專利名稱：高寒山區(qū)濱湖鐵路風(fēng)沙危害綜合防護體系的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高寒鐵路沿線風(fēng)沙危害的綜合治理，具體地說是針對青藏鐵路途徑湖泊地段風(fēng)沙危害治理形成的綜合防護體系。
背景技術(shù)：
鐵路風(fēng)沙災(zāi)害由來已久，對其防治也進行了長期探索，并在鐵路風(fēng)沙危害機理及防治技術(shù)上取得了一定的成果。在我國內(nèi)陸沙漠和沙漠 化地區(qū)，對于鐵路沿線風(fēng)沙活動規(guī)律及其危害防治的研究已有40多年的歷史，特別是對鐵路風(fēng)沙危害防治措施的研究，已積累了較為豐富和行之有效的成功經(jīng)驗，其防風(fēng)固沙效益也十分顯著。對于高寒山區(qū)鐵路沿線風(fēng)沙危害的治理，雖然有人進行過探索，但由于高寒鐵路所處地域?qū)俑吆?、大風(fēng)、低壓環(huán)境，風(fēng)蝕凍融過程交互交錯，其風(fēng)沙運動規(guī)律和致災(zāi)機理與內(nèi)陸低海拔干旱、半干旱沙漠戈壁區(qū)存在重大差異。對其風(fēng)沙活動規(guī)律和風(fēng)沙危害方式與性質(zhì)認識不夠，導(dǎo)致所設(shè)置的防護措施針對性不強，其防護效果不佳?？傮w來說，高寒鐵路風(fēng)沙危害防治研究在國內(nèi)基本處于空白。青藏鐵路的全線貫通無疑是鐵路史上的一項偉大壯舉。青藏鐵路是西藏通往內(nèi)地的大動脈，事關(guān)西藏社會穩(wěn)定，經(jīng)濟發(fā)展和國防安全。然而，除凍土問題外，鐵路沙害已成為影響鐵路運行的另一大安全隱患。據(jù)初步考察，在鐵路運行僅一年的時間內(nèi)，鐵路沙害路段迅速擴展到270余公里，其中嚴重地段43公里，較重地段55公里，一般沙害地段170余公里。在2006年，鐵道部就曾表示，青藏鐵路沙害比預(yù)想的要嚴重，已經(jīng)對線路基礎(chǔ)造成威脅?？梢灶A(yù)見，隨著鐵路沿線人類活動的增加和全球變暖導(dǎo)致的多年凍土退化，鐵路沙害勢必進一步加劇。因此，開展高寒鐵路風(fēng)沙危害綜合治理，對改善鐵路沿線區(qū)域生態(tài)環(huán)境，加快西藏經(jīng)濟發(fā)展、鞏固國防和進一步增強國力有著重要意義。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決高寒鐵路沿線風(fēng)沙流以及沙丘前移對鐵路造成的危害，本發(fā)明提出一種“以固為主，固阻結(jié)合，遠固、近漫”的整治措施，利用本措施，因地制宜對高寒山區(qū)濱湖鐵路風(fēng)沙危害進行了綜合治理。實踐證實本技術(shù)措施的實施在青藏鐵路沿線錯那湖地段風(fēng)沙危害防治中已初見成效。本發(fā)明根據(jù)高寒鐵路所處地域?qū)俑吆⒋箫L(fēng)、低壓環(huán)境，風(fēng)蝕凍融過程交互交錯的特點，制定了以固為主，固阻結(jié)合，以工程措施為先導(dǎo)，最終以生物措施替代工程措施為目的的綜合防治思路。具體地說，一是對鐵路下風(fēng)側(cè)給錯那湖提供沙源的山坡流動沙丘，對山坡河谷進行生物與工程措施鎖邊治沙，對流入錯那湖的巴索曲河，在其適當(dāng)位置建造攔沙壩，作用是固定沙源，攔截山坡沙物質(zhì)進入湖區(qū)，防止給鐵路提供沙源；分別選擇噴灌和低壓管道灌溉，進行人工植被恢復(fù)。二是在鐵路上風(fēng)側(cè)，對湖岸流動、半固定沙丘采用覆網(wǎng)法和化學(xué)材料等固沙措施進行固定。湖周邊設(shè)立禁牧網(wǎng)圍欄，針對退化草地進行封育，輔助人工植被修復(fù)技術(shù)，加速植被恢復(fù)。三是在于湖盆、平沙地采用礫石覆蓋，輔以人工植被撫育措施，固定地表流沙。四是對巴索曲特大橋附近采用水漫方法，保留、完善和加固現(xiàn)有攔沙壩體系，達到水沙動態(tài)平衡，防止湖內(nèi)淤積和就地起沙。