēng)速，防止沙丘擴張，減少沙子造成的破壞。防風(fēng)固沙最基礎(chǔ)的方法就是設(shè)置沙障，從材料上分有：黏土沙障、柵欄沙障和草格柵沙障；從建設(shè)形式上分有：立式沙障、平鋪沙障等。一般要根據(jù)設(shè)置環(huán)境現(xiàn)場的情況選擇不同的沙障形式，來減少風(fēng)沙的侵蝕，更好地起到防范風(fēng)沙的作用。

2 草方格沙障的作用

2.1 對土壤進行改良

草方格沙障設(shè)置好1～2a 之后，沙障之間就會形成比較穩(wěn)定的凹曲面，除了面對風(fēng)向部分的沙障，其他部分一般可以避免被風(fēng)侵蝕，但露在外面的部分草障經(jīng)過日曬雨淋，會慢慢變黑腐化；正常情況下草方格沙障會維持4a～5a 的時間，此時部分被風(fēng)侵蝕的沙障就需要進行補種，保證沙障的可持續(xù)性[1]。另外，此期間那些深埋在沙土中的麥草會隨著時間的流逝慢慢腐爛，變成豐富的營養(yǎng)素和有機物，可以促進流沙中微生物的繁衍和成長，而伴隨著微生物群落的加大，又進一步促進有機物的分解，為沙土中生長的各種植物提供更多、更營養(yǎng)的物質(zhì)，從而形成一個良好的生態(tài)系統(tǒng)，使固沙的效果更加顯著。

2.2 固水保濕的作用

草方格沙障可以吸收保留雨水，減緩沙土中水分蒸發(fā)的速度和概率。據(jù)測量，在流動的沙丘上種設(shè)了草方格以后，沙層2m 以內(nèi)的濕度可上升2%～3%，沙土含水量有明顯的改善，在草方格里栽種的各種固沙的植物，成活率較以前傳統(tǒng)的種植方法有了極大的提高[2]。

2.3 防護作用

草方格沙障可增大地表的粗糙度，減緩氣流貼近地表的流動速度，也就意味著同時減少了氣流帶動的沙土總量。以1m2草格沙障為例，粗糙度為流沙區(qū)的200 倍～400 倍，沙土輸送率僅為流沙區(qū)的0.25%～1%，其內(nèi)風(fēng)速比流沙區(qū)減少25%。由此可見，草方格沙障對于風(fēng)沙防護起到了極其重要的作用[3]。

3 草方格沙障在防風(fēng)固沙中的應(yīng)用

3.1 工程概況

本項目“G0711 線35 團至若羌段”位于新疆維吾爾自治區(qū)巴州境內(nèi)，北鄰尉犁縣，南抵若羌縣，與G218 線伴行。本標(biāo)段線路起訖里程為K179+800～K272+213.27，線路長度為92.413m。本項目路基防護工程主要分固沙草方格、阻沙柵欄、漿砌片石護坡、護坡道、方格網(wǎng)護坡等。

3.2 草方格沙障制作

本項目草方格采用蘆葦制作，方格尺寸1.0m×1.0m，插入土體15cm，外露20cm。

草方格制作步驟如下：（1）提前準(zhǔn)備好必備的工具，如手套、蘆葦、鐵鍬等，還要在沙地上預(yù)先畫好正方形的邊線，如圖1 所示；（2）采購優(yōu)質(zhì)的長蘆葦；（3）將充分碾壓好的蘆葦沿著畫好的方格邊線垂直方向碼放，每個1m×1m 的草方格蘆葦用量為1.2kg，用量少會降低草方格抵抗風(fēng)沙的效果，用量多則會使蘆葦容易發(fā)生倒伏現(xiàn)象，立不起來，從而影響抗沙能力；（4）用鐵鍬等工具，沿著方格的邊線，踩壓蘆葦靠中間的位置，讓蘆葦?shù)膬深^自動豎立起來，這樣可以自然形成1 道屏障。踩壓完成后，沙障兩邊的沙土要用工具撥到沙障的根部，讓草方格沙障牢固地立在沙地上，真正起到固沙防風(fēng)的作用。

圖1 蘆葦草方格護坡平面示意圖

3.3 施工工藝流程

3.3.1 邊坡修整

草方格施工前必須按設(shè)計圖要求對路基、路塹邊坡進行刷坡，確保邊坡坡率符合設(shè)計要求。

邊坡修整完成后進行施工放樣，保證施工位置、寬度符合設(shè)計要求。

1）線路兩側(cè)植被覆蓋度在10%～50%的半固定半流動沙丘，迎風(fēng)側(cè)方格沙障寬60m，下風(fēng)側(cè)寬50m；迎風(fēng)側(cè)設(shè)2 道阻沙柵欄，下風(fēng)側(cè)設(shè)1 道阻沙柵欄，阻沙柵欄間和到草方格的間距均為10m。

