川藏鐵路風沙路基的防護措施

張洪文等

摘要：川藏鐵路位于雅魯藏布江兩岸河谷平原區地段，主要地貌為平坦谷地、裸露淺灘和風成沙丘等，為確保鐵路運營安全，應采取防沙固沙工程措施。文章結合現場勘測設計情況，總結了川藏鐵路風沙的形成原因及病害特點，提出了路堤填料選擇方案、路堤及路塹邊坡防護設計形式，根據數值模擬計算結果，提出插柳條方格低立式沙障及HDPE高立式沙障相結合的防沙、固沙措施。

關鍵詞：川藏鐵路；風沙路基；路基設計；邊坡防護

中圖分類號：U213 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）25-0100-02

川藏線途經雅魯藏布江沿岸兩側，沿線地形受風的影響顯著，風向多與河谷走向一致，10月下旬至次年5月為干風季節，風速一般為8～9級，最大可達11～12級，形成移動或半移動沙丘。鐵路路基部分經過移動或半移動沙丘，這些沙丘被鐵路路基阻斷后，在大風季節會在路基迎風和背風側重新堆積形成沙埋及風蝕現象，增加工程設計防護難度，產生路基病害。

除沙埋病害及風蝕病害外，受氣候因素及植被環境的控制，川藏線局部地區沙漠化十分嚴重，全線分布約20處風沙地段，約有15處以路基形式通過。拉薩河寬谷區路基病害較為嚴重，風積沙主要分布于拉薩至協榮段落，尤其是在協榮車站一帶尤為嚴重，此段全部為半固定沙丘、沙壟地形，風沙路基處理困難，增大了路基防護設計難度，增加了工程投資。因此，項目組經現場踏勘，多方論證，確定嚴重的風沙段落采用橋梁或隧道通過，無法避讓或不適合橋梁、隧道的情況下采用路基通過。路基通過地段設計難點在于防沙、固沙措施的確定，以及活動沙丘的長期監測工作的布置。

1 路堤填料選擇及防護

風沙地區路基應避免采用長度大于30m和深度大于6m的路塹，故設計中路基以填方為主，填方路基應優先選用級配較好的礫類土、砂類土等粗粒土作為填料。路塹開挖多為淺表層開挖，主要成分為粉土、粉細砂、細砂等，無法滿足鐵路對填料的要求，故本線填方選擇本著就地取材、因地制宜、綜合治理的原則，就近選取開山石作為路基填料，可以滿足填料最小強度及壓實度要求。風沙路基為避免風沙的侵蝕，增大迎風面，降低風速，故邊坡率應較緩，路堤邊坡率設計可取1∶1.5～1∶2，路堤邊坡兩側根據堤高不同選用空心磚撒草籽間植灌木護坡或人字型截水骨架內空心磚撒草籽間植灌木護坡，路肩采用C25混凝土護肩，以確保路堤邊坡不發生風蝕破壞，路堤邊坡防護詳見圖1：

圖1 路堤邊坡防護詳圖

2 路塹邊坡形式及防護

根據《鐵路路基設計規范》要求，風沙地區路塹宜采用敞開式、緩邊坡路基橫斷面，挖方邊坡坡率應根據挖方深度、風力、風向、路側地形及防護措施確定；深路塹邊坡坡腳應設置積沙平臺，以便于養護。結合川藏線實際情況，經現場踏勘，確定路塹采用展開式，且設置路堤式路塹，路塹側溝外側留4m積沙平臺，邊坡為1∶4，路塹邊坡兩側根據邊坡高度不同選用空心磚撒草籽間植灌木護坡或人字型截水骨架內空心磚撒草籽間植灌木護坡，路肩采用C25混凝土護肩，防止風蝕破壞及沙埋病害，路塹邊坡及防護形式詳見圖2：