綜上所述，高寒山區(qū)濱湖鐵路風(fēng)沙危害綜合防護體系，是根據(jù)區(qū)域地貌特點和風(fēng)沙危害規(guī)律，遵循因地制宜、因害設(shè)防、就地取材的原則，采取“以固為主，固阻結(jié)合，遠固、近漫”防治思路。綜合防護體系構(gòu)成主要由山坡溝道“鎖邊濾沙”格柵；攔水截留堤；低立式格狀沙障配合高寒草地修復(fù)技術(shù)；阻沙柵欄；化學(xué)固沙劑、礫石覆蓋和覆網(wǎng)，配合人工植被恢復(fù)技術(shù)配置實施，其特征是(a)山坡溝道“鎖邊濾沙”格柵是由可移動的矩形狀混凝土塊體格柵的凸臺對凹槽拼接、組合而成；(b)攔水截留堤是一沿鐵路走向呈“U”字形沙堤，底部每隔3. Om留有偷水孔；
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(c)低立式格狀沙障配合高寒草地修復(fù)技術(shù)，低立式格狀沙障設(shè)置在攔沙截留堤后留存一定距離的緩沖帶上，設(shè)置蜂巢式固沙障，沙障后，采取人工植被修復(fù)技術(shù)，栽植披肩草、冷凍早熟禾和高寒針茅草；(d)阻沙柵欄是由阻沙網(wǎng)和柵欄構(gòu)成，在距防護區(qū)外，沿主害風(fēng)向各設(shè)置阻沙網(wǎng)和柵欄，阻沙網(wǎng)孔隙度為40%，阻沙柵欄間距30m，阻沙網(wǎng)固定于間距為3. Om混凝土立柱上，立柱埋深50-100cm，立柱上下端和對角線均采用8#鐵絲連接，構(gòu)成固定阻沙柵欄框架，并在兩側(cè)45度角用鐵絲拉線加固；(e)化學(xué)固沙劑、礫石覆蓋和覆網(wǎng)，配合人工植被恢復(fù)技術(shù)在鐵路主害風(fēng)向一側(cè)湖濱處分別噴灑化學(xué)固沙劑，或采取礫石覆蓋、或覆網(wǎng)措施覆蓋沙質(zhì)湖岸和坡下沙灘，并選擇披肩草、冷地早熟禾高寒植物種，輔以人工植被撫育措施，固定地表流沙。本發(fā)明的優(yōu)點和產(chǎn)生的有益效果是本發(fā)明針對高寒鐵路沿線風(fēng)沙運動規(guī)律和致災(zāi)特點，鐵路主害風(fēng)向一側(cè)依次采用攔沙截留堤、阻沙柵欄、化學(xué)固沙劑、礫石覆蓋、覆網(wǎng)措施，配合人工植被恢復(fù)技術(shù)，構(gòu)建了一個集防沙、阻沙、固沙與輸沙為一體的綜合防護體系，填補了高寒鐵路風(fēng)沙防治研究的盲區(qū)，拓寬了風(fēng)沙防治研究領(lǐng)域，為高寒鐵路風(fēng)沙防治提供理論依據(jù)和技術(shù)儲備。另外，該方法遵循因地制宜、因害設(shè)防的原則，利用山坡溝道“鎖邊慮沙”格柵、攔沙截留堤、緩沖帶、阻沙帶、固沙帶和輸沙帶，阻止了風(fēng)沙流運行途徑，穩(wěn)定了沙面，減小風(fēng)沙流的危害，改善了鐵路沿線區(qū)域生態(tài)環(huán)境；其次本發(fā)明所用材料——阻沙網(wǎng)及低立式固沙障均由浙江德利經(jīng)編網(wǎng)業(yè)有限公司提供，這種防沙材料具有較強的抗拉性、抗腐蝕性和抗紫外線照射性能，能適應(yīng)高寒地帶低溫、強紫外和大風(fēng)等惡劣環(huán)境條件，防護壽命達5-10年左右。尤為重要的是，鐵路沿線現(xiàn)場施工運輸方便、操作快捷，“鎖邊慮沙”格柵拆卸方便，具有可移動性。攔沙截流堤和礫石覆蓋措施因地取材，在防護區(qū)域能很快形成防護體系，發(fā)揮防護功效。防護體系建立后，活動沙面得到穩(wěn)定，改善了土壤理化性質(zhì)，有利于天然植被的恢復(fù)和生長。


圖I是本發(fā)明防護體系配置示意圖具體實施方式
