鐵路沿線(xiàn)風(fēng)沙綜合防護(hù)治理技術(shù)研究

趙建斌，湯宇，劉云龍，彭學(xué)軍，凌濤

（中鐵五局集團(tuán)第一工程有限責(zé)任公司，湖南 長(zhǎng)沙 410117）

和若鐵路是新疆鐵路鐵路網(wǎng)主骨架“四縱四橫”的重要組成部分。新疆地區(qū)干旱少雨，氣候極端惡劣，風(fēng)沙流動(dòng)破壞道路基礎(chǔ)，影響鐵路運(yùn)營(yíng)。為了確保鐵路的正常運(yùn)營(yíng)，減輕沙漠地區(qū)風(fēng)沙對(duì)沿線(xiàn)鐵路運(yùn)營(yíng)的不利影響，文中提出使用工程防沙與植物防沙相結(jié)合治理措施對(duì)鐵路沿線(xiàn)沙漠地帶風(fēng)沙進(jìn)行綜合治理，現(xiàn)場(chǎng)并取得較好的應(yīng)用成果。

1 研究區(qū)概況

中鐵五局集團(tuán)和若鐵路S4標(biāo)段所處區(qū)域常見(jiàn)干旱，年降水17.8㎜，天氣過(guò)程頻繁，沙塵天氣多，大風(fēng)、沙暴等災(zāi)害性天氣較多。全年浮塵、揚(yáng)沙日數(shù)平均為96天、31天，沙暴日數(shù)15天。研究區(qū)域地勢(shì)平坦，具有典型的戈壁地貌特征，地層土壤松散、質(zhì)量較差、較為貧瘠，為土壤風(fēng)蝕提供了良好基礎(chǔ)。區(qū)域內(nèi)植被種類(lèi)、數(shù)量等稀少，以耐寒的小半灌木、早生灌木等為主。為確保若鐵路S4標(biāo)段正常使用，需要針對(duì)性對(duì)風(fēng)速進(jìn)行治理。

2 鐵路沿線(xiàn)風(fēng)沙綜合防護(hù)治理技術(shù)

2.1 治理工藝原理

鐵路沿線(xiàn)風(fēng)沙綜合防護(hù)采取工程防沙與植物防沙相結(jié)合的阻沙、固沙措施。在有灌溉條件的長(zhǎng)大連續(xù)風(fēng)沙段落以及受沙漠地區(qū)風(fēng)沙影響的地段采用植物防護(hù)對(duì)風(fēng)沙進(jìn)行綜合治理。

植物防護(hù)主要采用高立式沙障、草方格、喬木、灌木，高立式沙障、草方格，主要作用為前期阻沙，喬木、灌木主要作用為后期阻沙、固沙。植物防護(hù)前期利用高立式沙障的阻沙作用以及草方格的固沙作用以達(dá)到對(duì)植物的保護(hù)，最終實(shí)現(xiàn)植物防護(hù)防風(fēng)沙及經(jīng)濟(jì)效益。

工程防護(hù)主要施工為高立式沙障、草方格，高立式沙障位于鐵路路基兩側(cè)最外側(cè)，當(dāng)風(fēng)沙到來(lái)時(shí)高立式沙障能達(dá)到一定的阻沙作用，為延長(zhǎng)高立式沙障使用壽命，使用的沙障有一定的透風(fēng)性，當(dāng)風(fēng)沙透過(guò)高立式沙障后草方格將發(fā)揮其對(duì)風(fēng)沙的阻沙作用，最后風(fēng)沙停留在草方格內(nèi)。

2.2 風(fēng)沙綜合防護(hù)施工技術(shù)

2.2.1 場(chǎng)地清理

使用推土機(jī)將沿線(xiàn)的場(chǎng)地整理平整，小沙丘推平小坑洼填平盡量使場(chǎng)地達(dá)到平整。對(duì)林地保持其原有狀態(tài)不做破壞，對(duì)范圍內(nèi)的喬木灌木都保持其原本狀態(tài)不做破壞。

2.2.2 蘆葦方格施工

施工縱向便道修通后即可開(kāi)始做蘆葦方格施工，作為低立式沙障。蘆葦方格施工方便，見(jiàn)效快。蘆葦方格沙障在沙丘上總體呈網(wǎng)格狀分布，單個(gè)蘆葦方格的一個(gè)行帶與主風(fēng)向垂直，草方格為1m×1m。

施工方法為：在地面上劃分出蘆葦方格網(wǎng)的位置線(xiàn)，將一薄層蘆葦按與位置線(xiàn)垂直方向整齊排放，并位置線(xiàn)用力將蘆葦壓入沙層，兩邊攏沙使用的成品蘆葦包標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度為145～150cm，采取均分3段，每段長(zhǎng)度控制在47～51cm，施工后確保露出地面不小于0.30m，埋入沙中不小于0.10m，鋪設(shè)時(shí)隨地勢(shì)起伏，露出地面部分保證整齊美觀(guān)。具體現(xiàn)場(chǎng)施工完成的蘆葦方格見(jiàn)圖1所示。

