南疆线巴楚至和田段沙害防治模式探索及研究

南疆线巴楚至和田段沙害防治模式探索及研究

高长红

乌鲁木齐铁路局喀什工务段新疆喀什844000

摘要：新疆南疆线铁路与2011年全线开通，途径喀什、克州、和田两地一州，北、西、南三面环山，西延天山南麓，东邻中国最大、世界第二流动沙漠塔克拉玛干沙漠，南依喀喇昆仑山，为典型的温暖带大陆性干旱气候，冬夏季节长，春秋时间短，干旱风多，降雨少仅为80mm左右，蒸发旺盛达到2100-3400mm。沿线地质大部分为荒漠戈壁，植被较少，生态环境极为脆弱，沿途多分布有风沙流、雅丹、活动沙垄、新月形沙丘、固定沙地等风沙地貌。在春秋季，受西伯利亚高压影响，常有强烈的东北风、西北风，大风、沙尘天气（沙尘暴、扬沙、浮尘）频繁发生。大风携带沙粒在遇到铁路路基后风速减慢，沙粒沉积到线路上形成沙害，沙埋轨腰、钢轨，造成钢轨锈蚀、道床板结、桥涵堵塞、风蚀路基等病害，南疆线至建成以来，风沙对铁路运营维护造成极大的危害，成为线路维护的心腹之患。为了保证线路的畅通，深入探索及研究，对管内的沙害进行系统性的处理。

关键词：沙害防治；探索；研究

1沙害的特点及主要危害：

1.1沙害主要特点：

（1）风力强，大风天气多，风向复杂多变。风是形成沙害的动力条件，在春季、秋初，受西伯利亚高压影响，8级以上的大风天气屡见不鲜，主导风向由于受山势地形条件的影响，转向现象较多，每到大风来临时，大地仿佛笼罩着一种“黑云压城城欲摧”的恐怖气氛，只见天空中涌起如同原子弹爆炸时的巨大蘑菇云翻滚着向你逼近。顷刻间，风沙弥漫，漆黑一团，天昏地暗，“龙卷风”式的沙尘暴是一种危害极大的气象灾害。特别是K1705-K1832段因风向多变，时常可以见到上午风携带者沙子从线路右侧到线路左侧，下午风有携带着沙子从线路左侧到线路右侧，在公路上行驶时如在沙浪中行进。

（2）沙害范围大，浮沙随风而起，形式多变，沙源较多：1.就地起沙：管内生态环境十分脆弱，本地群众在戈壁滩野蛮施工和混乱取弃土，破坏了地表保护层，造成戈壁沙化，成为线路沙害的新来源；滞洪区地表平滑，为风沙流顺利通过提供条件，盐渍土地区地表被风沙流撞击起沙，也是不可忽视的沙源之一。2.远方来沙：在距离线路3-5km外大多为山前冲洪积扇群（或称戈壁滩），构成地层多为中间含有杂粒沙的卵砾石层，以及天山上的岩石风化层和塔克拉玛干大沙漠，皆可称之为沙库。在大风作用的情况下，将细小沙粒扬起，形成风沙流，源源不断的吹过线路，提供者大量的沙源。其中，K1587-K1592段沙害主要形式为远方来沙，K1825-K1831段沙害是以上两种形式共同造成，也是2015年沙害最严重地段，多次发生沙埋钢轨，影响行车安全事件发生。主要沙害地段61.9公里，造成线路板结254.615公里。

（3）干旱少雨、荒漠化严重，全年降雨较少，并且多山丘，降雨就伴随着山洪暴发，不利于植物的成长，受限于资金和环境的原因，建造植物防沙带代价较高。

（4）沙害流动性大。防沙设施没有形成规模防护，在对沙害地段修建防沙设施后，沙害沿防沙设施地段发展，特别是2014年对K1886-K1890段修建了阻沙堤，PE防沙网等防沙设施，但沙害向K1886-K1884段线路发展，反映了沙害的流动性和多变性。

