呼准鄂铁路风沙路基防护与治沙措施探讨

王信喜

一、前言

新建呼准鄂铁路位于鄂尔多斯高原，沿线地形高低起伏，多为半固定沙丘，少部为移动沙丘。为降低铁路沙害隐患，保证铁路建成后顺利运营，根据以往研究成果及建设经验，分析了风沙地区铁路路基沙害的特点，并总结新建呼准鄂铁路DK117+390～DK140+100段的路基防护设计及施工，为今后类似区域的铁路施工提供了实例资料。

二、风沙地区铁路路基的沙害类型

风沙地区铁路路基的沙害类型主要为风蚀和沙埋。

1.风蚀

风沙地区修筑的铁路路基被风蚀是铁路路基沙害的普遍现象，特别是高填深挖路基段更为突出。坡面被风蚀出凹槽，对路基本体造成危害，直接威胁铁路运行的安全与稳定。风蚀危害主要是由于路基边坡直接受到风力的影响，引起坡面沙粒的搬移，一般路基迎风坡以吹蚀为主，背风坡以掏蚀为主。风蚀常使坡面被风蚀出凹槽，严重者路基宽度不足，对路基本体造成危害，直接威胁铁路运行的安全与稳定。

2.沙埋

沙埋是风沙地区铁路最普遍的一种危害方式。沙埋主要是由于风沙流活动和沙丘移动造成的，轻则污染道砟，重则积砂掩埋道轨，造成列车脱轨事故。这种危害具有险情时间短、难以预测的特点，对行车安全危害巨大。另外，沙埋对路基还有潜在危害，即预埋路基附属排水措施，在多雨季节，由于排水不畅，流向路基则对路基造成冲刷，严重者还会造成路基坍塌。

风沙流活动对路堤而言，就是当其在行进过程中遇到路堤阻挡时，在迎风侧一定范围内贴地层，气流有明显的减速，当气流抬升翻过路堤面时，因气流扩散，背风侧风速明显降低，进而使沙粒从气流中脱离出来，造成沙埋危害。对路堑而言，则是当风沙流越过路堑时，产生涡旋作用，部位沙粒跌落下来形成积砂。

沙丘移动就是沙丘在风力的作用下，移向路基形成沙埋危害。

三、风沙路基防护措施

标段路基穿越了半固定和移动沙地，风沙地区路基防护包括工程防护措施与植物防护措施。

1.工程防护措施

（1）碎石土包坡

碎石土包坡就是将土与碎石按3：7的比例混合夯拍于路基坡面，厚度0.2m。一般适用于风沙地区边坡高度小于等于3.0m地段，碎石土应平铺于路基边坡及坡脚（或者堑顶）外5.0m范围内。路堤地段设置M7.5水泥砂浆砌片石护肩，顶宽0.6m，高0.5m，顶面采用M7.5水泥砂浆勾缝并抹面。

（2）浆砌片石拱形骨架护坡

浆砌片石结构紧密，耐久性能好，抗风蚀和冲刷能力较强，拱形骨架内种植沙柳等当地灌木，结合到一起治沙效果更为显著。

①4m×3m拱形骨架护坡（一）：适用于路堤边坡高度大于等于5m地段路堤坡面防护。骨架采用M7.5水泥砂浆砌片石砌筑，截水槽部分采用C25素混凝土预制块砌筑。风沙地区路基地段骨架内铺设0.2m厚的碎石土并种植沙柳等当地灌木。

②4m×3m拱形骨架护坡（二）：适用于一般地区路堑边坡及风沙地区路堑边坡防护。骨架采用M7.5水泥砂浆砌片石砌筑，截水槽部分采用C25素混凝土预制块砌筑。风沙地区路基路堑边坡为粉细砂地段于骨架内铺设0.2m厚的碎石土并种植沙柳等当地灌木。堑顶边坡外地层为粉细砂时，应于堑顶外5.0m范围内铺设0.2m厚的碎石土，碎石土应于骨架护坡施工前夯填密实。

