专利名称：高立式大网格阻沙固沙栅栏的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种戈壁风沙防治措施，具体地说是一种拦阻和固定戈壁风沙流的高立式大网格玻璃纤维网栅栏。
背景技术：
在我国西北部干旱地区，戈壁分布比较集中，风沙危害性大，严重制约着农业生产和经济发展，在这些地区修筑铁路、公路不同程度受到沙埋和沙蚀的危害。新建兰新高速铁路穿越戈壁大风区，该区域风速大、风期长，起风突然，独特的风沙流完全不同于其它风沙地区，是世界上铁路遭受戈壁风沙/砾危害最严重的地区，戈壁风沙危害曾多次造成列车停轮、翻车，对铁路的运输安全构成严重的威胁。兰新铁路所经的戈壁区，8级以上大风日数超过100天，大风携戈壁风沙流曾多次击碎车窗钢化玻璃、埋压轨道和毁损铁路行车设施，致使列车翻车、停轮，严重威胁铁路安全运行，造成人员伤亡和经济损失。新建兰新高速铁路设计时速200-250公里/小时，从兰州至乌鲁木齐仅需10 小时。因此，为保障兰新高速铁路安全运营，戈壁风沙危害是兰新线亟待解决的一个关键问题。虽然国内外对铁路风沙治理的研究和应用较早，且理论成熟、经验丰富，许多先进的经验是可以借鉴的。我国包兰铁路、兰新铁路等在风沙路基防护方面成果显著，尤其在防护体系建设和沙生植物种选择方面积累了丰富经验。但较之流沙地表，戈壁风沙、砾颗粒弹跳更高，速度更大，能量更强，能充分利用气流能量，跃移高度可达an，风沙流结构呈独特的 “象鼻”效应，具有遇阻堆积的特性。目前普通防沙网格为20cm高，功能以固为主，戈壁地区风沙强劲，此类防沙网格往往在施工2-3年后将面临沙埋而失效；因此，以往工程措施无法在戈壁地区得到良好的治沙效果；而植物固沙对气候、降雨、水源、土壤等条件具有一定要求，在极端干旱、风力强劲的戈壁地区实施困难。因此，目前国内外还没有针对戈壁风沙危害的治理措施，相关防护技术研究甚少，戈壁地区物理治沙方法有待完善与发展。
发明内容基于兰新二线为戈壁大风环境条件，本实用新型的目的在于设计和建立一种既能拦阻、又能固定戈壁风沙流的高立式大网格阻沙固沙栅栏，并开展了防沙效应的野外监测和风洞实验，探讨了其防沙机理，从而为高立式大网格玻璃纤维网栅栏防沙工程的结构优化设计及其应用提供理论与实践依据。防沙效应研究结果表明，高立式大网格治沙方法已经起到拦阻和固定流沙、有效防止了戈壁风沙流遇阻堆积造成的铁路沙害，保障铁路安全运营的重要作用，为沙砾质戈壁风沙流的防治提供了成功经验。本实用新型的目的是通过以下措施来实现一种高立式大网格阻沙固沙栅栏，栅栏是由立柱和玻璃纤维网组成，立柱间置有玻璃纤维网。栅栏呈矩形。栅栏高50cm或100cm，边长为5m或10m，玻璃纤维网网孔隙率为20%，阻力系数为1. 5，立柱为直径IOcm的圆木，长IOOcm或150cm ；立柱间距为2. 5m，立柱下端埋深50cm，立柱上下端和对角线均采用8#铁丝连接，构成固定栅栏的框架，并在两侧45度角用铁丝拉线加固。本实用新型的优点和产生的有益效果是本实用新型针对戈壁铁路沿线风沙运动规律和致灾特点，选用高强度、抗老化玻璃纤维网，采取高立式大网格的布设方法，综合了普通防沙网格固定流沙和高立式沙障拦阻流沙的优点，又弥补了防沙网格太低、易被沙埋和沙障方向单一、只阻不固的缺陷。因此， 本实用新型具有长效固定流沙和多方向拦阻流沙的功能，实践证实本栅栏的实施在兰新二线铁路沿线下河清段戈壁风沙危害防治中已初见成效，为戈壁大风地区铁路风沙防治提供了一种实用可行的新方法。其次，本实用新型所用玻璃纤维网材料由浙江德利经编网业有限公司提供，这种防沙材料绿色、环保、无污染，具有较强的抗拉性、抗腐蚀性和抗紫外线照射性能，能适应高寒地带低温、强紫外和大风等恶劣环境条件，防护寿命达5-10年左右。 尤为重要的是，铁路沿线现场施工运输方便、操作快捷，高立式大网格栅拆卸方便，具有可移动性。