1.2造成的主要危害：

（1）沙埋线路，主要为片状沙埋，其次为沙丘前移，直接威胁列车运行安全，严重时造成列车途停。每到风沙天气，都要出动人员进行清沙，列车缓慢通行或是停运。

（2）掩埋桥涵通道，造成桥涵上下游通道被堵，洪水不能正常下泄，对路基造成严重威胁。

（3）风蚀路基，风蚀造成线路路肩不足，枕木头外露，道砟下溜，严重地段路肩全无。

（4）恶化线路状况，沙害地段道床板结严重，影响道床的弹性和排水，同时沙害地段低接头，轨距和方向等线路不良地段较多，起拨道较困难，影响线路维修。

（5）损坏线路设备，沙害侵蚀等问题促使轨枕、钢轨和连接零件等严重锈蚀，缩短使用寿命。

2沙害的整治方法：

本着“经济合理、性能可靠”的原则，以“阻、隔、清、固、修”为方针对沙害进行常态化综合整治，做到沙害不上道、道床不积沙，行车安全不影响。

2.1阻：对大风进行阻挡，风是沙子发生运动的动力因素，风沙运动是一种贴近地表的气流搬运沙子的现象。风停则沙止，减少风的力量就等于阻止浮沙、流沙移动，设置挡沙堤截沙沟是一个有效的方法，挡沙堤截沙沟设置在防护区最外侧，距路基50～75米，平行于线路，垂直于风向，迎风侧为沟、沟后面为堤，堤高2～3m不等，开沟时挖出的土源堆至沟外侧整形成梯形断面。挡沙堤顶面及边坡采用粘性土包坡。挡沙堤具有就地取材、经久耐用和阻截沙量大的效果，适应输沙量较低，地势较为平坦的砂砾质土质戈壁地段。主要用于阻截外来风沙流，当风沙流通过时，风向向上，沙子因自重就会下落；一部分砂粒沉积于堤前，一部分砂反转沉积于沟内。平均阻滞流沙3～5m3／m，有些沟里积沙甚至超过10m3／m。结合南疆降雨洪水多等问题，把防沙和防洪工作结合起来，把挡沙堤与导流堤连接起来，把洪水导入截沙沟积存，促使红柳等耐旱性植物生长，当植物生长成片时提高了水的储存，反过来又使植物向大范围生长，形成良好的循环，建立天然的植物林带防沙，在西格尔～八盘磨区段、K1832～1836沙害地段红柳植物已经形成规模，有效的解决了防沙的难题。

2.2隔：控制地面的风沙是整治沙害的关键，所以设置防沙网PE阻沙栅栏防止浮沙再次飘起。在挡沙堤内修建PE阻沙栅栏，起到阻隔浮沙飘起的作用，同时浮沙经过挡沙堤后风力减弱，在经过PE阻沙栅栏的阻隔，沙子还没有到线路就落到PE阻沙栅栏旁。PE阻沙栅栏分高立式、中立式、矮形三种形式及草方格相互结合形成立体固沙方式，PE阻沙栅栏由轻便、耐久、抗日晒老化的人工聚酯高分子材料编织制成。高孔隙度在布设前设置，平面排列方式可分为直线形、折线形等多种组合，可人为控制栅栏前后积沙长度与高度具有施工简便、快捷的特点。适于阻沙带的外缘安设，使用寿命约5～8年，现场设置折角来阻滞流沙效果显著，阻滞流沙6～10m3／m。但当初设置成开口羽排状，障前后积沙悬殊，网材料中抗老化剂含量较少，致使破损明显。

2.3清：对道床、路基边坡、坡脚的浮沙进行打包清除、外运掩埋。当外部沙源被控制后，为防止线路附近积沙在线路两侧流动上道，对沙害地段的积沙进行了彻底清除，用砂石料或粘土覆盖。减少附近风沙源，防止沙害反复发生。

2.4固：几年来，防沙网附近淤积着大量的积沙，部分积沙已经漫过防沙网，使部分防沙网失去了效用，形成了新的沙源地，用固沙剂要求较高，当上面有动物活动时表面固壳被破坏，失去防沙效果。采用了机械与人工相结合的方法，对防沙网旁积沙进行清除，用戈壁料进行掩埋，同时对靠近线路的沙丘用戈壁料进行掩埋固化，增加自重，把活沙丘变成死沙丘，阻断沙源。通过对K1840～K1844区段3座沙丘的整治，沙丘再没有发生变化，效果良好。

2.5修：对防沙PE网常态化修补。防沙网风吹雨淋日晒，一般每一次大风过后，就会有部分防沙PE网被大风吹、积沙压脱落、卷网、破裂等，影响防沙效果，所以每年都需要对防沙设施进行及时整修，使防沙设施发挥作用。

3结束语

防沙工作一直是我段的工作重心，在今后的时期内我们要密切研究防沙的新技术，新工艺。采用最为广泛、效果显著的工程防沙措施。根据各个防沙设施的应用特点，采用阻、隔、清、固、修等方法，合理有效的整治沙害，在今后实施大规模的防沙工程时，针对不同的风沙活动特征，因地制宜地进行、经济合理的搭配，管内未发生一起沙害上道影响行车安全的事件，工区也从繁重的清沙应急处置中解放生产力，更有效用于设备维修，均衡提高设备质量。