新兖线K22-K35沿线沙害治理措施研究

吕晓星

（中国铁路郑州局集团有限公司新乡桥工段，河南 新乡 453000）

1 引言

新兖线西起河南新乡，东至山东兖州，是我国晋煤外运的重要通道。新兖线走向自西向东，约自K22+500处进入河南省延津县境内。

延津县地处河南省北部 ，属黄河冲积平原。由于黄河在历史上多次决口、改道，在延津县境内产生了丰富的沙质沉积物。这些沉积物在地质作用下，在延津县境内形成了一条东北—西南走向的沙带[1]，奠定了延津县总的地貌格局，经后期自然和人为因素的影响，形成了现代起伏和缓、岗洼相间的地貌结构。

延津县境内的沙源主要为点片状流动沙地、半固定和固定沙垄、缓起伏波状沙地、平沙地[2]。沙源在风力作用下向铁路方向输送沙物质，其中以新兖线K22-K35沿线的沙害较为严重。

2 新兖线K22-K35沿线沙害形式及危害

2.1 新兖线K22-K35沿线沙害形式

2.1.1 风积沙埋

地表细沙被风搬运至别处沉积的现象称为风积沙埋，其常见的形式为片状、堆状、蛇状沙埋。新兖线K22-K35沙害的主要表现形式为片状沙埋。流动沙物质在大风作用下向线路方向移动，遇铁路路基边坡、封闭网、线路等阻挡而停滞，造成大量散沙堆状压埋。堆状沙埋移动速度较慢，对线路运营安全干扰较小。蛇状沙埋在风速较大时对行车安全危害较大。

2.1.2 风蚀沙埋

风蚀沙埋是风沙地区铁路面临的最严重的沙害之一，会给铁路的运营带来较大困难。当风向与线路平行时，路基两侧边坡同时产生风蚀和堆积；当风向与线路垂直时，迎风侧路基风蚀较严重，多产生掏蚀现象，沙物质在迎风侧道床边坡范围内沉积，产生风蚀沙埋现象。

2.1.3 磨蚀

风沙流在越过铁路范围时，气流中的沙物质对铁路接触网、信号灯等设备造成磨蚀；降落在钢轨上的沙粒在列车荷载作用下对钢轨形成磨蚀，降低钢轨的使用寿命。

2.2 新兖线K22-K35沿线沙害危害

2.2.1 风蚀路基

路基填土在风力作用下易被吹出，在路基边坡及路肩等部位形成风蚀坑，导致路基宽度不够，强度降低，在列车振动作用下，轨道形位难以保持，影响行车安全。

2.2.2 线路附近积沙

风沙流在越过铁路的过程中被铁路设备阻滞，裹挟在风沙流中的沙物质在铁路线路附件沉积。沙粒在列车荷载的振动作用下被震动至道床底部，使道床因脏污、板结等原因失去弹性。

2.2.3 淤塞排水沟

风沙流中的沙物质及线路附近的流动沙丘在大风作用下向线路方向移动的过程中，因遇排水沟的阻挡而停滞，沙物质在排水沟内大量积聚，造成线路两侧排水不畅。

3 国内铁路沿线沙害主要治理措施

3.1 工程固沙

国内铁路沙害治理措施主要分为工程固沙、植物固沙和综合防治措施[3][4]。工程固沙常用的材料有卵石、柴草、尼龙网等。铁路工程沙害防治中常用的工程固沙措施有高立式沙障、半隐蔽沙障、隐蔽沙障等。

3.2 植物固沙

植物的根系能固定流沙，有利于沙层中有机质的积累，促进松散沙面结皮及地带性土壤的形成。植物固沙措施既能防风固沙，又能为资源匮乏的沙害地区提供燃料、饲料、药材等，是沙害防治的最根本措施，植物固沙措施中常用的措施有种植草本植物、栽植低矮灌木、乔木等。

3.3 综合治理

综合治理措施是指通过工程、植物等不同措施的相互结合及合理搭配，实现减轻直至消除沙害的目的。铁路风沙灾害防治工程中常用的综合治理措施主要有：工程固沙中固沙、阻沙、输沙、导沙等措施在同一防护体系中的搭配；植物固沙中草本植物、低矮灌木与高大乔木的搭配；工程固沙、植物固沙措施在防护体系的不同阶段、不同区域的组合等。

