基于风沙地区铁路路基防护设计探究

基于风沙地区铁路路基防护设计探究

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摘要：我国铁路路基施工技术在风沙地区的应用与探索处于试验阶段，风沙地区铁路路基的施工技术、工艺以及方法在不断的工程实践中得到长足的发展。诸多成功的工程实践证明，铁路风沙路基施工技术能够克服沙漠地区由于风沙的松软状态而导致的工程施工难题。本文针对风沙地区铁路路基防护及设计分析进行了探究。

关键词：风沙地区；铁路路基；防护设计

1风沙路基简析

风沙路基是指在沙漠、大风和风沙流地区路基的总称，因为它们都和风沙有关。在这些地区修建的铁路路基，因缺乏粗颗粒填料，路基一般就近采用风积沙填筑，很容易遭受到风蚀或沙埋等危害。铁路风沙危害的主要表现形式为风蚀和沙埋，其中沙埋是沙漠铁路最普遍的一种危害方式。沙埋对铁路危害主要表现在：积沙引起列车脱轨掉道；产生线路道床板结、拱道、三角坑和低接头等病害；加剧钢轨的磨耗和锈蚀；堵塞桥涵，引发洪水灾害。风蚀主要发生在风力较大，地表缺乏保护的地区。大风携带的沙粒，即风沙流以及沙尘暴不但风蚀路基，而且对电力、通信信号等行车设施也产生严重打磨破坏，在风口地段甚至吹翻列车，造成行车重大事故。目前国内铁路防沙治沙的主要工程技术措施为：固沙措施、阻沙措施、输沙措施和导沙措施。这些铁路防沙治沙技术在应用中都取得了一定的效果，并且逐渐得到推广。

2风沙地区铁路路基防护设计分析

2.1风沙地区铁路路基防护设计

对于风沙地区来说，由于常年饱受风沙灾害的侵蚀，因此该地区路基表面常年沉积一些细小的沙粒，为了更进一步的保护铁路交通的正常运行，对路基进行维护，就必须保证路基边坡坡率大于自然安息角，应该确保其在1:1.5～1:1.75之间，只有这种角度的坡率才能抵抗强风灾害的侵袭，在大风天气吹蚀之后，铁路路基表面仍然可以保证其路基宽度，进而提高铁路路基的安全系数。除此之外，在对风沙地区的路基进行防护的设计中，还应该注意到对于风沙路基边坡形式采用直线型的模式。风沙防护一般分为平面防护和路基本体防护。平面防护：从外至内依次设置植被保护带、防沙带、防火带，通过这三个区域的相互配合，共同完成整个铁路路基两侧的风沙防护工作。路基本体防护：通常会采用土工网垫、卵砾石土、混凝土块板等材料进行路基包坡，进而更好地减少大风对铁路路基的吹蚀。现阶段的铁路路基防护中，工程治沙是比较常见的防护方式，其主要是针对风沙危害相对严重的区域进行采取的有效治沙措施，值得注意的是，在进行治沙的过程中，技术人员必须与当地的实际情况进行紧密结合，运用各种材料去对风沙表面进行治理和固定，尽量减少风沙灾害对整个铁路路基的侵蚀和损害。平面防沙中一个应用比较广泛的治沙措施就是植被治沙，通过栽种绿色植被的形式去阻止风沙的流动，进而有效的减少风沙对于铁路的破坏，植被治沙在对铁路进行防护的同时也很好的美化了自然环境，因此是现阶段我国风沙地区最为提倡的一种治沙措施。某段风沙地区防护设计见图1。

2.2风沙地区植物防沙

1）固沙植物的选择

在进行固沙植物的选择方面，相关技术人员应该结合不同地区风沙情况、种类、该地区植被的覆盖率以及水资源的情况的不同进行合理的勘测调查，以便在未来固沙植物的选择方面提供有效的参考。就现阶段在我国固沙植物的选择方面的实际情况来看，一般会选择一些生命力较强、对水资源要求较低的灌木、乔木和草本植物混合而成的混木林，这一类植被能够有效的对风沙天气进行防护，也能快速的进行生长繁殖，是风沙地区植物的首选。