防护措施建立后，网格内风沙堆积并固定，改善了土壤理化性质，提高了地表细物质含量，有利于天然植被的恢复和生长。为评价高立式大网格阻沙固沙栅栏在兰新二线防沙的可行性和有效性，同时为新材料的应用进行示范，2009年1月，在兰新铁路下河清段进行了试验。试验段位于DK654km处，试验区面积IOOOOm2 (长IOOm宽100m)，栅栏设置高度 50cm，边长5mX5m。2010年3月进行了迎风测栅栏内外的野外风流场观测，并从10个典型积沙状态的网格内收集了积沙。依据每个网格积沙的平均重量对.69kg来推算，自2009年 1月至2010年3月期间，迎风侧防沙网的总积沙量为M6. 9t(100mX IOOmX 24. 69kg)。因此，试验段的高立式大网格拦截和固定了大量沙源，有效抑制了风沙流对铁路的危害。图1表明戈壁表面与栅栏内同步的风速随高度的分布特征。栅栏内的廓线坡度明显小于原始戈壁的廓线坡度，尤其是高度低于40cm时，结果揭示了防沙网格的设置有效增加了地表粗糙度，降低了地表风速，使过境风沙流大量沉积在网格内，抑制了流沙对铁路的危害。本实用新型已在兰新第二双线铁路戈壁风沙危害防治中得到应用，实践表明本技术措施已经起到拦阻和固定流沙、有效防止了戈壁风沙流遇阻堆积造成的铁路沙害。不仅扩展了栅栏的应用范围，而且为西北极端干旱条件下沙砾质戈壁风沙流的防治和我国重要交通及经济设施的保护提供了成功的经验。
图1是戈壁表面与栅栏中心同步风速廓线特征图。图2为本实用新型示意图。
具体实施方式
戈壁铁路风沙灾害严重，多年来，一直未能有效地阻止流沙的危害。为确保兰新二线免受风沙危害，本实用新型实施一种高立式大网格阻沙固沙栅栏。如图2所示一种高立式大网格阻沙固沙栅栏。在距铁路约100-300m处平行于铁路两侧设置栅栏。栅栏是由立柱2和玻璃纤维网1组成。立柱2间置有玻璃纤维网1，栅栏呈矩形，高50cm，边长为5m，玻璃纤维网1网孔隙率为20%，阻力系数为1.5，立柱2为直径 IOcm的圆木，长IOOcm ；立柱2间距为2. 5m，立柱下端埋深50cm，立柱2上下端和对角线均采用8#铁丝3连接，构成固定栅栏的框架，并在两侧45度角用铁丝拉线加固。实践证实 本技术措施的实施在兰新二线铁路沿线下河清段戈壁风沙危害防治中已初见成效。
权利要求1. 一种高立式大网格阻沙固沙栅栏，栅栏是由立柱( 和玻璃纤维网(1)组成，立柱 (2)间置有玻璃纤维网(1)，栅栏呈矩形，其特征是栅栏高50cm或100cm，边长为5m或10m， 玻璃纤维网(1)网孔隙率为20%，阻力系数为1.5，立柱⑵为直径IOcm的圆木，长IOOcm 或150cm ；立柱⑵间距为2. 5m，立柱⑵下端埋深50cm，立柱⑵上下端和对角线均采用 8#铁丝(3)连接，构成固定栅栏的框架，并在两侧45度角用铁丝拉线加固。
专利摘要本实用新型涉及一种高立式大网格阻沙固沙栅栏。其结构特征是栅栏是由立柱和玻璃纤维网组成，立柱间置有玻璃纤维网。栅栏呈矩形，高50cm或100cm，边长为5m或10m，玻璃纤维网网孔隙率为20％，阻力系数为1.5，立柱为直径10cm的圆木，长100cm或150cm；立柱间距为2.5m，立柱下端埋深50cm，立柱上下端和对角线均采用8#铁丝连接，构成固定栅栏的框架，并在两侧45度角用铁丝拉线加固。本实用新型克服了常规固沙防沙障网格太低、易被沙埋和沙障方向单一、只阻不固的缺陷。填补了戈壁大风地区铁路沙害防治技术的盲区，为戈壁大风地区铁路风沙防治提供了一种实用可行的新模式。
文档编号E02D3/00GK202323919SQ201120442030
公开日2012年7月11日 申请日期2011年11月9日 优先权日2011年11月9日
发明者唐玉龙, 屈建军, 王金昌, 韩庆杰 申请人:中国科学院寒区旱区环境与工程研究所