圖2 路塹邊坡防護詳圖

3 風沙路基坡腳及塹頂外側防護措施

風沙路基除對路堤、路塹邊坡進行防護以防止風蝕和掏蝕外，根據《鐵路特殊路基設計規范》8.5.4的規定，路堤坡腳及塹頂外側應按不同情況設置防護帶和植被保護帶。川藏線防護帶寬度按下面幾種形式設置：嚴重風沙地段：迎主導風向側防護帶寬度為L1=300m，背主導風向側防護帶寬度為L2=200m；中等風沙地段：迎主導風向側防護帶寬度為L1=200m，背主導風向側防護帶寬度為L2=100m；輕微風沙地段：迎主導風向側防護帶寬度為L1=100m，背主導風向側防護帶寬度為L2=50m。

決定路基坡腳、塹頂外側采用何種防護措施的主要因素為：地方政府成功的防沙、治沙經驗；工程所在地的水文地質情況；大氣降雨量及不同行業相關規范要求等。應同時采取固沙、阻沙、輸沙和封沙育草、保護天然植被等多種防護措施，構成嚴密的、整體性的防沙結構體系，確保鐵路安全、美觀，并改善鐵路周圍自然環境。

川藏線風沙路基的特殊性體現在：沙源來自于河床經風力搬運至河岸上，地表沙源豐富不具備沙源治理條件；西藏地區干冷多風，大風是風沙形成、發展的主因；獨特的高原氣候特點導致部分區域土地貧瘠，周圍植被稀疏低矮等。通過對沿線降雨量的調查和統計，根據《鐵路工程綠色通道建設指南》及《鐵路特殊路基設計規范》要求，一般地區鐵路應建設綠色通道；其他地區鐵路根據項目條件和特點，經技術經濟后，可分區段建設通道。對于風沙地段路基，年平均降雨量大于250mm的地區，應采用植物固沙。

通過對川藏線沿線風沙治理措施進行的調查研究，經方案綜合比選，提出低立式沙障防護與高立式沙障相結合的措施。

3.1 低立式沙障固沙

風沙流中90%以上的輸沙量都集中在離地面0～20cm范圍內搬運，故于路基兩側設置插活柳條方格形式進行固沙，柳條沙面以上高為20～30cm，沙面以下埋深約20cm。根據中國鐵路科學研究院郝小杰《青藏鐵路格拉段沙害防治措施研究》碩士學位論文中對低立式沙障進行了數值模擬計算，在低立式沙障寬度相同的情況下，沙障的固沙能力與沙障高度有密切的關系。要達到較好的固沙效果，沙障高度和方格寬度的比值應該大于1∶5。川藏鐵路最終確定活柳條方格尺寸為1m×1m～1.5m×1.5m。

3.2 高立式沙障阻沙

高立式沙障分固定式和移動式兩種，根據川藏鐵路特點，沙路基沿線零星分布且集中的特點，采用固定式HDPE高立式阻沙柵欄。

根據觀測資料，透風結構的高立式沙障削減網速的有效距離約為基高度的25倍，迎風側不積沙或很少積沙，背風側積沙范圍約為其高度的7～10倍，經過對比并考慮施工方便快捷，采用方格狀透風高立式沙障-HDPE阻沙柵欄。

4 結語

本文以川藏鐵路為出發點，根據沿線地形、地貌特點，結合沿線氣候特征等，分析了鐵路周邊風沙成因、風沙對鐵路路基的各種危害，對鐵路風沙路基防護方案進行了深入研究，著重從原始的路基設計，逐漸延展至路基周邊的風沙防護設計，為處于風沙地段的鐵路路基工程防護設計提供參考，甚至為更廣泛的交通土建類工程風沙治理提供借鑒。以上論述的風沙防護措施，只能在有限的區域內保護鐵路的運營安全，并不能達到廣泛的風沙防治效果。更廣泛的風沙防治應將近期封沙、固沙與遠期綜合治理相結合，以鐵路防沙與周圍其他區域防沙相關聯，共同協作積累經驗，總結教訓，以求取得更好的防沙、治沙的效果。

參考文獻

[1] 路基設計手冊[S].

[2] 鐵路特殊路基設計規范（TB10035-2006）[S].

[3] 鐵路工程設計防火規范（TB10063-2007）[S].2012.