2）線路兩側(cè)沙丘完全裸露地段，當(dāng)主導(dǎo)風(fēng)向與線路夾角＞45°時，迎風(fēng)側(cè)方格沙障寬120m，下風(fēng)側(cè)方格沙障寬80m；當(dāng)主導(dǎo)風(fēng)向與線路夾角≤45°時，迎風(fēng)側(cè)方格沙障寬80m，下風(fēng)側(cè)方格沙障寬60m。同時，在迎風(fēng)側(cè)設(shè)兩道阻沙柵欄，下風(fēng)側(cè)設(shè)1 道阻沙柵欄，阻沙柵欄間和到草方格的間距均為10m。

3.3.2 鋪設(shè)方格網(wǎng)線、挖槽

根據(jù)設(shè)計對坡腳線、平臺控制點等進行放樣，并在坡面上掛線或石灰打線放出1m×1m 的正方形方格網(wǎng)，方格網(wǎng)與坡腳線的夾角為45°或135°。

用鐵銑在地上沿著石灰線方向挖深15cm 的溝槽，保證條狀草方格與主導(dǎo)風(fēng)向垂直。

3.3.3 蘆葦制備

根據(jù)JTG/T D31—2008《沙漠地區(qū)公路設(shè)計與施工指南》規(guī)定，蘆葦應(yīng)選擇水生蘆葦，無變色、霉變、有彈性。

用蘆葦扎制草方格前需在其上灑水，使之濕潤，提高其柔性，以免扎制時折斷。蘆葦在扎制前要碾壓，目的是將管狀的蘆葦壓劈，將其變?yōu)槿嵝圆牧?。扎制前將蘆葦切成70cm 長的一段，整齊堆放。

3.3.4 植入蘆葦

沿草方格網(wǎng)線垂直方向平鋪蘆葦，并將蘆葦中點置于線上。每個方格干蘆葦用量（算2 個邊）為1.2kg。

用平板銑（或其他不會切斷蘆葦?shù)钠筋^工具)在蘆葦中部用力將其對折壓入沙內(nèi)15cm～20cm，擁砂扶直；出露高度15cm～20cm(偏差為±2cm)，頂部寬度5cm～6cm，再用腳將蘆葦兩側(cè)的沙踩實，并用鐵锨或刮沙板將中間的沙向蘆葦向下刮一刮，使草方格提前形成碟形凹槽，有利于沙障內(nèi)沙土穩(wěn)定。

3.3.5 監(jiān)理檢查

草方格完成后人工進行初步線性調(diào)整，經(jīng)項目部人員檢查合格后，報監(jiān)理抽查，合格后再進行下一道工序的施工。

草方格每布置2km 及時設(shè)置1m 寬防火隔離帶，隔離帶設(shè)置在地勢相對低洼，且不應(yīng)有易燃物的地方，隔離帶上已有易燃物全部清除。

3.4 注意事項

在設(shè)置草方格（見圖2）時要特別注意方向和規(guī)格。首先，就設(shè)置的方向而言，草方格沙障本身就是一種低立式的沙障，比較適合在風(fēng)速快、風(fēng)向復(fù)雜的地方設(shè)置；草方格沙障是由與主風(fēng)方向垂直的主帶加上與主風(fēng)方向平行的副帶相互交叉組合而成。其次，草方格沙障規(guī)模是根據(jù)風(fēng)沙侵蝕程度、防護的目的、植物成活的環(huán)境等情況來綜合確定的，可以設(shè)置成1m或2m 邊長的正方形格子，一般1m 邊長的草方格固沙的效果比較好。布置完主帶以后，再布置與其垂直的副帶，副帶可以稍微薄一些，但一定要注意與主帶之間的銜接，否則風(fēng)大的時候，很容易出現(xiàn)缺口，降低固沙的效果。一般情況下，只要在沙丘迎風(fēng)面的下半部分鋪設(shè)草方格沙障即可，即當(dāng)沙丘上半部分被風(fēng)拉平以后，再鋪設(shè)草方格會更好，但在對固定流沙有特殊要求時，就要全面鋪設(shè)草方格沙障。在對落沙坡進行加固的時候，要先在頂部做一行行的方格，然后再依次往下延伸；或者先做好上下的副帶，再從上到下做好水平的主帶。在鋪設(shè)的時候，一定要注意把沙障深扎在沙丘迎風(fēng)面坡腳的地方，否則，沙障固沙帶的外部邊緣正對著風(fēng)的吹襲，很容易被風(fēng)侵蝕或者被沙土埋沒。鋪設(shè)沙障的時候，一定要盡量沿著沙丘的脊線，這樣可方便作業(yè)人員運送沙障材料，節(jié)省時間。

圖2 草方格布置圖

4 結(jié)語

草方格沙障為人們戰(zhàn)勝荒漠化和沙化提供了最有效的武器，那些成功的案例讓人們看到了治理新疆土地荒漠化和沙土化的希望，也給了人們更大的信心。草方格對于新疆防風(fēng)固沙、截留降水、減少水分蒸發(fā)、為沙土補充養(yǎng)分等方面有著不可替代的重要作用。雖然草方格固沙的成本比較高，所需花費的時間也較長，但效果極佳；也許在不久的將來，可以研發(fā)出成本低效果更好的防沙固沙方法，為治理中國甚至世界其他地區(qū)荒漠化和沙化做出更大的貢獻。