草方格沙障在防風固沙中的應用

鄧佳源，曲湘云

（中交四航局第一工程有限公司，廣州510310）

1 引言

目前，我國防風固沙工程最主要的就是采用各種有效的技術手段降低氣流中的含沙量，減慢表層風速，防止沙丘擴張，減少沙子造成的破壞。防風固沙最基礎的方法就是設置沙障，從材料上分有：黏土沙障、柵欄沙障和草格柵沙障；從建設形式上分有：立式沙障、平鋪沙障等。一般要根據設置環境現場的情況選擇不同的沙障形式，來減少風沙的侵蝕，更好地起到防范風沙的作用。

2 草方格沙障的作用

2.1 對土壤進行改良

草方格沙障設置好1～2a 之后，沙障之間就會形成比較穩定的凹曲面，除了面對風向部分的沙障，其他部分一般可以避免被風侵蝕，但露在外面的部分草障經過日曬雨淋，會慢慢變黑腐化；正常情況下草方格沙障會維持4a～5a 的時間，此時部分被風侵蝕的沙障就需要進行補種，保證沙障的可持續性[1]。另外，此期間那些深埋在沙土中的麥草會隨著時間的流逝慢慢腐爛，變成豐富的營養素和有機物，可以促進流沙中微生物的繁衍和成長，而伴隨著微生物群落的加大，又進一步促進有機物的分解，為沙土中生長的各種植物提供更多、更營養的物質，從而形成一個良好的生態系統，使固沙的效果更加顯著。

2.2 固水保濕的作用

草方格沙障可以吸收保留雨水，減緩沙土中水分蒸發的速度和概率。據測量，在流動的沙丘上種設了草方格以后，沙層2m 以內的濕度可上升2%～3%，沙土含水量有明顯的改善，在草方格里栽種的各種固沙的植物，成活率較以前傳統的種植方法有了極大的提高[2]。

2.3 防護作用

草方格沙障可增大地表的粗糙度，減緩氣流貼近地表的流動速度，也就意味著同時減少了氣流帶動的沙土總量。以1m2草格沙障為例，粗糙度為流沙區的200 倍～400 倍，沙土輸送率僅為流沙區的0.25%～1%，其內風速比流沙區減少25%。由此可見，草方格沙障對于風沙防護起到了極其重要的作用[3]。

3 草方格沙障在防風固沙中的應用

3.1 工程概況

本項目“G0711 線35 團至若羌段”位于新疆維吾爾自治區巴州境內，北鄰尉犁縣，南抵若羌縣，與G218 線伴行。本標段線路起訖里程為K179+800～K272+213.27，線路長度為92.413m。本項目路基防護工程主要分固沙草方格、阻沙柵欄、漿砌片石護坡、護坡道、方格網護坡等。

3.2 草方格沙障制作

本項目草方格采用蘆葦制作，方格尺寸1.0m×1.0m，插入土體15cm，外露20cm。

草方格制作步驟如下：（1）提前準備好必備的工具，如手套、蘆葦、鐵鍬等，還要在沙地上預先畫好正方形的邊線，如圖1 所示；（2）采購優質的長蘆葦；（3）將充分碾壓好的蘆葦沿著畫好的方格邊線垂直方向碼放，每個1m×1m 的草方格蘆葦用量為1.2kg，用量少會降低草方格抵抗風沙的效果，用量多則會使蘆葦容易發生倒伏現象，立不起來，從而影響抗沙能力；（4）用鐵鍬等工具，沿著方格的邊線，踩壓蘆葦靠中間的位置，讓蘆葦的兩頭自動豎立起來，這樣可以自然形成1 道屏障。踩壓完成后，沙障兩邊的沙土要用工具撥到沙障的根部，讓草方格沙障牢固地立在沙地上，真正起到固沙防風的作用。

圖1 蘆葦草方格護坡平面示意圖

3.3 施工工藝流程

3.3.1 邊坡修整

草方格施工前必須按設計圖要求對路基、路塹邊坡進行刷坡，確保邊坡坡率符合設計要求。

邊坡修整完成后進行施工放樣，保證施工位置、寬度符合設計要求。

1）線路兩側植被覆蓋度在10%～50%的半固定半流動沙丘，迎風側方格沙障寬60m，下風側寬50m；迎風側設2 道阻沙柵欄，下風側設1 道阻沙柵欄，阻沙柵欄間和到草方格的間距均為10m。