作者簡介：張洪文（1979-），男，中鐵二院工程集團有限責任公司工程師。endprint

摘要：川藏鐵路位于雅魯藏布江兩岸河谷平原區地段，主要地貌為平坦谷地、裸露淺灘和風成沙丘等，為確保鐵路運營安全，應采取防沙固沙工程措施。文章結合現場勘測設計情況，總結了川藏鐵路風沙的形成原因及病害特點，提出了路堤填料選擇方案、路堤及路塹邊坡防護設計形式，根據數值模擬計算結果，提出插柳條方格低立式沙障及HDPE高立式沙障相結合的防沙、固沙措施。

關鍵詞：川藏鐵路；風沙路基；路基設計；邊坡防護

中圖分類號：U213 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）25-0100-02

川藏線途經雅魯藏布江沿岸兩側，沿線地形受風的影響顯著，風向多與河谷走向一致，10月下旬至次年5月為干風季節，風速一般為8～9級，最大可達11～12級，形成移動或半移動沙丘。鐵路路基部分經過移動或半移動沙丘，這些沙丘被鐵路路基阻斷后，在大風季節會在路基迎風和背風側重新堆積形成沙埋及風蝕現象，增加工程設計防護難度，產生路基病害。

除沙埋病害及風蝕病害外，受氣候因素及植被環境的控制，川藏線局部地區沙漠化十分嚴重，全線分布約20處風沙地段，約有15處以路基形式通過。拉薩河寬谷區路基病害較為嚴重，風積沙主要分布于拉薩至協榮段落，尤其是在協榮車站一帶尤為嚴重，此段全部為半固定沙丘、沙壟地形，風沙路基處理困難，增大了路基防護設計難度，增加了工程投資。因此，項目組經現場踏勘，多方論證，確定嚴重的風沙段落采用橋梁或隧道通過，無法避讓或不適合橋梁、隧道的情況下采用路基通過。路基通過地段設計難點在于防沙、固沙措施的確定，以及活動沙丘的長期監測工作的布置。

1 路堤填料選擇及防護

風沙地區路基應避免采用長度大于30m和深度大于6m的路塹，故設計中路基以填方為主，填方路基應優先選用級配較好的礫類土、砂類土等粗粒土作為填料。路塹開挖多為淺表層開挖，主要成分為粉土、粉細砂、細砂等，無法滿足鐵路對填料的要求，故本線填方選擇本著就地取材、因地制宜、綜合治理的原則，就近選取開山石作為路基填料，可以滿足填料最小強度及壓實度要求。風沙路基為避免風沙的侵蝕，增大迎風面，降低風速，故邊坡率應較緩，路堤邊坡率設計可取1∶1.5～1∶2，路堤邊坡兩側根據堤高不同選用空心磚撒草籽間植灌木護坡或人字型截水骨架內空心磚撒草籽間植灌木護坡，路肩采用C25混凝土護肩，以確保路堤邊坡不發生風蝕破壞，路堤邊坡防護詳見圖1：

圖1 路堤邊坡防護詳圖

2 路塹邊坡形式及防護

根據《鐵路路基設計規范》要求，風沙地區路塹宜采用敞開式、緩邊坡路基橫斷面，挖方邊坡坡率應根據挖方深度、風力、風向、路側地形及防護措施確定；深路塹邊坡坡腳應設置積沙平臺，以便于養護。結合川藏線實際情況，經現場踏勘，確定路塹采用展開式，且設置路堤式路塹，路塹側溝外側留4m積沙平臺，邊坡為1∶4，路塹邊坡兩側根據邊坡高度不同選用空心磚撒草籽間植灌木護坡或人字型截水骨架內空心磚撒草籽間植灌木護坡，路肩采用C25混凝土護肩，防止風蝕破壞及沙埋病害，路塹邊坡及防護形式詳見圖2：

