專利名稱：高寒山區(qū)濱湖鐵路風(fēng)沙危害綜合防護(hù)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(duì)青藏鐵路途徑湖泊地段風(fēng)沙危害治理形成的綜合防護(hù)體系。
背景技術(shù)：
鐵路風(fēng)沙災(zāi)害由來已久，對(duì)其防治也進(jìn)行了長(zhǎng)期探索，并在鐵路風(fēng)沙危害機(jī)理及防治技術(shù)上取得了一定的成果。在我國(guó)內(nèi)陸沙漠和沙漠 化地區(qū)，對(duì)于鐵路沿線風(fēng)沙活動(dòng)規(guī)律及其危害防治的研究已有40多年的歷史，特別是對(duì)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(yàn)，其防風(fēng)固沙效益也十分顯著。對(duì)于高寒山區(qū)鐵路沿線風(fēng)沙危害的治理，雖然有人進(jìn)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(cuò)，其風(fēng)沙運(yùn)動(dòng)規(guī)律和致災(zāi)機(jī)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(duì)其風(fēng)沙活動(dòng)規(guī)律和風(fēng)沙危害方式與性質(zhì)認(rèn)識(shí)不夠，導(dǎo)致所設(shè)置的防護(hù)措施針對(duì)性不強(qiáng)，其防護(hù)效果不佳?？傮w來說，高寒鐵路風(fēng)沙危害防治研究在國(guó)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(xiàng)偉大壯舉。青藏鐵路是西藏通往內(nèi)地的大動(dòng)脈，事關(guān)西藏社會(huì)穩(wěn)定，經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國(guó)防安全。然而，除凍土問題外，鐵路沙害已成為影響鐵路運(yùn)行的另一大安全隱患。據(jù)初步考察，在鐵路運(yùn)行僅一年的時(shí)間內(nèi)，鐵路沙害路段迅速擴(kuò)展到270余公里，其中嚴(yán)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(yán)重，已經(jīng)對(duì)線路基礎(chǔ)造成威脅?？梢灶A(yù)見，隨著鐵路沿線人類活動(dòng)的增加和全球變暖導(dǎo)致的多年凍土退化，鐵路沙害勢(shì)必進(jìn)一步加劇。因此，開展高寒鐵路風(fēng)沙危害綜合治理，對(duì)改善鐵路沿線區(qū)域生態(tài)環(huán)境，加快西藏經(jīng)濟(jì)發(fā)展、鞏固國(guó)防和進(jìn)一步增強(qiáng)國(guó)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(duì)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(yuǎn)固、近漫”的整治措施，利用本措施，因地制宜對(duì)高寒山區(qū)濱湖鐵路風(fēng)沙危害進(jìn)行了綜合治理。實(shí)踐證實(shí)本技術(shù)措施的實(shí)施在青藏鐵路沿線錯(cuò)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?、大風(fēng)、低壓環(huán)境，風(fēng)蝕凍融過程交互交錯(cuò)的特點(diǎn)，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(duì)鐵路下風(fēng)側(cè)給錯(cuò)那湖提供沙源的山坡流動(dòng)沙丘，對(duì)山坡河谷進(jìn)行生物與工程措施鎖邊治沙，對(duì)流入錯(cuò)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(jìn)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(jìn)行人工植被恢復(fù)。二是在鐵路上風(fēng)側(cè)，對(duì)湖岸流動(dòng)、半固定沙丘采用覆網(wǎng)法和化學(xué)材料等固沙措施進(jìn)行固定。湖周邊設(shè)立禁牧網(wǎng)圍欄，針對(duì)退化草地進(jìn)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(duì)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(dá)到水沙動(dòng)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(hù)體系，是根據(jù)區(qū)域地貌特點(diǎn)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(yuǎn)固、近漫”防治思路。綜合防護(hù)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(shí)施，其特征是(a)山坡溝道“鎖邊濾沙”格柵是由可移動(dòng)的矩形狀混凝土塊體格柵的凸臺(tái)對(duì)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(hù)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(duì)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(diǎn)和產(chǎn)生的有益效果是本發(fā)明針對(duì)高寒鐵路沿線風(fēng)沙運(yùn)動(dòng)規(guī)律和致災(zāi)特點(diǎn)，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(gè)集防沙、阻沙、固沙與輸沙為一體的綜合防護(hù)體系，填補(bǔ)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(chǔ)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(yùn)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(qiáng)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(qiáng)紫外和大風(fēng)等惡劣環(huán)境條件，防護(hù)壽命達(dá)5-10年左右。尤為重要的是，鐵路沿線現(xiàn)場(chǎng)施工運(yùn)輸方便、操作快捷，“鎖邊慮沙”格柵拆卸方便，具有可移動(dòng)性。攔沙截流堤和礫石覆蓋措施因地取材，在防護(hù)區(qū)域能很快形成防護(hù)體系，發(fā)揮防護(hù)功效。防護(hù)體系建立后，活動(dòng)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(zhǎng)。


