青藏鐵路沱沱河路段插板式擋沙墻研究

張亞賓

摘要：通過(guò)調(diào)查研究青藏鐵路沱沱河路段的沙害特點(diǎn)，對(duì)其插板式擋沙墻進(jìn)行研究后認(rèn)為，其阻沙原理是在擋沙墻前后形成減速區(qū)，實(shí)現(xiàn)阻沙效益；混凝土插板式擋沙墻最大的特點(diǎn)是混凝土插板上設(shè)置的透風(fēng)孔，能增大對(duì)風(fēng)速流場(chǎng)的擾動(dòng)作用，從而增強(qiáng)擋沙墻的防沙效果，但其存在位置設(shè)置不合理、施工難度大、清沙難度大等問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：沱沱河；沙害；插板式擋沙墻

隨著近年來(lái)氣候變暖，青藏高原多年凍土退化，湖塘沼澤濕地面積減少，地表風(fēng)蝕加重，最終導(dǎo)致沙漠化現(xiàn)象不斷加劇[1]。青藏鐵路連接青海省西寧市與西藏自治區(qū)拉薩市，全線運(yùn)行于青藏高原，沿線生態(tài)環(huán)境較為脆弱[2]，自青藏鐵路開(kāi)通運(yùn)營(yíng)后，風(fēng)沙災(zāi)害嚴(yán)重危害青藏鐵路運(yùn)營(yíng)安全，沱沱河路段是青藏鐵路風(fēng)沙災(zāi)害較為嚴(yán)重的路段之一。本文主要結(jié)合青藏鐵路沱沱河路段的風(fēng)沙災(zāi)害，研究沱沱河路段的沙害防治措施，對(duì)該處沙害防治措施做出評(píng)價(jià)，為青藏鐵路的風(fēng)沙災(zāi)害防治提供支持。

一、沱沱河路段自然條件

沱沱河沙害路段位于青藏高原寬谷盆地地區(qū)，河床較寬闊且常年流水。沱沱河地區(qū)的大風(fēng)季節(jié)集中在冬春季節(jié)，大風(fēng)攜沙量的垂直分布主要在1m以下，說(shuō)明沱沱河路段的風(fēng)沙流主要靠近地表發(fā)生。地層主要是粉質(zhì)黏土、細(xì)砂、礫砂、砂頁(yè)巖和泥灰?guī)r等軟弱地層。地表層主要為亞砂土和亞黏土層，地表層下部地層主要是泥灰?guī)r和砂頁(yè)巖。沱沱河地區(qū)的水分蒸發(fā)量較大，在風(fēng)力作用下，地表松散地層的風(fēng)蝕剝蝕搬運(yùn)作用強(qiáng)烈。

二、沱沱河風(fēng)沙危害

青藏鐵路風(fēng)沙災(zāi)害的類型主要有沙埋、風(fēng)蝕和磨蝕。沙埋現(xiàn)象是由于地面松散顆粒物在風(fēng)力作用下搬運(yùn)一定距離，當(dāng)風(fēng)速降低或風(fēng)沙流遇到障礙物便會(huì)沉積下來(lái)，形成不同程度的積沙現(xiàn)象，沙顆粒在搬運(yùn)過(guò)程中，風(fēng)力大小及沙顆粒粒徑大小決定搬運(yùn)距離；風(fēng)蝕現(xiàn)象是風(fēng)力對(duì)鐵路路基的侵蝕現(xiàn)象，因?yàn)榍嗖罔F路路基填料的含沙量較高，所以青藏鐵路的風(fēng)蝕現(xiàn)象較為嚴(yán)重，從現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)蝕結(jié)果來(lái)看，鐵路路基的路肩及路塹邊坡上部風(fēng)蝕較為嚴(yán)重，風(fēng)蝕嚴(yán)重的路肩甚至被風(fēng)蝕成渾圓狀，導(dǎo)致路肩寬度不足；磨蝕現(xiàn)象是風(fēng)沙流中的顆粒物對(duì)機(jī)車(chē)車(chē)輛及通信設(shè)備產(chǎn)生的撞擊及磨蝕現(xiàn)象。

三、混凝土插板式擋沙墻

（一）混凝土插板式擋沙墻設(shè)置措施

混凝土插板式擋沙墻的高度為1.7m，它由設(shè)有卡槽的混凝土柱上安裝五塊混凝土插板所組成，混凝土插板安置在卡槽中，與混凝土柱形成整體。混凝土插板式擋沙墻的阻沙原理是通過(guò)擋沙墻的設(shè)置對(duì)風(fēng)沙流運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生阻礙作用，在擋沙墻前后形成減速區(qū)，風(fēng)沙流經(jīng)過(guò)該處時(shí)速度降低，風(fēng)沙流中的沙顆粒動(dòng)能下降，部分沙粒沉積下來(lái)，降低越過(guò)擋沙墻的輸沙率發(fā)揮出阻沙效益，此外，混凝土插板式擋沙墻的插板上設(shè)置8個(gè)透風(fēng)孔，透風(fēng)孔能夠增加擋沙墻對(duì)風(fēng)沙流的擾動(dòng)影響，進(jìn)而增強(qiáng)擋沙墻的阻沙效益。