2）線路兩側沙丘完全裸露地段，當主導風向與線路夾角＞45°時，迎風側方格沙障寬120m，下風側方格沙障寬80m；當主導風向與線路夾角≤45°時，迎風側方格沙障寬80m，下風側方格沙障寬60m。同時，在迎風側設兩道阻沙柵欄，下風側設1 道阻沙柵欄，阻沙柵欄間和到草方格的間距均為10m。

3.3.2 鋪設方格網線、挖槽

根據設計對坡腳線、平臺控制點等進行放樣，并在坡面上掛線或石灰打線放出1m×1m 的正方形方格網，方格網與坡腳線的夾角為45°或135°。

用鐵銑在地上沿著石灰線方向挖深15cm 的溝槽，保證條狀草方格與主導風向垂直。

3.3.3 蘆葦制備

根據JTG/T D31—2008《沙漠地區公路設計與施工指南》規定，蘆葦應選擇水生蘆葦，無變色、霉變、有彈性。

用蘆葦扎制草方格前需在其上灑水，使之濕潤，提高其柔性，以免扎制時折斷。蘆葦在扎制前要碾壓，目的是將管狀的蘆葦壓劈，將其變為柔性材料。扎制前將蘆葦切成70cm 長的一段，整齊堆放。

3.3.4 植入蘆葦

沿草方格網線垂直方向平鋪蘆葦，并將蘆葦中點置于線上。每個方格干蘆葦用量（算2 個邊）為1.2kg。

用平板銑（或其他不會切斷蘆葦的平頭工具)在蘆葦中部用力將其對折壓入沙內15cm～20cm，擁砂扶直；出露高度15cm～20cm(偏差為±2cm)，頂部寬度5cm～6cm，再用腳將蘆葦兩側的沙踩實，并用鐵锨或刮沙板將中間的沙向蘆葦向下刮一刮，使草方格提前形成碟形凹槽，有利于沙障內沙土穩定。

3.3.5 監理檢查

草方格完成后人工進行初步線性調整，經項目部人員檢查合格后，報監理抽查，合格后再進行下一道工序的施工。

草方格每布置2km 及時設置1m 寬防火隔離帶，隔離帶設置在地勢相對低洼，且不應有易燃物的地方，隔離帶上已有易燃物全部清除。

3.4 注意事項

在設置草方格（見圖2）時要特別注意方向和規格。首先，就設置的方向而言，草方格沙障本身就是一種低立式的沙障，比較適合在風速快、風向復雜的地方設置；草方格沙障是由與主風方向垂直的主帶加上與主風方向平行的副帶相互交叉組合而成。其次，草方格沙障規模是根據風沙侵蝕程度、防護的目的、植物成活的環境等情況來綜合確定的，可以設置成1m或2m 邊長的正方形格子，一般1m 邊長的草方格固沙的效果比較好。布置完主帶以后，再布置與其垂直的副帶，副帶可以稍微薄一些，但一定要注意與主帶之間的銜接，否則風大的時候，很容易出現缺口，降低固沙的效果。一般情況下，只要在沙丘迎風面的下半部分鋪設草方格沙障即可，即當沙丘上半部分被風拉平以后，再鋪設草方格會更好，但在對固定流沙有特殊要求時，就要全面鋪設草方格沙障。在對落沙坡進行加固的時候，要先在頂部做一行行的方格，然后再依次往下延伸；或者先做好上下的副帶，再從上到下做好水平的主帶。在鋪設的時候，一定要注意把沙障深扎在沙丘迎風面坡腳的地方，否則，沙障固沙帶的外部邊緣正對著風的吹襲，很容易被風侵蝕或者被沙土埋沒。鋪設沙障的時候，一定要盡量沿著沙丘的脊線，這樣可方便作業人員運送沙障材料，節省時間。

圖2 草方格布置圖

4 結語

草方格沙障為人們戰勝荒漠化和沙化提供了最有效的武器，那些成功的案例讓人們看到了治理新疆土地荒漠化和沙土化的希望，也給了人們更大的信心。草方格對于新疆防風固沙、截留降水、減少水分蒸發、為沙土補充養分等方面有著不可替代的重要作用。雖然草方格固沙的成本比較高，所需花費的時間也較長，但效果極佳；也許在不久的將來，可以研發出成本低效果更好的防沙固沙方法，為治理中國甚至世界其他地區荒漠化和沙化做出更大的貢獻。