高原区铁路沿线风沙的形成机制及治理措施

xxxx沿岸风沙的形成机制及治理措施xx（铁道xx院地质路基处xx710043）【摘要】本文重点阐述了xxxx沿岸半固定沙丘、新月形沙丘的分布特征及形成机制。结合施工阶段的具体措施,总结出了对高原风沙的工程治理措施，为以后高原地区铁路施工对风沙的治理和环境保护提出了较为详实的依据。【关键词】半固定沙丘新月形沙丘形成机制治理措施石方格沙障1概况xxxx活动沙丘位于xx自治区xx地区xx县xx东岸，呈扇形分布，面积约2km2。xx县地处藏北高原，平均海拔高程在4500m以上，气候寒冷、空气稀薄、高寒缺氧，人烟稀少，地表草皮较发育，无木本植物生长，自然条件恶劣。新建青藏铁路格尔木至拉萨段DK1553+200～DK1562+950，长度8333米，以NE向通过沙丘区，线路距xx1～2km。附近发育河流主要为巴索曲河，该河为常年流水性河流，雨季水量较大，冬季河水冻结，河流出口位于xx东岸，从沙丘中通过；河床两岸半固定、新月形沙丘呈不连续状分布。2地形地貌本段线路位于xx东岸洪积平原上，海拔高程约为4600m。空气稀薄，高寒缺氧。地势东高西低，地形起伏较大，地表植被稀少，半固定沙丘、新月形沙丘较发育。3沙丘分布及特征3.1半固定沙丘分布范围在xx东岸洪积平原、北桑曲东岸桑卡日岗山麓，分布里程为DK1553+200～DK1556+510、DK1556+680～DK1557+390，主导风向为S15°～75°W。改段地层主要为细圆砾土及xx东岸的粉细砂。由于颗粒较细，在风力作用前进中遇到迎风面山坡阻挡，沉积在左岸山麓形成沙地。改段风沙厚度约为0.5～3m，其间植被有零星发育，覆盖率约为20％。3.2新月形沙丘分布范围低山区西侧坡面及巴索曲河两岸均有不同程度的分布。分布里程为DK1560+690～DK1561+450、DK1561+980～DK1562+530。沙丘高度一般为1～5m，间距10～50m。迎风坡长度10～30m，坡度8°～15°；背风坡度30°～50°。表面无植被生长。地层主要为第四系全新统风积粉细砂，稍湿～潮湿。3.3沙丘的物质组成风积沙物质组成主要为松散状细砂，青黄、灰黄色。表层0.2m稍湿，以下潮湿，从地表至2m深度范围内天然含水量为4.3%～6.8%。风积沙砂质较纯净，颗粒较均匀，矿物成分为石英、长石等，一般粒径为0.1～0.25mm，大于0.1mm的颗粒超过全重的90%，粉、粘粒含量很少。4沙丘的形成机制4.1主导风向及最大风速进本段最大风速网为后38锦m咱/爸s窃，大风季节为形每痒年睁1歼0颜、停1配1画、挪1梳2裤月及次裂年偶1哗、果2痛、徒3庭月。而在本段晃由于线路东侧灿山体对来风具绣阻挡作用、巴榆索曲河谷对风独向具有疏导作们用，使主导风源向在此产生变留化。通过现场色观察和量测，顿本段主导风向眨为更NW丸，与本段活动白的新月形沙丘作的轴向一致。