混凝土插板式擋沙墻防護(hù)的有效范圍是擋沙墻前后15～20倍墻高范圍，它的有效防護(hù)范圍較大，適合于沙源豐富廣泛地區(qū)。為了讓混凝土插板式擋沙墻取得較好的阻沙效益，擋沙墻要結(jié)合當(dāng)?shù)氐匦蔚孛瞾?lái)設(shè)置，在地形起伏較大的地區(qū)，擋沙墻設(shè)置于地勢(shì)較高的位置效果更好，從現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際阻沙情況來(lái)看，混凝土插板式擋沙墻防沙效益良好。

（二）混凝土插板式擋沙墻存在問(wèn)題

在青藏鐵路沱沱河路段的風(fēng)沙災(zāi)害防治過(guò)程中，混凝土插板式擋沙墻雖然發(fā)揮了良好的阻沙效益，但從現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際使用效果來(lái)看，混凝土插板式擋沙墻還存在一些不足，下面就其存在的問(wèn)題進(jìn)行探討。

首先，混凝土插板式擋沙墻破損率較高。為了增加擋沙墻對(duì)風(fēng)沙流的擾動(dòng)作用，在混凝土插板式擋沙墻的插板上設(shè)置8個(gè)透風(fēng)孔，從現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況來(lái)看，這種結(jié)構(gòu)的破損率較高，混凝土插板破損后無(wú)法發(fā)揮出擋沙墻應(yīng)有的阻沙效益，破損嚴(yán)重時(shí)透風(fēng)孔甚至?xí)蔀檩斏惩ǖ溃瑢?dǎo)致?lián)跎硥κシ郎匙饔谩?/p>

其次，混凝土插板式擋沙墻設(shè)置位置不合理問(wèn)題。由于在青藏鐵路設(shè)計(jì)建設(shè)初期對(duì)沱沱河路段的地形地貌及風(fēng)沙災(zāi)害情況研究不夠充分，部分混凝土插板式擋沙墻的位置設(shè)置不合理，導(dǎo)致其無(wú)法發(fā)揮出足夠阻沙效果，甚至少量擋沙墻設(shè)置在流水通道，在水流沖刷下容易損壞。

再次，混凝土插板式擋沙墻現(xiàn)場(chǎng)施工難度較大，沱沱河路段海拔高，高寒缺氧環(huán)境惡劣，擋沙墻施工工期長(zhǎng)，施工難度大，同時(shí)，當(dāng)?shù)厝狈跎硥κ┕に柙牧希@些原材料只能從遠(yuǎn)處運(yùn)輸，增加了施工難度。此外，混凝土插板式擋沙墻的積沙量積累到一定程度后，需要對(duì)其進(jìn)行清沙作業(yè)，使用機(jī)械清沙容易破壞插板式擋沙墻墻體，所以只能采用人工清沙，但人工清沙費(fèi)時(shí)費(fèi)力且成本較高，因此，混凝土插板式擋沙墻的清沙難度較大。

四、展望

從青藏鐵路沱沱河路段的實(shí)際阻沙效益來(lái)看，雖然混凝土插板式擋沙墻能夠發(fā)揮足夠的阻沙效果，但其卻無(wú)法根治沙害。植草固沙則是一種能夠根治沙害的措施，它是利用植物來(lái)阻止風(fēng)沙災(zāi)害的產(chǎn)生及危害，植物能固著土壤、增加地表土層含水率，使大風(fēng)無(wú)法帶走地表松散顆粒物，從而在源頭上防止了風(fēng)沙的形成，阻止高原沙漠化的發(fā)展乃至對(duì)沙漠進(jìn)行治理。此外，植物腐爛后能夠形成腐殖質(zhì)，改善土地肥力，有利于其他植物的生長(zhǎng)，使青藏高原的生態(tài)進(jìn)入一個(gè)良性發(fā)展的趨勢(shì)。總體來(lái)說(shuō)，通過(guò)植草措施治理風(fēng)沙災(zāi)害是一種能夠根治沙害的理想措施。

參考文獻(xiàn)：

[1]王紹令，趙林，李述訓(xùn).青藏高原沙漠化與凍土相互作用的研究[J].中國(guó)沙漠， 2002，22（1）：33-39.

[2]劉峰貴，張海峰，陳瓊等.青藏鐵路沿線自然災(zāi)害地理組合特征分析[J].地理科學(xué)，2010，30（3）：384-390.