圖2 路塹邊坡防護詳圖

3 風沙路基坡腳及塹頂外側防護措施

風沙路基除對路堤、路塹邊坡進行防護以防止風蝕和掏蝕外，根據《鐵路特殊路基設計規范》8.5.4的規定，路堤坡腳及塹頂外側應按不同情況設置防護帶和植被保護帶。川藏線防護帶寬度按下面幾種形式設置：嚴重風沙地段：迎主導風向側防護帶寬度為L1=300m，背主導風向側防護帶寬度為L2=200m；中等風沙地段：迎主導風向側防護帶寬度為L1=200m，背主導風向側防護帶寬度為L2=100m；輕微風沙地段：迎主導風向側防護帶寬度為L1=100m，背主導風向側防護帶寬度為L2=50m。

決定路基坡腳、塹頂外側采用何種防護措施的主要因素為：地方政府成功的防沙、治沙經驗；工程所在地的水文地質情況；大氣降雨量及不同行業相關規范要求等。應同時采取固沙、阻沙、輸沙和封沙育草、保護天然植被等多種防護措施，構成嚴密的、整體性的防沙結構體系，確保鐵路安全、美觀，并改善鐵路周圍自然環境。

川藏線風沙路基的特殊性體現在：沙源來自于河床經風力搬運至河岸上，地表沙源豐富不具備沙源治理條件；西藏地區干冷多風，大風是風沙形成、發展的主因；獨特的高原氣候特點導致部分區域土地貧瘠，周圍植被稀疏低矮等。通過對沿線降雨量的調查和統計，根據《鐵路工程綠色通道建設指南》及《鐵路特殊路基設計規范》要求，一般地區鐵路應建設綠色通道；其他地區鐵路根據項目條件和特點，經技術經濟后，可分區段建設通道。對于風沙地段路基，年平均降雨量大于250mm的地區，應采用植物固沙。

通過對川藏線沿線風沙治理措施進行的調查研究，經方案綜合比選，提出低立式沙障防護與高立式沙障相結合的措施。

3.1 低立式沙障固沙

風沙流中90%以上的輸沙量都集中在離地面0～20cm范圍內搬運，故于路基兩側設置插活柳條方格形式進行固沙，柳條沙面以上高為20～30cm，沙面以下埋深約20cm。根據中國鐵路科學研究院郝小杰《青藏鐵路格拉段沙害防治措施研究》碩士學位論文中對低立式沙障進行了數值模擬計算，在低立式沙障寬度相同的情況下，沙障的固沙能力與沙障高度有密切的關系。要達到較好的固沙效果，沙障高度和方格寬度的比值應該大于1∶5。川藏鐵路最終確定活柳條方格尺寸為1m×1m～1.5m×1.5m。

3.2 高立式沙障阻沙

高立式沙障分固定式和移動式兩種，根據川藏鐵路特點，沙路基沿線零星分布且集中的特點，采用固定式HDPE高立式阻沙柵欄。

根據觀測資料，透風結構的高立式沙障削減網速的有效距離約為基高度的25倍，迎風側不積沙或很少積沙，背風側積沙范圍約為其高度的7～10倍，經過對比并考慮施工方便快捷，采用方格狀透風高立式沙障-HDPE阻沙柵欄。

4 結語

本文以川藏鐵路為出發點，根據沿線地形、地貌特點，結合沿線氣候特征等，分析了鐵路周邊風沙成因、風沙對鐵路路基的各種危害，對鐵路風沙路基防護方案進行了深入研究，著重從原始的路基設計，逐漸延展至路基周邊的風沙防護設計，為處于風沙地段的鐵路路基工程防護設計提供參考，甚至為更廣泛的交通土建類工程風沙治理提供借鑒。以上論述的風沙防護措施，只能在有限的區域內保護鐵路的運營安全，并不能達到廣泛的風沙防治效果。更廣泛的風沙防治應將近期封沙、固沙與遠期綜合治理相結合，以鐵路防沙與周圍其他區域防沙相關聯，共同協作積累經驗，總結教訓，以求取得更好的防沙、治沙的效果。

參考文獻

[1] 路基設計手冊[S].

[2] 鐵路特殊路基設計規范（TB10035-2006）[S].

[3] 鐵路工程設計防火規范（TB10063-2007）[S].2012.