2）风沙地区防护林的结构及其宽度分析

对于风沙灾害较为严重地区，在进行铁路周边防护林的种植的时候，需要充分考虑到该地区的水分、温度和沙丘类型等等，一般来说，在现阶段我国防护林的分布上，一般都会在主要风速带上进行划分为2～3个小防护带的设立，在次要风速带上只设立1个防护带，每个防护带的宽度一般都会在25m～30m之间，在对其进行种植方面也尽量应该使其密度大一点，确保植被的成活率，这种组合能够最大限度的防止风沙灾害对于铁路路基的侵袭，有效的对其进行保护。

3风沙地区铁路路基维修养护

3.1风沙工程

（1）工程防沙措施

1）固沙措施：是采用短节压扁芦苇、麦草、砂砾及粘性土，将流动性沙面予以稳定，控制沙粒移动的一种措施。芦苇和麦草设置成1mx1m方格状，压入沙中10～15cm，露出地面15～25cm，可使用6～8年。

2）阻沙措施：采用芦苇等植物杆，扎成立式栅栏，埋入沙中20cm，露出地面100～130cm，并留20～25%孔隙，其根部用矮沙障予以固定。栽设位置一般应在固沙带外20～30m处，与路线走向平行。

3）输沙措施：主要在路基主风上侧设浅槽和在路基路面上采取措施，使过路风沙流以非堆积搬运的方式迅速通过。

4）导沙措施：采用各种有茎杆草类扎成的立式栅栏将风沙流侧导到有利地形后通过铁路，侧导栅栏与路线走向斜交，平面上可成人字形，也可成一字形。栅栏构造及其栽设与阻沙栅栏相同。

（2）植物固沙措施防沙林的栽植，应按因地制宜、因害设防的原则进行。防护路基边坡应以密植的草皮或茎枝爬地的草丛为佳。

3.2铁路路基防护加固构造物病害的维修养护方法

针对铁路路基防护加固构造物病害，维修养护工作人员通常应用冲刷防护或坡面防护的方式进行养护，与此同时，维修养护人员也可以利用微型锚杆桩技术和预应力锚固高压注浆技术进行路基的养护工作。这些方法可以有效防止铁路路基出现挡土墙下沉、滑动、鼓肚以及倾斜的现象。复合式锚杆桩技术就是通过在路基中安放多个锚杆对失稳岩体进行养护、加固的技术。这种方法可以保证锚固整体的黏结应力得以均匀分布，从而使岩体的稳定性和强度都得到显著的增强。

3.3沙害路段养护

对风沙铁路风蚀病害的养护，应当要掌握风沙运动规律，加强并坚持风季时沙漠铁路的巡逻检查，维护路基两侧边坡及其以外一定宽度的一切防沙设施的完好性，如有毁坏或不足，应及时以有效材料予以修复，迅速灰复路基原状，并增设必要的防护采取阻、导沙相结合的方法，通过立式侧导栅栏或阻沙栅栏将移动的沙丘或沙丘链转化成风沙流通过铁路。对已上到路面的积沙，尽快予以清除；风蚀路段要尽快恢复路基原有形状，需要加固的予以加固。如对沙埋的养护，应是先将积于路上的大片积沙，全部清除到主风下风侧路外凹地，整平并予以加固，再次是恢复补齐路侧防沙设施。

结语

风沙地区的铁路路基防护工作长期以来都是我国铁路部门和林业部门工作的重点和难点，如何通过合理的防护设计对其进行有效维护也是近些年来相关部门思考的重点内容，本文通过对现阶段我国风沙地区铁路路基情况进行分析，对其防护设计进行阐述，希望能对未来我国铁路事业的发展起到一定的促进作用，为社会主义现代化建设提供有效的交通保障。

参考文献：

[1]张雅琴,李国辉.浅谈风沙地区铁路路基防护设计[J].内蒙古科技与经济,2011(13).

[2]郭祖孝.浅谈风沙地区铁路路基防护设计[J].科技与企业,2013(13).