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1、大何铁路风沙路基防护2010年第3期科技交流总第169期大何铁路风沙路基防护铁澄宇(兰州铁道设计院有限公司地路所兰州730000)摘要本文介绍了内蒙古自治区鄂尔多斯市境内新建铁路大塔至何家塔铁路风沙路基的治理方案,针对内蒙地区治理风沙危害提出的一些相应的处理措施,根据自然条件和资源状况,采用工程固沙保障铁路畅通为基础,以植物固沙为根本,建立和恢复生态平衡为目标,构成具有严密性,整体性的防沙结构体系.关键词大何线内蒙铁路风沙治理1不良地质情况库布其沙漠属于鄂尔多斯构造盆地形成的凹陷区,后期沉积了巨厚的冲积砂层,成为丰富的沙源地,且线路经过区域干旱多大风,恶劣的自然环境亦是造成风沙活动的重要因素.
2、测区风积砂主要分布于丘陵表层,厚度相对较小,以固定,半固定沙丘为主,局部发育有流动沙丘,沙丘多呈北东向展布,局部呈南北向及北西向.风沙为本线的主要不良地质,其主要分布特征如下:1.1半固定沙丘半固定沙丘在线路范围内沙漠区及低山丘陵区皆有分布,沙丘形态以垄岗形为主,主导风向为NW向,沙丘高度310m,局部大于15m,沙丘结构以疏松的风积沙为主,植被覆盖率大部分在20%30%之间.1.2流动沙丘全线主要分布在沙漠区,低山丘陵区局部亦有分布.沙丘形态以新月形及垄岗形为主,沙丘以松散的全新统风积粉,细砂构成,迎风坡坡度一般为5.15.,局部呈波浪状及鼓丘状,背风坡多为20.35.,主导风向为NW向.丘
3、表基本无植被覆盖,仅在沙丘坡脚和风蚀洼地有零星植物,覆盖度基本小于10%,大面积流动沙丘段落固沙造林条件差.2010年第3期科技交流总第169期2主要气象资料表1主要气象资料台站名称及建站时间1957年地理位置及海拔高程内蒙古达拉特旗树林召镇1011.0m年平均6.71957年一2007年气l最高40.21975年7月16日仪堋f最低一34.51971年1月22日温最热月平均24.51957年一2007年最冷月平均一11.41957年一2(X)7年()最大月平均日较差24.51957年一2007年年平均332.51998年一2007年降,年最大5O6.42003矩年最小141.91980焦水月
4、最大173.41981年7月虽日最大86.81985年8月24日(1llln)一次最大及延续时间8天1994年8月2229日年平均降水日数59.2天1957年一2007年蒸发量年平均2130.51957年一2007年(mm)年最大2262.02001正年平均风速及主导风向2.2E1998年一21907年春2.4W1998年一2007年风各季平均风速夏2.6E1998年一2007年及主导风向秋1.6E1998年一2007年速冬2.0W1998年一2007年(m/s)年平均大风日数(/>8级)1.71957年一2007年最大风速定时l7.32003正及其风向瞬时23.82007年年平均沙尘暴
5、日数9.91971年一2007年3风沙路基防护方案的确定3.1设计依据根据铁路特殊路基设计规范(TB100352O06)规定,路基两侧应结合当地的治沙经验,采用固沙,阻沙,输沙和封沙育草,保护天然植被等多种防护措施,构成具有严密性,整体性的防沙结构体系.对有水源可利用或年平均降雨量大于250ram的地区.应采用植物固沙,对无植物防沙条件或为植物固沙创造条件,采取工?42-程防沙措施.3.2当地气候条件线路所经地区为中温干旱半干旱气候带,年平均降雨量332.5mm,沙丘的干沙层厚度一般小于1020era,20em以下含水量一般在34%,高则达5%,满足植物生长23%含水量的要求.3.3当地造林经
6、验通过对当地居民,林业部门治沙经验的学习,以及现场风沙情况的调查,当地工程治沙主要采用铺设树枝方格沙障,大多在秋2010年第3期科技交流总第169期季料源丰富的时候施工,然后第二年雨季在沙障内种植适宜生长的植物和播撒草籽,主要有沙柳,羊柴,柠条等植物,通过定根水浇灌种植的杨树林,在当地比较普遍.照片4羊柴照片5柠条照片6杨树3.4浇灌状况根据本线所经地区的气候条件及土壤条件,降雨量的情况以及沙害的危害程度,结合当地造林经验,确定以植物防沙为主,并与工程防沙相结合,因地制宜的原则.因此根据本线所经地区的气候条件,沙害特征,对于原有自然植被较为稠密轻微沙害地段,在保护原有地表植被的基础上,采取人工
7、补种灌木,增加植被覆盖面积的治理措施;对于原有地表植被稀疏的半固定沙地及流动沙地集中的地段,为避免流沙淹埋防沙植物,需在工程前期进行工程固沙作为过渡措施,在工程固沙的基础上,再进行植物防护,恢复植被的治理措施,从而达到经济效益,社会效益与生态效益的最佳目标,根据本线自然条件及水源情况,本线采取以下三种治理基本原则:靠近河道,有地下水源浇灌的地区先进行工程治沙,并结合种植防沙效果好的乔木,灌木及草类;采用乔,灌,草相结合的植物固沙措施;采用半灌溉造林的方式,通过打井或引用河道水源修建一些引水沟和蓄水池,保障植被浇灌用水.无水源,附近有一定植被成活基础的地区,根据当地治沙经验,采取工程治沙,并结合