2.2.3 高立式沙障

高立式蘆葦阻沙沙障強(qiáng)度大、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。沙障由蘆葦排、木桿、鋼絲等構(gòu)成，機(jī)制蘆葦束簾為6道雙股14#鐵絲纏繞綁扎蘆葦束而成，每束直徑約3cm，束與束空隙約2～3cm，透風(fēng)率控制在40%～50%，每延米蘆葦束數(shù)量不小于17束，重量不小于3.5kg。立柱間采用12#鐵絲對(duì)稱(chēng)斜拉2道（放置于背風(fēng)側(cè)方向），機(jī)制蘆葦束簾鐵絲與斜拉鐵絲交叉點(diǎn)，采用16#鐵絲進(jìn)行綁扎固定，每個(gè)立柱與機(jī)制蘆葦束簾鐵絲交叉處采用12#鐵絲牢牢固定，不得移位。具體高立式沙障結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2所示。

在沙障位置每隔4m挖1個(gè)40cm×30cm×80cm坑，將長(zhǎng)2m、直徑7～8cm的木桿埋實(shí)，埋置深度0.8m；在沙障位置挖深30～40cm溝槽，將長(zhǎng)4m、高1.5m的蘆葦排豎直擺放在溝槽中，埋置深度0.3m；用鐵釘將蘆葦排固定在木桿上，蘆葦排盡量在同一高度施工。

沙丘地段設(shè)置的對(duì)稱(chēng)斜拉鐵絲放置于折角處，拉線(xiàn)設(shè)置于折角外側(cè)，與沙障走行方向位于一條直線(xiàn)。

2.2.4 滴灌管道施工

圖1 蘆葦方格現(xiàn)場(chǎng)圖

圖2 高立式沙障結(jié)構(gòu)圖

圖3 苗木成活情況現(xiàn)場(chǎng)圖

滴灌管道是確保苗木成活的關(guān)鍵，在和若鐵路S4標(biāo)植物防護(hù)滴灌管道中干管采用Pe100級(jí)1.0PaDe250管材、Pe100級(jí)1.0PaDe200管 材等規(guī)格，支管采用Pe100級(jí)1.0PaDe75管材，滴灌管采用0.4MpaDe20壓力補(bǔ)償式毛管，滴頭間距同苗木栽種間距。綠化給水支管、干管應(yīng)在低點(diǎn)加設(shè)泄水閥。滴灌管道管網(wǎng)附屬閥門(mén)井與泄水井均采用成品樹(shù)脂閥門(mén)箱。在滴灌管道施肥泵根據(jù)植物對(duì)肥料的需求預(yù)先設(shè)定比例，定量精確施肥。

2.2.5 苗木種植

路基兩側(cè)防護(hù)遵循以阻沙為主、固沙結(jié)合的原則，采取工程防沙與植物防沙相結(jié)合的阻沙、固沙措施。

灌木樹(shù)種采用怪柳、梭梭、山拐棗，喬木采用胡楊。實(shí)生苗應(yīng)為兩年生裸根苗，根系長(zhǎng)度（自地表根莖向下）不小于20cm，苗木地上高度不小于30cm，胸徑不小于2cm。苗木種植在春、秋兩季進(jìn)行，春季在3月8日～3月25日，秋季在10月20日～11月15日。栽植時(shí)要求倒坑栽植，全過(guò)程保濕，座水栽植并覆抗旱土。為保障植物的成活率，采取蘆葦束綁扎植株根部土球的措施，降低風(fēng)速，保證幼苗根部的水分及穩(wěn)定植株根系。

在和若鐵路S4標(biāo)種植喬木數(shù)量為213.2千株，補(bǔ)栽喬木127.92千株，種植灌木數(shù)量為1350.79千株，補(bǔ)栽灌木405.24千株。確保植株后期交付驗(yàn)收時(shí)成活率不小于85%，植株高度不下于1.5m，確保線(xiàn)路開(kāi)通時(shí)植物條帶能夠取得防風(fēng)固沙的作用，保障鐵路運(yùn)營(yíng)安全。具體現(xiàn)場(chǎng)苗木成活情況見(jiàn)圖3所示。

3 結(jié)語(yǔ)

（1）為降低風(fēng)沙對(duì)和若鐵路S4標(biāo)段影響，提出使用工程防沙與植物防沙相結(jié)合的阻沙、固沙措施，其中工程防沙措施包括有高立式沙障、蘆葦方格進(jìn)行前期固沙；通過(guò)種植喬木、灌木等進(jìn)行長(zhǎng)久固沙，并使用滴灌為植被供水，提高植被成活率。（2）依據(jù)和若鐵路S4標(biāo)段現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，對(duì)工程防沙以及植物防沙施工方案進(jìn)行設(shè)計(jì)?，F(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用后，和若鐵路S4標(biāo)段沿線(xiàn)風(fēng)沙取得較好治理效果，可滿(mǎn)足和鐵路通車(chē)需要。