本發(fā)明一高寒山區(qū)濱湖鐵路沿線風(fēng)沙危害綜合防護體系已在青藏鐵路錯那湖路段風(fēng)沙危害防治中得到應(yīng)用，實踐表明本技術(shù)措施不僅產(chǎn)生了較高的鐵路經(jīng)濟價值，而且對改善當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境和社會經(jīng)濟狀況起到促進作用。另外，該防風(fēng)沙危害綜合防治方法對其他高寒地區(qū)道路(諸如青藏公路)、輸變線路、石油管道沿線風(fēng)沙危害防治具有一定的借鑒和推廣應(yīng)用價值。具體技術(shù)措施和設(shè)施布局如圖I所示I、山坡溝道“鎖邊慮沙”格柵I的建立①混凝土塊體的制作，混凝土塊體為矩形狀，混凝土塊體一側(cè)呈凸臺或凹槽，頂部有吊釣。單塊混凝土塊體格柵寬O. 6m，高I. 0m，孔隙度40%。單塊混凝土塊體由起重機吊釣，混凝土塊體可隨起重機吊臂移動組合。由多塊混凝土塊體凸臺對凹槽拼接組合形成山坡溝道“鎖邊慮沙”格柵1，用作山洪爆發(fā)過程中坡面徑流通過格柵進出堤內(nèi)，盡可能減小雨水對山坡的沖擊產(chǎn)生面蝕和新的細溝侵蝕；②在“鎖邊”山坡溝道，間隔5-8m，設(shè)置沉沙池，對洪水所攜帶的沙粒、土體等坡積物進行過濾，減少鐵路主風(fēng)害一側(cè)濱湖地段風(fēng)沙危害的沙源。③“鎖邊慮沙”格柵基礎(chǔ)護坡，基礎(chǔ)護坡寬度 一般為3-5m。為防止基床和護坡地段沙土的流失，在格柵斜坡和溝道交匯處鋪設(shè)層透水土工布。格柵混凝土塊體的拼接組合，將制作好的混凝土塊體運送到現(xiàn)場。順山坡溝道走向，用起重機將每一塊體沿護底基準線順序擺放、凸臺對凹槽對接，用水泥勾縫。山坡溝道“鎖邊慮沙”格柵的長度視鐵路防護區(qū)域的大小的規(guī)模而定，一般應(yīng)大于線性構(gòu)筑物沙害分布的縱向距離。2、攔水截留堤設(shè)置2在鐵路主害風(fēng)向一側(cè)，緊靠鐵路，是一沿鐵路走向呈“U”字形沙堤，高5. Om,寬10. Om,長600m，底部每隔3. Om留有直徑約20cm的偷水孔。并采用水漫方法，保留、完善和加固現(xiàn)有攔沙壩體系，達到水沙動態(tài)平衡，防止湖內(nèi)淤積和就地起沙。3、低立式格狀沙障配合高寒草地修復(fù)體系3的建立低立式格狀沙障設(shè)置在攔沙截留堤后留存一定距離的緩沖帶上，設(shè)置ImX Im蜂巢式固沙障，孔隙度40%，高度為20cm ；根據(jù)布設(shè)的區(qū)域，先按ImX Im格點打樁，木樁長度約50cm，埋深30cm ;將固沙網(wǎng)固定在木樁上，底部緊貼沙面；另外，當(dāng)流沙地表固定，形成穩(wěn)定的凹曲面時，采取人工植被修復(fù)技術(shù)，栽植披肩草、冷凍早熟禾和高寒針茅草。4、阻沙柵欄4的設(shè)置阻沙柵欄的設(shè)置在低立式格狀沙障的外側(cè)，是由阻沙網(wǎng)和柵欄構(gòu)成，防治主向濱湖地段沙源對鐵路造成風(fēng)蝕沙埋。①根據(jù)風(fēng)洞模擬實驗結(jié)果，生產(chǎn)制備符合工程參數(shù)的阻沙柵欄，即，高度I. 5m左右，孔隙度為40%，孔徑約2. Omm。②阻沙柵欄一般在距防護區(qū)外約IOOm處，沿主害風(fēng)向各設(shè)置3-5道長500m、高I. 5m,阻沙網(wǎng)孔隙度為40%。③根據(jù)具體需要，阻沙柵欄可以設(shè)置多道，一般由5道即可滿足防護要求。阻沙柵欄間距30m，阻沙網(wǎng)固定于間距為3. Om混凝土立柱上，立柱埋深50-100cm，立柱上下端和對角線均采用8#鐵絲連接，構(gòu)成固定阻沙柵欄框架，并在兩側(cè)45度角用鐵絲拉線加固。5、化學(xué)固沙劑、礫石覆蓋和覆網(wǎng)，配合人工植被恢復(fù)5措施①化學(xué)固沙劑(見ZL =200510042962. 4)，在鐵路主害風(fēng)向一側(cè)阻沙柵欄5的外圍分別噴灑化學(xué)固沙劑和采取覆網(wǎng)措施來固定沙面。DST是一種有機的復(fù)合型化學(xué)粘結(jié)劑，每平方米用固沙粘合劑為2公斤(含125g固劑)，加溫水3000g稀釋，充分攪拌后，采用容量為2. I噸/小時齒輪泵均勻噴灑，噴灑固沙粘合劑稀釋液厚度為3mm。②覆網(wǎng)措施，材料孔隙度為55%左右，孔徑約