8、种植灌木及部分乔木,以适宜生长.43.2010年第3期科技交流总第169期的灌木为主,乔木为辅;采用旱生造林的方式,在第一次种植时浇定根水种植.无水源,风沙严重,地势较高的长大沙丘,植被生长困难地区,采取工程治沙并播撒草籽的处理措施.3.5工程固沙材料及植物选型照片8PE防风回沙网3.5.1树枝方格由于该地区沙柳分布比较广泛,沙柳的生长特点,长满三年之后必须收割,才能继续生长得更茂盛,可作为树枝(沙柳)方格的原料来源.3.5.2PE防风固沙网在严重沙害地段迎风侧主要采用PE防风固沙网进行工程治沙.PE防风固沙网在工程治沙中有自身的优势.?44?首先,PE防风固沙网具有材料规范化,使用寿命一般在
9、5年以上,另外PE防风固沙网维护方便,施工简便快捷,运输方便,能够达到较为显着的防风固沙效果;PE防风固沙网使用段时间被沙埋后,工务人员可以通过现场大面积把楔桩向上提20cm,仍能达到阻沙减小风速的效果.大大提高了其重复使用效率,节省运营成本.其次,由于当地造纸厂采用沙柳作为原材料,如全线采用沙柳为原材料做沙柳方格,如过度采割,会对当地的生态造成破坏.所以,对风沙迎风侧工程治沙优先选用PE防风固沙网.4风沙路基防护措施本线部分路基穿越了半固定和固定沙地,风沙路基防护包括本体防护与平面防护两部分:4.1路基本体防护路基本体防护的范围为路肩,坡面及路堤坡脚或堑顶外25m.防护措施如下:边坡高度小于
10、5.0m时在严重风沙地段和中等风沙地段,路肩干砌片石下沿坡面铺设四块0.5mX0.5m0.08m的C15混凝土预制块板,并于每块斜铺预制块板下垂直坡面插入一块0.5m0.3m0.08m的C15混凝土预制块板;铺设C15混凝土预制块以下路堤边坡采用六角空心砖骨架包坡,再铺0.2m厚的粗砾土包坡,骨架内种沙柳,紫穗槐防护.在轻微风沙地段,坡面铺0.2m厚的粗砾石土包坡,坡面种紫穗槐,沙柳等灌木;边坡高度大于等于5.0m时,先设C15混凝土预制块拱型骨架护坡防护,再铺0.2m厚的粗砾土包坡,骨架内种沙柳,紫穗槐防护.?-010年第3期科技交流总第169期图1C15混凝土预制块板大样图二:l5混凝土穴
11、角空心砖西图2六角空心砖大样图路堑边坡高度小于4.Om时在严重风行工程治沙,然后在迎主导风向侧内种植沙地段和中等风沙地段采用六角空心砖骨4条植物防护带,背主导风向侧内种植2架包坡,骨架内铺0.2m厚的粗砾土包坡,条植物防护带;迎主导风向侧外侧设1排并种植沙柳,紫穗槐防护;在轻微风沙地HDPE高立式阻沙栅栏.段,坡面铺0.2m厚的粗砾石土包坡,坡面植物防护带布置:采用乔木,灌木条种紫穗槐,沙柳等灌木;边坡高度大于等于带,草本植物相结合的措施,每条防护带宽4.0m时,设C15混凝土预制块拱型骨架护40m,每两分带问设林间空留地,宽30m,空坡防护,骨架内铺0.2m厚的粗砾土包坡,留地内铺设0.1I
12、TI厚圆砾石土.并种植沙柳,紫穗槐防护.4.2.2中等风沙地段4.2路基两侧平面防护路堤坡脚,路堑堑顶外20m范围内为4.2.1严重风沙地段防火带,防火带内铺设0.2m厚卵石土,防路堤坡脚,路堑堑顶外20m范围内为火带外为平面防护带,迎主导风向侧防护防火带,防火带内铺设0.2m厚卵石土,防带宽度150m;背主导风向侧防护带宽度火带外为平面防护带,迎主导风向侧防护100m,保护带外缘设刺铁丝网围栏.带宽度280m;背主导风向侧防护带宽度首先在两侧设置树枝方格沙障进行工150m,保护带外缘设刺铁丝网围栏.程治沙,然后在迎主导风向侧内种植3条首先在迎主导风向侧设置PE防风固植物防护带,背主导风向侧内
13、种植2条植沙网,背主导风向侧设置树枝方格沙障进物防护带.?45?=Hr叫2010年第3期科技交流总第169期植物防护带布置:采用乔木,灌木条带,草本植物相结合的措施,每条防护带宽剩铁圣耋固拦30m,每两分带间设林问空留地,宽20m,空留地内铺设0.1m厚圆砾石土.图3严重沙害风沙路基平面防护布置示意图主导风向刺铁丝围栏防护带蒴火繁防火带防护带带带图4中等沙害风沙路基平面防护布置示意图4.2.3轻微风沙地段路堤坡脚,路堑堑顶外20m范围内为防火带,防火带内铺设0.2m厚卵石土,防火带外为平面防护带,迎主导风向侧防护主导风向蒴护嚣q00-驿豁刺铁缝一圈栏带宽度lOOm;背主导风向侧防护带宽度50m,保护带外缘设刺铁丝网围栏.在防护带内根据植被覆盖率补种沙柳,柠条,羊柴等灌木.骑火带防火带辆.2o埠.2o,药护带铁r彳L一:一一50丝5结束语图5轻微沙害风沙路基平面防护布置示意图工程防沙采用了固,阻,输,导相互结合的措施,通过综合应用,发挥了防治风沙?46?危害的效果,植物固沙是防治沙害的根本措施,种植养护比较困难,需依靠当地政府和群众共同协作,达到长远的治沙效果.
