风沙地区铁路路基设计探讨.pdf

线路/路纮
风沙地区铁路路基设计探讨
裴立军
(铁道第三勘察设计院集团有限公司地质路基设计处,天津300251)
摘要:通过我国已建和在建铁路受风沙危害情况,结合一些于生长,致使地表植被稀少,加之大部地表为疏松的沙
国内实际案例,说明风沙对铁路路基的主要危害形式为风和质地层,在大风作用下,形成活动或半固定的沙丘、沙
沙理;风沙治理主要建议采用植物治沙与エ程治沙相结合,路地及沙垅,且每年沿主导风向缓慢向前移动,这是铁路
本体防护与线路两例防风治沙的综合防护体系;对于防风国产生沙害的主要原因“。风沙对铁路路基危害的表
沙所采用的固沙植物要进行合理的配置,有条件时应通过试验
现形式主要有路基风蚀和沙埋两种。风力对路基的风
确定合理的固沙植物栽植密度;要进行合理的施工组织设计,
采取科学合理的施工工艺流程,填筑施工时采取合理的压实遍
蚀,可分为吹蚀、磨蚀与掏蚀3种作用】。沙漠地区的
数及机械组合方式;避免边坡长时间暴露而遭到风蚀和雨蚀
路堤,一般采用当地的粉细沙填筑,易遭风蚀。风
要集中施エ力量完成一段,防护一段,最大限度地治理风沙危
沙地区的道床积沙是普遍现象,轻则道砟孔隙贯人沙
害,改善生态环境,造福铁路沿线人民。
粒,道心有少量积沙,造成道作不洁,给铁路上部结构
关键词:风沙地区;铁路路基;设计;施工工艺
带来系列危害;重则积沙掩埋轨道,当积沙超出轨道
中图分类号:U213.114文献标识码:A
3cm以上,就可能引起机车或车辆脱轨,造成停运事故,
文章编号:1004-2954(2010)07-0008-0
此种现象一般称为沙埋]。风蚀和沙埋的危害形式在
我国目前已建和在建的各铁路线上都有广泛的反映。
概述
以通霍线为例,路基运营后零星分布多处沙害段落。通
霍线线路全长408km,全线沙害段落长度有12.115km,
风对地表松散沙物质的吹蚀、搬运、堆积的过程,占线路长度的3%左右,且沿线风沙病害段落分布较为
称为风沙作用"。风沙作用过程中形成的地貌,称为广泛,且路基风蚀和沙埋两种风沙病害都存在。
风沙地貌。其类型包括沙漠(沙地),沙漠化土地及
戈壁,分布于于早、半于早及部分半湿润地区"。我3风沙地区铁路路基治理措施
国是世界上铁路穿越风沙地区较多的国家之一。我国
风沙地区路基设计,应按近期与远期防护相结合、
沙漠主要分布于东经75°~125°、北纬35°~50°,绵真建路与防治同时进行的原则,采取植物防沙与工程防沙
于新疆、甘肃、青海、宇夏、内蒙古等省(区),总面积相结合的综合治理措施“1。沙漠地区应遵循边施工边
8.7万km2,约占国土面积的6.63%2?。据不完全统
防护的原则,集中力量完成一段,防护ー段,以减少风蚀
计,我国目前已建和在建的铁路有通霍线、赤大自线、等造成的路堤破坏。铁路通过风沙区时风沙治理的
集二线、包兰线、甘武线、兰新线、大郑线、南疆线、包神基本原则应该为:保证路基本体的稳定,避免路基受到
线、神延线、太中(银)线等数十条铁路受到风沙的危风蚀和沙理,同时对沿线两侧一定范围内的风沙进行治
害,其受害线路长度可达上手予米。所以在有风沙影理,促使沿线自然环境由沙漠化向非沙漠化方向转化。
响地区修筑铁路,风沙治理显得十分重要。本文就风为此,铁路风沙防护体系包括铁路路基本体防护和路基
沙地区路基设计进行简要的分析,旨在抛砖引玉,以促本体外的风沙治理2部分,如图1、图2所示。
进我国风沙地区铁路勘测设计水平的提高。
