新疆沙漠公路防沙设施的改进

孙久畅

摘要：新疆沙漠公路（即塔克拉玛干沙漠公路）是目前世界上在流动沙漠中修建的最长的公路。沙漠公路绿化工程于2003年开工建设，全长436公里，宽72至78米。但因为其对大规模沙尘天气防御力较差，同时植物亦有一定的生长年限，在换季换种期间易使公路受到风沙侵蚀，甚至遇上极大规模沙暴会是公路被掩埋；同时在沙暴天气下对于过往车辆保护力较弱，本文主要针对这些缺点进行了改进。

【关键词】新疆沙漠公路；防风网；保护

1.研究背景—新疆沙漠公路介绍

中国新疆塔克拉玛干沙漠公路（即塔里木沙漠公路）自古以来就是古丝绸之路的中心，目前也是众多旅游者前去观光的目的地之一。

塔克拉玛干沙漠公路，第一条公路是轮台-民丰沙漠公路（1995年贯通，2014年编入216国道），第二条公路是阿拉尔-和田沙漠公路（2007年贯通）。第三条斜线南部，且末—塔中2003年立项并开工建设；北部是阿拉尔-塔中（2015年获批）。第四条是尉犁至且末，2017年3月正式对勘察设计进行国内公开招标。本文主要针对轮台-民丰沙漠公路的防护工程提出改进方案。

2.新疆沙漠公路现行防沙设施

公路路基宽幅10米，采用强基薄面、振动干压实等施工手段。路基为风积沙基，沙基上方为土工布并铺上天然沙砾和坚硬碎石，再用沥青混凝土浇碾，最后铺上沥青路面。整条公路路面平整，车流密度低，汽车行驶顺畅，时速可匹比中国大陆高速公路的行驶速度，即100公里/小时，部分路段甚至适应150公里/小时以上的行驶速度。

轮台-民丰沙漠公路的防沙工程复杂，采用土工布稳固沙基、芦苇方格、芦苇栅栏等防沙工艺，配合滴灌种植和绿化带以强化固沙效果；并以“阻”、“固”、“输”、“导”等多重手段，形成了完整的防沙体系，仅219公里的北段公路就编扎了2000万平方米的芦苇草方格，在方格的外侧还竖有尼龙网；446公里的芦苇排阻沙栅栏分布在公路两翼，宽度为20～100米，高1.3米，厚8厘米。防沙栅栏和草方格随沙丘起伏绵延，有一定的防沙效果。公路两侧还种植有固沙树木和草，如胡杨、红柳和梭梭草等。为保障固沙植被的存活，沿公路建有供水管道，定时浇灌固沙植被。

存在的缺点：

（1）少量的2-3层的防护不足以面对最高风速可达25m/s的沙尘暴及其所带起沙尘。

（2）植物易在大风沙天气中被折断枝条，造成植物防沙力下降，甚至于脱水死亡。

（3）同时这种防护有一定的时限性，如果植物达到其生长时限，就必须更换，在更换时，公路就将暴露在风沙之下，毫无防护，一旦出现持续性的特强沙尘暴，那么公路势必会受损，甚至于被掩埋。

（4）因为植物高度不足（除梭梭树外很少可超过两米）所以当大规模沙尘天气降临时，很难对过往车辆进行有效防护。

（5）对于大的流动沙丘，这些植物带基本无力抵御。

（6）防沙带养护费用非常昂贵。

3.新疆沙漠公路防沙设施的优化设计

在轮台-民丰沙漠公路现行原有设计基础上，根据监测数据，在易发生风暴及沙石易堆积掩埋部位增加两道防线。

3.1在公路两侧树立防沙壁公路两侧的防护壁

在公路两侧1m处树立由镀铬钢板制成的厚10cm，下部高4.5m，上方120°倾斜板高2m的防护板。它的无孔设计和上板倾斜设计主要为了保证在扬尘天气下司机视线不受沙尘干扰，作为对植物防风带的不足的一种补充，同时也作为对于车辆的防护，在很大程度上可以增加行车安全度，减少事故发生率。减少了小型车辆因大风侧翻的可能。

3.2植物防风带外的混凝土防沙墙

此设计需符合2011年7月1日中华人民共和国住房和城乡建设部发布的《混凝土结构和设计规范》的要求使用符合标号JG95-2011的直径20cm的螺旋纹钢筋和pⅡ型号的波特兰水泥，构筑一堵有2米混凝土地基（在风积沙基上）高4.5m宽2m的钢筋混凝土墙壁。此设计可以保證建筑的稳固性，长久性和有效性。

图1 植物防风带外的混凝土防沙墙

①主路 ②支路 ③防风停车区 ④钢筋混凝土墙壁

此设计可有效阻挡最大的沙暴（风速25m/s以上的特大沙尘暴），同时可以对公路的植物防风带进行庇护，以保证在换植时有效保护公路免受风沙损伤。同时可以在主干道上通出支路到防护墙下，以便再大的沙暴天气下为公路上的车辆提供安全区和荫蔽所，保证过往车辆安全，同时亦可以在墙下阴凉处种植植物进一步完善防风固沙体系，从而进一步提升防沙能力。同时因为是钢筋混凝土架构，所以说有相对较久的使用时间，不必频繁重建。

4.结论

综合以上两种新的防沙体系架构，可以将公路防沙体系及在保护过往车辆上的不足之处大大弥补，同时也加固了原有的体系，使整个防沙体系更加紧密地结合在了一起。

补充方案：防风箱墙。采用4层相隔三米的网栅结构作为基础（一边两层）中间用以填充石块等可灵活选择的物质。此方案可用作钢筋混凝土墙壁的替代方案。相较于钢筋混凝土防风墙，其优点在于：建筑成本低，选择灵活度高，建筑方便易于修补。

具体方案：将5米作为一个结构单位，采用活扣接拢的方式进行拼接。在活扣上在罩上一个可以落锁的盒子，其活口和盒子都以金属制成，以保证其稳固性。

网栅结构采用两层1cm的冲压带网眼钢板（网眼直径小于1cm，每平米不超过50个），在对角线上家装两根直径10cm的钢筋以加固结构。网必须是金属结构，因为沙漠中气温过高，高密度聚乙烯和EVA树脂都无法承受塔克拉玛干沙漠中白天高达70-80摄氏度的高温，在这种天气下，以上天气下易变形。加固结构：内部填充物才是防风关键，里面可用人工石灰石快（大石子）也可以是建筑垃圾（大块的）抑或是采石场废料，密实性碎土，或用人工块石。（最好在莫氏硬度5以上）缺点：受损速度较快，使用寿命橡胶钢筋混凝土墙壁来说较低，防风性较弱，不能作为安全防风区，有一定崩塌风险，危险度较高。优点：更加有效地保护了公路，加大了对过往人员的保护，提高了对于流沙的防护能力。

5.结束语

沙漠公路作为我国路网体系之中的重要一环，在采油，国防，旅游等方面意义重大。同时沙漠公路也造价高昂，本技术可以有效节省修路维护资金，节约国家资源，同时还有极高的推广意义。本设计经过改良，可以不仅仅用于新疆地区，还可以在全国多个有沙漠公路建设的地区应用。同时这也大大减少了人工成本在公路修复方面的应用，具有较广阔的前景。

【参考文献】

[1]麻云霞，李钢铁，梁田雨，王少雄，马媛，萨如拉.浑善达克地区公路防沙植被建设研究[J].北方农业学报，2017，45（05）：89-94.

[2]张志成.沙漠公路生物防沙工程研究[ J].当代化工研究，2016（12）：111-112.