作者簡介：張洪文（1979-），男，中鐵二院工程集團有限責任公司工程師。endprint

摘要：川藏鐵路位于雅魯藏布江兩岸河谷平原區地段，主要地貌為平坦谷地、裸露淺灘和風成沙丘等，為確保鐵路運營安全，應采取防沙固沙工程措施。文章結合現場勘測設計情況，總結了川藏鐵路風沙的形成原因及病害特點，提出了路堤填料選擇方案、路堤及路塹邊坡防護設計形式，根據數值模擬計算結果，提出插柳條方格低立式沙障及HDPE高立式沙障相結合的防沙、固沙措施。

關鍵詞：川藏鐵路；風沙路基；路基設計；邊坡防護

中圖分類號：U213 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）25-0100-02

川藏線途經雅魯藏布江沿岸兩側，沿線地形受風的影響顯著，風向多與河谷走向一致，10月下旬至次年5月為干風季節，風速一般為8～9級，最大可達11～12級，形成移動或半移動沙丘。鐵路路基部分經過移動或半移動沙丘，這些沙丘被鐵路路基阻斷后，在大風季節會在路基迎風和背風側重新堆積形成沙埋及風蝕現象，增加工程設計防護難度，產生路基病害。

除沙埋病害及風蝕病害外，受氣候因素及植被環境的控制，川藏線局部地區沙漠化十分嚴重，全線分布約20處風沙地段，約有15處以路基形式通過。拉薩河寬谷區路基病害較為嚴重，風積沙主要分布于拉薩至協榮段落，尤其是在協榮車站一帶尤為嚴重，此段全部為半固定沙丘、沙壟地形，風沙路基處理困難，增大了路基防護設計難度，增加了工程投資。因此，項目組經現場踏勘，多方論證，確定嚴重的風沙段落采用橋梁或隧道通過，無法避讓或不適合橋梁、隧道的情況下采用路基通過。路基通過地段設計難點在于防沙、固沙措施的確定，以及活動沙丘的長期監測工作的布置。

1 路堤填料選擇及防護

風沙地區路基應避免采用長度大于30m和深度大于6m的路塹，故設計中路基以填方為主，填方路基應優先選用級配較好的礫類土、砂類土等粗粒土作為填料。路塹開挖多為淺表層開挖，主要成分為粉土、粉細砂、細砂等，無法滿足鐵路對填料的要求，故本線填方選擇本著就地取材、因地制宜、綜合治理的原則，就近選取開山石作為路基填料，可以滿足填料最小強度及壓實度要求。風沙路基為避免風沙的侵蝕，增大迎風面，降低風速，故邊坡率應較緩，路堤邊坡率設計可取1∶1.5～1∶2，路堤邊坡兩側根據堤高不同選用空心磚撒草籽間植灌木護坡或人字型截水骨架內空心磚撒草籽間植灌木護坡，路肩采用C25混凝土護肩，以確保路堤邊坡不發生風蝕破壞，路堤邊坡防護詳見圖1：

圖1 路堤邊坡防護詳圖

2 路塹邊坡形式及防護

根據《鐵路路基設計規范》要求，風沙地區路塹宜采用敞開式、緩邊坡路基橫斷面，挖方邊坡坡率應根據挖方深度、風力、風向、路側地形及防護措施確定；深路塹邊坡坡腳應設置積沙平臺，以便于養護。結合川藏線實際情況，經現場踏勘，確定路塹采用展開式，且設置路堤式路塹，路塹側溝外側留4m積沙平臺，邊坡為1∶4，路塹邊坡兩側根據邊坡高度不同選用空心磚撒草籽間植灌木護坡或人字型截水骨架內空心磚撒草籽間植灌木護坡，路肩采用C25混凝土護肩，防止風蝕破壞及沙埋病害，路塹邊坡及防護形式詳見圖2：