2风沙对铁路路基危害形式
主风侧
次风侧
防
路中心线一
防
沙漠地区一般都具有气候于燥、降雨稀少、日照强
火
防护带带
路基本体
带防护带
烈、冷热剧变、风大风多的特殊自然环境2。这些地
区年平均降水量为50~400mm,个别地区最小为
图1路堤地段风沙防护示意
10mm,而年蒸发量却高达2500~4000mm,超出降雨
1铁路路基本体防掬
量的几倍至儿十倍,在这样恶劣的环境下,一般植物难
(1)路堤坡面防护。以粉、细沙作为填料的路堤
边坡的坡度应大于沙丘的自然安息角。风成沙的自然
作者简介:表立军(1972),男、高级工程师,199年毕业于桂林工学安息角一般在28°~32°,相应的坡率为1:1.5~1
院岩土工程专业,学学士
1.75。考虑到机车振动及自然因素对路基稳定性
铁道标准设计 RAILWAY STANDARD DESIGN2010(7)
裴立军一风沙地区铁路路基设计探讨
线路/路基
沙工程的设计应采取固沙与阻沙相结合的措施,固沙
路
次风側
措施宜采用士工网、土T网垫等覆盖于沙面或沙地上
防火带
防
火
固定浮沙;阻沙揹施宜采用土工网方格沙障和高立式
防护带
路基体体
带;防护带
土工合成材料防沙网沙障。风沙治理一般可分为
工程治沙与植物治沙2种。包兰线中卫沙漠路基,以
图2路塹地段风沙防护示意
路基为中线,由近及远,设置砾石平台输沙带、草方格
的影响,路基边坡坡率不宜陡于1:1.75,高度超过
与植物固沙带及高立式栅栏阻沙带的综合防护体系,
6m时,采用1:21。并且路基边坡采用一坡到顶设防沙效果十分显著』。砾石平台输沙带起到了防火的
计为宜。在以粉、细沙作为填料时,应注意采用合理的
作用。沙漠地区气候干燥,草类沙障及防护林带,容易
填筑厚度,以求施工时能达到设计的压实质量。至于路引起火灾1。已有的工程经验表明,铁路路基本体外应
堤坡面有条件时优先采用植物防护措施。植物防护不
设置防火带。路基炳侧防沙体系宽度参见表12。
仅费用低廉、效果好,而且能起到保护和美化环境的作
表1路基两侧防沙体系宽度
用?。也可采用碎石类土或黏性土包坡并栽种适宜当
设防带宽度
植被保护带宽度
风沙严重程度
地气候生长条件且存活率高的防风固沙植物或坡面栽
主风侧次风侧主风侧次风侧
严重风沙地
300~400100~200400~600200-300
砌卵石方格、铺盖水泥砂浆板、铺草皮砖等措施防护。
般风沙地区200~300
0-200
(2)路堑坡面防护。略堑坡面防护与路堤相同,
轻微风沙地区100~20050左右200~30050~100
采用一坡到顶的边坡防护形式。边坡高度ん≤6m时,
(1)工程治沙,是指采用各种工程手段防治风沙
边坡坡率应采用1:1.75;边坡高度ん>6m时,边坡坡危害的一种工程技术体系。工程治沙根据采用的材料
率应采用1:2。戈壁地区的浅路堑,当两侧有风沙流
和实施的目的不同可以有很多措施,但在铁路风沙治
活动且风向与线路交角较大时,宜采用展开式,路堑边理中最常用的是机械沙障固沙措施。机械沙障固沙是
坡坡率应缓于1:44。
指利用柴草、黏土、板条、卵石等在沙面上设置各种形
(3)路堤坡角宜受积沙和风蚀掏空等危害,应采式的障碍物或挡沙墙,从而控制风沙流的运动方向、速
用一定厚度的卵石护脚;路堑顶部易受风蚀溜塌应加度、结构,起到阻挡风沙作用的一种工程技术措施。
强防护,如采用浆砌护肩等。同时在风沙危害严重地
(2)植物治沙,是指通过釆取种草种树等措施增