圖I是本發(fā)明防護(hù)體系配置示意圖具體實(shí)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(hù)體系已在青藏鐵路錯(cuò)那湖路段風(fēng)沙危害防治中得到應(yīng)用，實(shí)踐表明本技術(shù)措施不僅產(chǎn)生了較高的鐵路經(jīng)濟(jì)價(jià)值，而且對(duì)改善當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況起到促進(jìn)作用。另外，該防風(fēng)沙危害綜合防治方法對(duì)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(jià)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(tái)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(jī)吊釣，混凝土塊體可隨起重機(jī)吊臂移動(dòng)組合。由多塊混凝土塊體凸臺(tái)對(duì)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(jìn)出堤內(nèi)，盡可能減小雨水對(duì)山坡的沖擊產(chǎn)生面蝕和新的細(xì)溝侵蝕；②在“鎖邊”山坡溝道，間隔5-8m，設(shè)置沉沙池，對(duì)洪水所攜帶的沙粒、土體等坡積物進(jìn)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(hù)坡，基礎(chǔ)護(hù)坡寬度 一般為3-5m。為防止基床和護(hù)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(yùn)送到現(xiàn)場(chǎng)。順山坡溝道走向，用起重機(jī)將每一塊體沿護(hù)底基準(zhǔn)線順序擺放、凸臺(tái)對(duì)凹槽對(duì)接，用水泥勾縫。山坡溝道“鎖邊慮沙”格柵的長(zhǎng)度視鐵路防護(hù)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(zhǎng)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(dá)到水沙動(dòng)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(diǎn)打樁，木樁長(zhǎng)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(shí)，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?yàn)I湖地段沙源對(duì)鐵路造成風(fēng)蝕沙埋。①根據(jù)風(fēng)洞模擬實(shí)驗(yàn)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(hù)區(qū)外約IOOm處，沿主害風(fēng)向各設(shè)置3-5道長(zhǎng)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(hù)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(duì)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(jī)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?jǐn)嚢韬?，采用容量?. I噸/小時(shí)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(shí)，先將防護(hù)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(diǎn)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(jìn)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(hù)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(shí)施，其特征是 (a)山坡溝道“鎖邊濾沙”格柵(I)是由可移動(dòng)的矩形狀混凝土塊體格柵的凸臺(tái)對(duì)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(hù)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(duì)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(duì)青藏鐵路途徑湖泊地段風(fēng)沙危害綜合防護(hù)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(gè)集防治坡面細(xì)溝侵蝕、阻沙、固沙與輸沙為一體的綜合防護(hù)體系，填補(bǔ)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(chǔ)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(duì)改善鐵路沿線區(qū)域生態(tài)環(huán)境，加快西藏經(jīng)濟(jì)發(fā)展、鞏固國(guó)防和進(jìn)一步增強(qiáng)國(guó)力有著重要意義。
文檔編號(hào)E02D17/20GK102852119SQ20111018545
公開日2013年1月2日 申請(qǐng)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(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所