（3）路堑侧沟积沙平台

风沙地区沙质地层地段路堑侧沟采用预制板侧沟，侧沟外侧设置3～4m宽预制板积沙平台。可有效防止边坡上沙粒淤埋水沟、进入道床。

2. 植物防护措施

（1） 边坡种植灌木

在低边坡地段，路堤边坡防护至坡脚范围，路堑边坡防护至堑顶范围，种植沙柳等当地灌木。灌木布置形式为梅花形，穴距为0.6m，每穴两棵。

（2） 沿线绿化植树

路基沿线采用内灌外乔的绿化形式。靠近线路地带栽种草、灌植物，远离线路地带栽种灌木、乔木，形成立体复层的绿化带。栽植乔木时，其成年树高不高于旅客列车车窗下缘。

①沿线绿化基本标准

每侧原则上种植四行

当种植乔木时，株行间距2×2m，每行501株/km；

当种植灌木时，穴行间距1×1m，每行1001穴/km（每穴4株）=4004株/km。

②绿化植树布置形式

为贯彻内灌外乔、立体栽植、美化环境的精神，结合铁路用地宽度，沿线绿化植树布置形式如下：

a 路堤2m护道上种植两排灌木，穴行间距1×1m，交错种植。

排水沟外侧至防护栅栏间以及防护栅栏至用地界间，种植两排乔木（种植乔木应满足有关规定），种植间距按上述要求。

b 路堑天沟内侧种植两排灌木，穴行间距1×1m，交错种植。

天沟外侧至防护栅栏间以及防护栅栏至用地界间，种植两排乔木（种植乔木应满足有关规定），种植间距按上述要求。

（3）植物防风治沙体系

路基两侧设置植物防风治沙体系，由防火带、防护带、阻沙带、植被保护带和围栏构成，适用于风沙地区轻微、中等沙害地段。

①防火带为路堤两侧坡脚和路堑两侧堑顶外各25m宽范围，平铺0.2m厚的碎石土防护。

②防护带设置于防火带外侧，由平行于线路的宽林带或窄林带和种草带组成，带内铺设麦草方格沙障。轻微沙害地段主导风向侧带宽100m，设置窄林带2道，种草带1道；背风向侧带宽50m，设置宽林带1道。中等沙害地段主导风向侧带宽180m，设置窄林带2道，种草带2道，宽林带1道；背风向侧带宽100m设置，窄林带2道，种草带1道。每道窄林带宽35m，每道宽林带宽50m，每道种草带宽30m。

③窄林带或宽林带均为纯灌木林防护带。灌木行距1.0m；穴距：轻微沙害地段0.8m(中等沙害地段0.65m)；每穴2株。造林数量：轻微沙害地段主导风向侧灌木180000株/km，背风向侧灌木127500株/km；中等沙害地段主导风向侧灌木378462株/km，背风向侧灌木221540株/km。

④阻沙带

于防护带外侧不小于25m处设置一行树枝沙障阻沙。阻沙栅栏由一行树枝条沙障及其两侧各1m范围内1×1m草方格沙障组成。

树枝条沙障埋深d≥0.3m，立柱埋深D≥0.5m。上露高度C=1.0m；空隙段采用30%～50%。

一行阻沙栅栏材料数量：树枝条：5.5～6.0kg/m。麦草：1.2kg/m。

⑤植被保护带

于防护带外侧设置植被保护带，轻微沙害地段主导风向侧带宽200m，背风向侧带宽50m；中等沙害地段主导风向侧带宽300m，背风向侧带宽100m；植被保护带范围内禁止一切不合理的开垦、放牧、砍伐，保护沙面植被。

⑥草方格沙障

a 草方格沙障埋深0.15m，上露高度0.15～0.20m，尺寸为1.0×1.6（1.3）m。

b 草方格由主带和副带组成。在沙丘脊梁处，主带与主导风向垂直，其延伸到两侧的主带宜向前微呈弧形。副带与沙丘脊梁平行。

四、施工注意事项

1.工程防护措施施工注意事项

（1）浆砌片石施工前应清刷坡面浮土，填补坑凹并拍实使坡面平整。

（2）石料应选用质地坚硬、不易风化、无裂纹，砌筑前将石料表面泥土冲洗干净。

（3）浆砌片石施工时要求水泥砂浆饱满，采用挤浆法、分段砌筑。

2.植物防护措施注意事项

（1）植物防护工程施工应根据植物的特性，适时种植，避免在暴雨季节、大风和高温条件下施工，保证成活率。

（2）在防护未形成一定能力时，宜采取排水和覆盖等临时保护措施。

（3）草方格沙障宜在风季之前施工，如发现沙障有破口，应及时进行修补，防止破口扩大而发生舌状沙埋。

五、结语

风沙地区铁路路基防护应统筹兼顾，遵循风沙运动规律，采用固沙、阻沙等方面的措施，并结合工程措施治沙与植物防护措施治理相结合，对风沙路基段进行防护，最大限度改善风沙地区铁路沿线的生态环境，降低沙害对铁路的影响。