I.5 X I. 5mm。施工時，先將防護區(qū)沙面整平，然后將覆網(wǎng)材料平鋪于沙面，每平方米格點用T型釘固定即可。在海岸地帶，T型釘用竹子制作，一般將竹竿的橫斷面沿十子交叉型劈為4瓣，每瓣削成T字型釘，打進地面即可穩(wěn)定覆網(wǎng)。③礫石覆蓋措施，礫石材料用片塊狀礫石， 直徑約3-5cm，形成人工風(fēng)沙均衡戈壁，戈壁蓋度50%左右。④人工植被恢復(fù)技術(shù)，選擇披肩草、冷地早熟禾等高寒植物種，輔以人工植被撫育措施，固定地表流沙。
權(quán)利要求
1.一種適合于高寒山區(qū)濱湖鐵路風(fēng)沙危害綜合防護體系，主要由山坡溝道“鎖邊濾沙”格柵(I);攔水截留堤(2);低立式格狀沙障配合高寒草地修復(fù)技術(shù)(3);阻沙柵欄(4);化學(xué)固沙劑、礫石覆蓋和覆網(wǎng)，配合人工植被恢復(fù)技術(shù)(5)配置實施，其特征是 (a)山坡溝道“鎖邊濾沙”格柵(I)是由可移動的矩形狀混凝土塊體格柵的凸臺對凹槽拼接、組合而成； (b)攔水截留堤(2)是ー沿鉄路走向呈“U”字形沙堤，底部每隔3.Om留有直徑約20cm的透水孔； (C)低立式格狀沙障配合高寒草地修復(fù)技術(shù)，低立式格狀沙障設(shè)置在攔沙截留堤后留存一定距離的緩沖帶上，設(shè)置蜂巣式固沙障，沙障后，采取人工植被修復(fù)技術(shù)，栽植披肩草、冷凍早熟禾和高寒針茅草； (d)阻沙柵欄(4)是由阻沙網(wǎng)和柵欄構(gòu)成，在距防護區(qū)外，沿主害風(fēng)向設(shè)置阻沙網(wǎng)和柵 欄，阻沙網(wǎng)孔隙度為40%，阻沙柵欄間距30m，阻沙網(wǎng)固定于間距為3. Om混凝土立柱上，立柱埋深50-100cm，立柱上下端和對角線均采用8#鐵絲連接，構(gòu)成固定阻沙柵欄框架，并在兩側(cè)45度角用鐵絲拉線加固； (e)化學(xué)固沙劑、礫石覆蓋和覆網(wǎng)，配合人工植被恢復(fù)技術(shù)(5)在鉄路主害風(fēng)向ー側(cè)湖濱處分別噴灑化學(xué)固沙劑和采取礫石覆蓋或覆網(wǎng)措施覆蓋沙質(zhì)湖岸和坡下沙灘，并選擇披肩草、冷地早熟禾高寒植物種，輔以人工植被撫育措施，固定地表流沙。
全文摘要
本發(fā)明涉及高寒鐵路沿線風(fēng)沙危害的綜合治理，具體地說是針對青藏鐵路途徑湖泊地段風(fēng)沙危害綜合防護體系。它是由山坡溝道“鎖邊濾沙”格柵；攔水截留堤；低立式格狀沙障配合高寒草地修復(fù)技術(shù)；阻沙柵欄；化學(xué)固沙劑、礫石覆蓋和覆網(wǎng)，配合人工植被恢復(fù)技術(shù)五部分構(gòu)成，構(gòu)建了一個集防治坡面細溝侵蝕、阻沙、固沙與輸沙為一體的綜合防護體系，填補了高寒鐵路風(fēng)沙防治研究的盲區(qū)，拓寬了風(fēng)沙防治研究領(lǐng)域，為青藏鐵路風(fēng)沙防治提供理論依據(jù)和技術(shù)儲備。本發(fā)明遵循因地制宜、因害設(shè)防和就地取材的原則，開展高寒鐵路風(fēng)沙危害綜合治理，對改善鐵路沿線區(qū)域生態(tài)環(huán)境，加快西藏經(jīng)濟發(fā)展、鞏固國防和進一步增強國力有著重要意義。
文檔編號E02D17/20GK102852119SQ20111018545
公開日2013年1月2日 申請日期2011年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月30日
發(fā)明者屈建軍, 楊根生, 張克存, 王金昌, 韓慶杰 申請人:中國科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所