一种铁路、公路面状沙源沙害防治方法与流程

本发明涉及一种铁路、公路沙害防治方法，尤其涉及一种铁路、公路面状沙源沙害防治方法。

背景技术：

目前，沙漠铁路、公路建设规模不断扩大，通车里程不断增加，其对区域社会经济发展的推动作用不断显现，但由于北方风沙区生态环境脆弱、风沙活动强烈，沙漠铁路、公路的安全运行受到了极大的威胁。因此，探索研究科学、高效的沙漠铁路、公路沙害防治措施不仅是维护沙漠铁路、公路的安全运行的重要保障，对于维护区域社会经济可持续发展也具有重要意义。

面状沙源是危害沙漠铁路、公路安全运行的一种重要沙源类型，具有隐蔽性强、危害性大和难以控制的特点。目前，面状沙源的防治主要依靠沙源区的“全面保护”和铁路、公路路域的“线性防护”。但受限于区域恶劣严酷的自然环境，现有的防护体系投入较高、效果较差。特别是在极端干旱和高寒沙区，防沙治沙的植物措施应用受限，面状沙源的防治体系主要以工程措施为主。在布设的初期，工程措施能够有效地拦截风沙流，保护铁路、公路线，但随着沙物质的不断堆积，其防沙效果会逐步减弱，最终被风沙掩埋而失效。因此，工程治沙措施存在造价较高、养护困难和防护时间较短等弊端。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种铁路、公路面状沙源沙害防治方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的铁路、公路面状沙源沙害防治方法，包括以下步骤：

首先，将两道或多道阻沙栅栏以适当间距布设在线路防护带外缘；

然后，在阻沙栅栏与线路之间的区域布置固沙措施；

之后，当阻沙栅栏阻截的沙物质堆积成沙丘后，在沙丘顶端增设阻沙栅栏以增大沙丘规模，提高外缘阻沙栅栏的阻沙量。

最后，增设的阻沙栅栏也被掩埋，沙物质堆积成为较大规模的沙丘。此时对沙丘进行人工修整并在其表面布置覆盖措施，从而将沙丘改造为阻沙堤。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的铁路、公路面状沙源沙害防治方法，通过阻沙栅栏的搭配布置，使所阻截的沙物质堆积成沙丘的形态，最终将其改造为阻沙堤，极大的提高了工程防护措施的阻沙量，避免了沙害严重路段单排阻沙栅栏或间距较大的多排阻沙栅栏在短期内被沙物质掩埋失效的问题。可有效的将沙物质阻截在线路防护带外缘，且简单、经济、防护时效长。

附图说明

图1为本发明实施例中防护措施整体布置示意图；

图2为本发明实施例中以合理间距布置阻沙栅栏所实现的阻沙效果示意图；

图3为本发明实施例中阻沙栅栏后续布设方法示意图；

图4为本发明实施例中沙丘的固定及改造过程示意图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

本发明的铁路、公路面状沙源沙害防治方法，其较佳的具体实施方式是：

包括以下步骤：

首先，将两道或多道阻沙栅栏以适当间距布设在线路防护带外缘；

然后，在阻沙栅栏与线路之间的区域布置固沙措施；

之后，当阻沙栅栏阻截的沙物质堆积成沙丘后，在沙丘顶端增设阻沙栅栏以增大沙丘规模，提高外缘阻沙栅栏的阻沙量。

最后，增设的阻沙栅栏也被掩埋，沙物质堆积成为较大规模的沙丘。此时对沙丘进行人工修整并在其表面布置覆盖措施，从而将沙丘改造为阻沙堤。

所述阻沙栅栏主要包括水泥轨枕栅栏、混凝土挡板栅栏等高立式沙障，依据目标路段取材难度，灵活选择，结合目标路段风沙流结构特征确定阻沙栅栏的高度和间距。

所述固沙措施主要包括石方格、塑料网方格等低立式方格沙障或覆盖措施，低立式方格沙障根据目标路段沙害特点选用1m×1m、1.5m×1.5m、2m×2m中的任一规格，对于不存在“就地起沙”现象的路段，不在线路附近布设固沙措施。

随着时间的推进，从面状沙源输移向铁路、公路线路的沙物质在外缘阻沙带堆积成沙丘，之后在沙丘的顶部增设阻沙栅栏，使沙物质继续堆积，形成规模更大的沙丘，最终将沙丘改造为阻沙堤，从而最大限度的增强防护体系的持久性，实现工程防护措施阻沙量的最大化。

本发明的铁路、公路面状沙源沙害防治方法，通过阻沙栅栏的搭配布置，使所阻截的沙物质堆积成沙丘的形态，最终将其改造为阻沙堤，极大的提高了工程防护措施的阻沙量，避免了沙害严重路段单排阻沙栅栏或间距较大的多排阻沙栅栏在短期内被沙物质掩埋失效的问题。可有效的将沙物质阻截在线路防护带外缘，且简单、经济、防护时效长。包括以下两部分：

外缘阻沙措施：布设于铁路、公路防护带外围，距铁路、公路300-500m。在初期，根据沙害程度以较近的间距布设两道或多道不透风的或紧密型的高立式阻沙栅栏。随着时间推移，阻沙栅栏前后沙物质不断堆积，最终完全掩埋各道栅栏及其之间的区域，形成沙丘。沙丘基本形成后，可在沙丘顶部继续增设高立式阻沙栅栏，逐渐形成规模更大的沙丘。最终，通过人工修整将沙丘改造为阻沙堤。