4 新兖线K22-K35沿线沙害治理措施

新兖线K22-K35沿线沙害对线路危害程度不一，沙害形式各异，沙害区域的植被条件差别较大，因此无法实施统一的沙害治理措施，而是应在调查研究沿线各沙害区域表现形式、危害程度及植被生长情况的基础上实施有效的沙害治理措施[5]。

4.1 植物治理

新兖线K22-K35地势平缓，线路近处生长有一年或多年生植物，植被覆盖度较高，仅在植物植株或群落之间有小片裸露沙地的区域。由于沙地干沙层表面均已形成结皮，在植物的防护作用下，沙害对线路的危害程度较弱[5]。

针对这种类型的沙害，线路近处植被生长良好且盖度较高，具有一定的防风固沙能力，沙害程度较弱但存在加重的可能，需采取一定的治理措施。该类型的沙害区段的植被具备自行更新复壮的能力，只需在线路远处及近处采取撒播草籽、栽植幼苗的方式，即可在短时间内形成有效的植物防护体系。

4.2 工程治理

新兖线K22-K35沿线部分区段附近分布有固定沙丘、沙地，且线路远处不存在外部沙源。固定沙地、沙丘上生长的植被多为草本植物，在枝叶枯萎后其防风固沙能力大幅降低，植物种籽不易在沙面上固定及萌发，沙害程度有严重的趋势。固定沙丘、沙地的裸露部分容易在大风天气条件下就地起沙形成风沙流，沙物质被裹挟至线路范围内造成铁路沙害[5]。

针对这种类型的沙害，需实施工程措施，为原本植被条件较好的固定沙丘、沙地提供更加稳定的环境，帮助植被自我复壮。由于固定沙丘、沙地上生长有草本植物，草方格沙障施工较困难，因此可以采用铺设尼龙格状防沙网的治理措施，为植物的更新复壮创造条件，达到长期治理沙害的目的。

4.3 综合治理

新兖线K22-K35沿线部分区段分布有半流动沙丘、沙地，植被覆盖率不高且呈继续衰弱的趋势。由于这些区段风沙流活动较强，危害程度较大，单纯的依靠植物或工程治理措施难以达到快速控制沙害的目的，因此决定在治理难度较大、单一治理措施难以快速见效的区段实施综合治理措施。

4.3.1 草方格沙障与植物措施相结合

新兖线K22-K35沿线部分区域原本植被覆盖度较高，沿线线路附近生长有一年生草本植物及半灌木，沙害程度较低。因线路附近居民破坏固定沙丘，导致固定沙丘演变成裸露沙地，在大风作用下，沙物质被输送至线路范围内。因线路远处没有外在沙源，具备植被快速恢复的条件，遂决定在该类型的沙害区域实施草方格沙障与植物治理措施相结合的综合治理措施。

4.3.2 格状防沙网与植物措施相结合

新兖线K22-K35沿线部分沙害区域沙地较密实，植被覆盖度相对裸露沙地较高，但由于植物群落物种单一，自我更新复壮能力较差，附近居民不合理的经济活动使植被逐渐退化，裸露的沙物质即会对线路的运营安全形成危害。针对该类型的沙害区域，由于沙地较密实，且沙地上仍有稀疏植被，麦草、稻草秸秆在铺设时容易折断，因此决定在该类型的沙害区域实施尼龙格状防沙网与植物措施结合的综合治理措施。

5 结语

1）新兖线K22-K35沿线沙害类型主要为片状、堆状、风蚀沙埋，沿线片状沙埋较普遍，风蚀沙埋主要发生在路基边坡及路肩范围内。

2）新兖线K22-K35沿线沙害对线路的危害主要表现为风蚀路基、线路附近积沙、淤塞排水沟，线路附近积沙及淤塞排水沟容易导致车间、班组养护维修工作量增加。

3）新兖线K22-K35沿线沙害治理措施按表现形式、危害程度、植被条件分为植物治理、工程治理、综合治理措施。