与附：主要气象蕉资料窑xx敲气象站气象资惩料伤台站名称及建呜站时间吨xx糖（躬1965词年烤11尸月）难地理位置海拔而高程糟N衬：此32°21肠′厚高程醉m掠4800慕E客：禁91°06五′谎数值及统计年狂限仁数值弓统计年限及出柿现日期涌气得温猎℃像年游灿平墓彩均酸-2.9舍3劲4愉年错夺极端种最高龄23.3蚁3浙4淘年对1972.6敲.19夸最低单-36.7兰3争4纺年解1968.1习.17洁最热月平均辨7.5兴3默4泪年廉7冶月估最冷月平均辱-14.7瞧3傍4泻年剃1妨月边最大月平均日本较差乔16.7彩3曲4附年斤12丹月汁降水量首mm绝年平均炼417.5抽3轿4滔年态昼年最大屠604.6明3缩4返年寨1971组年最小直292.3助3党4农年更1972序月最大析199.6航3香4温年样1970.7击日最大沟35.0踪3睛4传年裕1983.7证.18茶一次最大及延钟续时间陈149.6采3宵4性年双1974.8蓄.9园漏19层天罗年平均降水日售数旨87.0脾3掀4协年奴哈蒸发量垦mm牌年平均琴1782.9世3肚4许年塞玩年最大炸1941.1理3宇4比年蛛1984闪风速醒m/s钩平均风速及主龄导风向芒4.3WSW坝3浊4需年缩胃水各季平均风速识及主导风向援春搅5.8WSW端3怖4住年罢茎夏婚3.6NE五3税4泡年鸽作秋止3.9NNE甘3蛋4奔年搜叠冬计5.3W渗3位4产年伶直年平均大风日晋数谨（盈≥旅8陆级）恼147.1笛3脱4疤年俭凉最大风速及其诉风向滨定时姐35.0WS较W狐3颗4搞年北1976.2价.26团瞬时苍38.0W期3换4瓜年旬1977.1团.11首4.2损译活动沙丘的形陈成机制独新月形沙丘分灭布地段主导风吹向版为昏N泡60°恳～伙70烟°镜W语。据延xx枕县气象资料，秋本段最大风速羽为乡38爬m泰/村s截。线路左侧山乖坡出露上古生血界花岗片麻岩狱，表层风化极朝严重，风化物泡中的细颗粒被寨地表水搬运沉访积到巴索曲河己谷中，雨季经币河水搬运再沉当积至凳xx誓东岸，风季又劈经风力作用使犁沉积在湖边的洞细砂同沿娘S60°柏E症方向搬运，由丝于线路左侧山誉体的阻挡，使而风速减小，风润力搬运能力降葡低，细砂在山朋前平原、巴索家曲河谷及缓坡被地带沉积而形枯成新月形沙丘上。由于巴索曲厌河谷及缓坡地厦带的风积沙受抹地表水及河水听的冲刷、搬运尝，使多xx仍东岸沙源得到坊补充。因此，舞本段风沙活动道规律具有循环厅性特点。侧5述侵沙丘的特点及歪危害镰调查发现本段塔活动沙丘运移矩速度在余2铃m吧/脸年以上。沙丘住的危害性主要翼表现为风蚀、代风积（沙埋）旁。归5.厉1鼠风蚀作用讲由于本区蒸发韵量远大于降雨注量，在蒸发作缝用下，沙丘表浮层细砂呈干燥玻或稍湿状态，烂在一年多达内近昼6棕个月大风的作态用下，风力对罪沙丘表层细砂竿的剥蚀搬运作潮用强烈。因此垂，除活动沙丘稍表层细砂移动侨频繁，大风造升成的风沙流也趣表现了很强的浮风蚀能力。坏5.2馒商风积作用溉风力作用将地尊表细砂随风沙归流搬运并沉积坝，风力大小决庄定搬运距离，虹由于起沙风速拳大小、频率及技风力衰退时间吃随地形地貌的沾变化而变化，薄从而导致在一菊定的范围内产叨生不同的程度是的积沙现象。过该段由于线路柴东侧山体的阻启挡，使风速减拢小，风力搬运闻能力骤减，从球而导致从沙源净到坡脚积沙现优象越来越严重累。在巴索曲河熔谷、河床两岸碧形成不连续状积分布的新月形杆沙丘。举每年冬春两季抵为大风季节，罪同时也为枯水蓝季节，风力将营细砂搬运、沉奏积到巴索曲河密谷而掩埋部分盏河床。在洪水偷季节，河水对配河床中的风积棚沙进行冲刷、赚搬运，使河床袋及两岸出现约舒4闯m劲高的陡坎。风辣积还使已完工清路基遭到掩埋杏覆盖。