内部固沙措施：为防止外缘阻沙措施和铁(公)线之间区域“就地起沙”，危害铁路、公路，在这一区域布设低立式或隐蔽式沙障，以固定沙面，控制风沙运动。

本发明的原理是：

风沙流在其通过的路线上，遇到障碍物的阻挡，风速就会受到影响而降低。利用阻沙栅栏削弱风速，从而降低风沙流的携沙能力，使风沙流携带的沙物质跌落并堆积在阻沙栅栏迎风侧和背风侧的风速低速区，从而实现对沙物质的阻截。通过阻沙栅栏的搭配使用，使从面状沙源输移向铁路、公路线路的沙物质在阻沙带堆积成沙丘。

沙丘移动速度公式：

q——输沙量

d——沙丘移动速度

γs——沙子容重

h——沙丘高度

沙丘的移动速度远低于风沙流，当沙物质堆积为大型沙丘后，将沙丘固定并改造为阻沙堤，继续发挥阻沙功能，从而在时间和空间上最大限度的延阻沙物质向铁路、公路线路的运动。

本发明的创新在于：

现有技术中，常见的铁路、公路面状沙源沙害防治方法，往往是将多道阻沙栅栏以较大的间距沿线路平行布置。随着时间的推移，由迎风侧至线路的各道阻沙栅栏逐渐被掩埋失效。即各道阻沙栅栏孤立的发挥阻沙作用，单排的栅栏阻沙能力十分有限，会在短时间内失效。所以当前常见的铁路、公路沙害防护措施，往往需要定期进行人工清沙及更新，造成了较高的维护成本。

本发明的铁路、公路面状沙源沙害防治方法，通过多道阻沙栅栏在线路防护带外缘的搭配布置，使从面状沙源输移向铁路、公路线路的沙物质以阻沙栅栏为框架堆积成规模较大的沙丘，之后通过人工修整将沙丘改造为阻沙堤，从而最大限度的增强防护体系的持久性，实现工程防护措施阻沙量的最大化。同时在铁路、公路线路间配以适当的固沙措施，实现最佳防护效果。

本发明的优点是：

通过阻沙栅栏的搭配布置，以及将沙物质阻截为大型沙丘并将其改造为阻沙堤的防治思路。本发明给出了比现有防治技术更简捷、更经济，更长效的技术方法。

具体实施例，如图1至图4所示：

由阻沙栅栏及固沙措施组成防护体系。图1直观反映了防护措施的整体布置；图2直观反映了以合理间距布置阻沙栅栏所实现的阻沙效果；图3直观反映了阻沙栅栏的后续布设方法；图4直观反映了沙丘的固定及改造过程。

(1)阻沙栅栏的选择：我国具有相当长度的沙区铁路及公路，如包兰铁路、兰新铁路、青藏铁路、塔里木沙漠公路等。而各沙害路段的地貌类型往往有很大差异，如青藏铁路位于青藏高原地区，而兰新铁路则通过新疆戈壁的强风地区。所以阻沙栅栏的类型及材料，应充分考虑取材等方面的因素，因地制宜的灵活选择。如铁路沙害路段可利用废旧水泥轨枕，公路沙害路段可选用批量生产的阻沙栅栏。

(2)阻沙栅栏的布设：阻沙栅栏置于线路防护带外围，距线路300-500m。如上文所述，不同沙害路段的地貌类型往往有很大差异，而不同地貌类型的风沙流结构特性往往也具有较大差异。故在阻沙栅栏的高度和间距等指标的选择上，应充分考虑当地风沙流结构特征。如位于青藏高原的青藏铁路河谷沙害路段，其阻沙栅栏设置高度建议为1m左右。而戈壁地表的风沙流分布高于沙质地表，所以穿过戈壁大风区的兰新铁路，其沙害路段阻沙栅栏的设置高度建议为2m左右。不同高度的阻沙栅栏在不同风沙流结构特征下，其适宜的间距也不同。一方面，不能使各道阻沙栅栏间距过大，导致各道栅栏只能孤立的发挥阻沙作用，使沙物质无法以各道栅栏为框架堆积成沙丘。另一方面，不能将阻沙栅栏间距设置的太近，导致各道阻沙栅栏顶端形成整体的高速区。这会导致风沙流中的沙物质直接越过第一道阻沙栅栏后的其他栅栏，使后排的阻沙栅栏不能发挥阻沙功能。

(3)固沙措施的布设：为防止线路附近迎风侧地表“就地起沙”，可在阻沙栅栏与铁路线路之间布置各类固沙措施，主要采用不同形式的低立式方格沙障或砾石覆盖。常见的低立式方格沙障有石方格、塑料网方格等。因地制宜的选择沙障材料，根据沙害情况确定方格规格。而部分沙害路段，其线路附近的区域可能不存在“就地起沙”现象。如一些具有卵砾石覆盖的戈壁地区，其威胁线路的沙物质由远处的沙源运移而来，这些路段可考虑不在线路附近布设固沙措施。

(4)阻沙栅栏的后续布设：随着时间的推进，各道阻沙栅栏被完全掩埋形成沙丘，此时为了继续发挥外缘阻沙带的阻沙功能，在沙丘的顶部继续增设阻沙栅栏，使沙物质继续堆积，形成更大的沙丘。

(5)沙丘的固定及改造：当增设的阻沙栅栏被完全掩埋形成更大规模的沙丘后，对沙丘形状进行人工修整并在其表面布置覆盖措施，最终将沙丘改造成阻沙堤，持续发挥外缘阻沙带的阻沙功能。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。