圖2 路塹邊坡防護詳圖

3 風沙路基坡腳及塹頂外側防護措施

風沙路基除對路堤、路塹邊坡進行防護以防止風蝕和掏蝕外，根據《鐵路特殊路基設計規范》8.5.4的規定，路堤坡腳及塹頂外側應按不同情況設置防護帶和植被保護帶。川藏線防護帶寬度按下面幾種形式設置：嚴重風沙地段：迎主導風向側防護帶寬度為L1=300m，背主導風向側防護帶寬度為L2=200m；中等風沙地段：迎主導風向側防護帶寬度為L1=200m，背主導風向側防護帶寬度為L2=100m；輕微風沙地段：迎主導風向側防護帶寬度為L1=100m，背主導風向側防護帶寬度為L2=50m。

決定路基坡腳、塹頂外側采用何種防護措施的主要因素為：地方政府成功的防沙、治沙經驗；工程所在地的水文地質情況；大氣降雨量及不同行業相關規范要求等。應同時采取固沙、阻沙、輸沙和封沙育草、保護天然植被等多種防護措施，構成嚴密的、整體性的防沙結構體系，確保鐵路安全、美觀，并改善鐵路周圍自然環境。

川藏線風沙路基的特殊性體現在：沙源來自于河床經風力搬運至河岸上，地表沙源豐富不具備沙源治理條件；西藏地區干冷多風，大風是風沙形成、發展的主因；獨特的高原氣候特點導致部分區域土地貧瘠，周圍植被稀疏低矮等。通過對沿線降雨量的調查和統計，根據《鐵路工程綠色通道建設指南》及《鐵路特殊路基設計規范》要求，一般地區鐵路應建設綠色通道；其他地區鐵路根據項目條件和特點，經技術經濟后，可分區段建設通道。對于風沙地段路基，年平均降雨量大于250mm的地區，應采用植物固沙。

通過對川藏線沿線風沙治理措施進行的調查研究，經方案綜合比選，提出低立式沙障防護與高立式沙障相結合的措施。

3.1 低立式沙障固沙

風沙流中90%以上的輸沙量都集中在離地面0～20cm范圍內搬運，故于路基兩側設置插活柳條方格形式進行固沙，柳條沙面以上高為20～30cm，沙面以下埋深約20cm。根據中國鐵路科學研究院郝小杰《青藏鐵路格拉段沙害防治措施研究》碩士學位論文中對低立式沙障進行了數值模擬計算，在低立式沙障寬度相同的情況下，沙障的固沙能力與沙障高度有密切的關系。要達到較好的固沙效果，沙障高度和方格寬度的比值應該大于1∶5。川藏鐵路最終確定活柳條方格尺寸為1m×1m～1.5m×1.5m。

3.2 高立式沙障阻沙

高立式沙障分固定式和移動式兩種，根據川藏鐵路特點，沙路基沿線零星分布且集中的特點，采用固定式HDPE高立式阻沙柵欄。

根據觀測資料，透風結構的高立式沙障削減網速的有效距離約為基高度的25倍，迎風側不積沙或很少積沙，背風側積沙范圍約為其高度的7～10倍，經過對比并考慮施工方便快捷，采用方格狀透風高立式沙障-HDPE阻沙柵欄。

4 結語

本文以川藏鐵路為出發點，根據沿線地形、地貌特點，結合沿線氣候特征等，分析了鐵路周邊風沙成因、風沙對鐵路路基的各種危害，對鐵路風沙路基防護方案進行了深入研究，著重從原始的路基設計，逐漸延展至路基周邊的風沙防護設計，為處于風沙地段的鐵路路基工程防護設計提供參考，甚至為更廣泛的交通土建類工程風沙治理提供借鑒。以上論述的風沙防護措施，只能在有限的區域內保護鐵路的運營安全，并不能達到廣泛的風沙防治效果。更廣泛的風沙防治應將近期封沙、固沙與遠期綜合治理相結合，以鐵路防沙與周圍其他區域防沙相關聯，共同協作積累經驗，總結教訓，以求取得更好的防沙、治沙的效果。

參考文獻

[1] 路基設計手冊[S].

[2] 鐵路特殊路基設計規范（TB10035-2006）[S].

[3] 鐵路工程設計防火規范（TB10063-2007）[S].2012.

作者簡介：張洪文（1979-），男，中鐵二院工程集團有限責任公司工程師。endprint