位200祥3哗年板9但月时路基本体组基本成型，但滨两侧治沙措施绿当年没有施工毯，廊200鸽4卖年春季施工时锯发现路基两侧镰积沙严重桐。墓抄治沙凝前馅DK1562筐+50吊0宣～辈+90势0请路基左侧底（愚200醋4春年洁1印月）进治沙拨前订DK1560舟+30与0谎～外+60世0碑路基左侧牛（涂200阁4吓年哑6撕月）亡6舍损沙害治理措施痒6.捏1嫩沙害治理趋本段线路走向潜与主导风向夹桂角耀近铁70劳°碌，风沙对铁路收路基工程危害构较大，若不采威取合理的治理克措施，将会导追致风沙掩埋道剥床、轨枕的恶国果，严重威胁银铁路的正常运投营及安全。只怎有采取合理的恰治理措施，才栗能减小其对工糟程的危害性。葛因地制宜，充症分利用当地资受源及材料，以鼻减少工程投资顺，是沙害治理姿的主导思想。摧以下对几种常予用治理措施进雅行探讨和评价跌。⑴植物固沙奇本地区海拔高泉、空气含氧量摔低、寒季时间捷长，植被不宜寻成活，据青藏烈公路管理局要xx狂养路段及刺xx垮地区畜牧局介厕绍，本地区不艺宜种植植被、献树木，糟xx惰地区畜牧局曾亮经引进抗高寒恭、缺氧树种，子在免费提供树膨种、技术支持威条件下，对种探植该树成慢活宣3有年者，给积与央1掀万元奖励，但同至今还未有人哈达到此要求。油鉴于此，植物裂固沙不宜在该跑工点使用。⑵化学固沙期由于本段沙丘宏分布范围较大篇，风力作用强浓劲，对沙丘表渠面喷洒化学试脂剂或粘土泥浆浑，不但成本较奔高，而且很难户达到有效的固充沙目的。因此妇，化学固沙措辨施对本段沙丘鉴治理也不宜使定用。⑶机械固沙照机械固沙在该此工点使用后效被果良好。具体脏做法是于路堤告两侧坡脚外右日侧壳500m沙、左侧律300m副范围内设风沙蝇平面防护工规程等,望先于左右侧各挣50m悟范围内平铺疏0.20m孕厚卵砾石魂土美,朴再于纳50m惯外设石方格沙枣障防禽护匹,矿宽度使50m桥,顺欠平铺虹0.20m锋厚卵砾石土、弃石方格沙障依村次交错设茫置秋,威并于右侧郊500m集外魔设础3肠道高立式沙较障长,抗其间距为豪30m腾一们排据,抚正左侧非300m药外清设写2顾道高立式沙伐障仙,酒其间距为肆30m抗一排。具体设跟计见下图：粱治沙前的诵xx偷路基半（犁200子4鄙年烦1咸月）笋治沙后的冶xx糊现场映（砖200篇5谦年戚5盲月）7结束语竖风沙地区勘测复应主要做好以巾下几个方面的溉调查：散⑴纱帆沙源调查。应译重点做好气候鹰条件、水文条贤件、下伏地貌架及相关的岩芯怎特征。厌⑵处凝气象调查。应跟收集勘测地区冤气象站历年观贯测记录。重点牺对气温、降水难及风的性质进讽行详细分析。穿⑶鼓把地貌调查。应酸重点做好风蚀摧、风积地貌和字形态调查以及脖沙漠化土地的姻地貌调查。道⑷之醒水资源调查。扔应重点查明地惭表水和地下水鲁的详细情况。诸⑸抹乓植物、林业调骤查。应详细查所明区域内植物而分布情况。杨⑹夫驰土壤调查。重场点从土层厚度来、质地，并结赶合地貌及植被锁情况，查明可偏利用程度。赢⑺紧最社会经济调查首。罪当然，以上所台述是风沙地区眨调查的普遍调婚查范围，针对冰具体工点，应太该有针对性的拆做好调查。针灌对高原地区高兆寒缺氧，植被苗稀少的特点，肚，应着重从气血象方面，尤其蹈是从风的性质校入手，再结合细地形、地貌等轧其他方面进行鼓调查、分析较垦为合适。洒xx裂沿岸是目xx岂全线风沙活动匹最为强烈的地己段