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風沙雪害路基防護措施探討

文檔作者：楊松文檔來源：鐵道第三勘察設(shè)計院集團有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年10月14日
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2015年4月
第6卷第2期
高速鐵路
SPEED RAILWAY
技術(shù)
TECHNOLOGY
No．2．Vo1．6
Apr．2015
文章編號：1674m8247(2015)O2—l0037—04
風沙雪害路基防護措施探討
楊松
(鐵道第三勘察設(shè)計院集團有限公司， 天津300142)
摘要：風沙雪害路基防護處理一直是設(shè)計難題，文章以東烏旗至珠恩嘎達布其鐵路工程為例，簡述風沙雪
害自然因素造成風蝕路基本體、掩埋路軌的過程，以此提出根據(jù)路堤填方高度不同，而采用不同的坡面防護
形式，解決風蝕的侵害，路塹則提出展開式路堤的斷面形式解決掩埋路軌的危害，并且本著“因地制宜，遠阻
近固，工程措施與植物措施相結(jié)合”的防沙原則，根據(jù)區(qū)域的特點采用適宜干旱嚴寒地區(qū)的鄉(xiāng)土植被作為綠
化植物，保證成活率，以起到防護邊坡的作用。防雪墻的實施可以有效減弱風吹雪害對路基的危害，降低鐵
路后期維修養(yǎng)護工作量，保障鐵路運營的長遠安全。
關(guān)鍵詞：內(nèi)蒙草原；風沙；雪害；路基防護
中圖分類號：U213．1 文獻標志碼：A
Discussion on Subgrade Protection M easures of
Sandstorm and Snow Disaster
YA G Song
(The Third Railway Survey and Design Institute Group Co．，Ltd．，Tianjin 300142，China)
Abstract：The railway subgrade protection measures of sandstorm and snow disaster is a main design problem．In this pa—
per，taking Dongwuqi—Zhuengadabuqi railway engineering as an example，the wind erosion of subgrade and the burying
of tracks caused by the sandstorm and snow disaster are briefly introduced，SO different protection measures of the slope
with the different embankment height to solve the wind erosion and the cross section of expansion embankment to avoid
burying track in cutting areas are proposed．Based on the protection principle of”adjusting measures to local conditions，
strengthening in the near future and preventing in future，and adopting engineering measures combined with plants meas—
ures”
， the measures of native vegetation adapted to dry cold regions are adopted to protect the slope and snow wall can
decrease the subgrade damage caused by sandstorm and snow disasters effectively，reduce the maintenance load and en—
sure the long-term safety of railway operation．
Key words：Inner Mongolia grassland；sandstorm；snow disaster；subgrade protection
引言
風沙地區(qū)路基是沙漠、 大風和沙流地區(qū)的路基的
總稱，位于這些地區(qū)的鐵路路基，容易遭受風蝕或沙埋
的危害。在寒冷、嚴寒地區(qū)，冬季由于自然降雪和風吹
雪的影響，使路基面產(chǎn)生較厚的積雪，阻礙列車運行，
造成傷害。本文僅以東珠鐵路為例介
收稿日期：2014．12．16
作者簡介：楊松(1970一)，女，工程師。
紹風沙雪害地區(qū)
路基的防護措施，以減輕對鐵路運輸安全的影響。
東珠鐵路位于內(nèi)蒙古自治區(qū)錫林郭勒盟東北部，
線路南起東烏旗站，與204省道并行，在改DIK 141+
000折向西南，繞避達亞納石墨礦，穿達亞納郭多金銀
銅多金屬礦后，預留達亞納車站繼續(xù)沿西南方向前進，
沿山腳前行后折向北，至DK 161+350處設(shè)烏蘇特站。
出站后上跨204省道，而后線路折向西北，沿204省道
北側(cè)前行，經(jīng)白音吉拉嘎后沿珠恩嘎達布其山西側(cè)山
邊向西北延伸至本線設(shè)計終點珠恩嘎達布其口岸站，
線路長度63．285 km，如圖1所示。
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第2期 楊松：風沙雪害路基防護措施探討 2015年4月
圖1 東珠鐵路平面示意圖
線路走向為東南～西北向。所經(jīng)地區(qū)均屬內(nèi)蒙草
原，局部所經(jīng)山嶺多為剝蝕低山丘陵，總體地形平坦開
闊，總的地勢為東南高西北低，為蒙古高原的一部分。
線路兩端為沖積坡平原，地形平坦開闊；中部為丘陵區(qū)，
地形波狀起伏，全線總的地勢為中間高，起點和終點低，
海拔高程為803～980 m，沿線多為草原牧場。
東珠鐵路為客貨共線鐵路，設(shè)計速度120 km／h，
區(qū)間路基長度為54．01 km，占全線的85．34％?？梢?
看出本線路基比重較大，處理好風沙雪害對路基的危
_國 害關(guān)系到鐵路的安全性。
2 風沙雪害的危害
2．1 風沙
當路基與主導風向正交時，迎風側(cè)的路肩及邊坡
上部風蝕嚴重，路肩被吹成渾圓狀，坡面有吹蝕槽，在
邊坡下部1／5～1／4邊坡高度范圍內(nèi)不遭受風蝕。背
風坡以掏蝕為主，從路肩開始風蝕，使路肩寬度不夠，
嚴重者枕木外露，影響行車安全。
本地區(qū)主要表現(xiàn)為固定、半固定平沙地，局部為小
沙丘。線路后半段廣泛分布著非常松散的以粉細砂為
主的第四系沉積層，黃褐色、灰白色，松散、稍濕，厚度
1．0～2．0 nfl，表層砂含水量0．6～3．8％ ，基本承載力
100～120 kPa。這些松散的堆積物為流沙形成提供了
豐富的物質(zhì)基礎(chǔ)。風沙對鐵路可能造成的危害主要為
風蝕路基本體、掩埋路軌等。
本線屬于風沙中度危害地區(qū)。本區(qū)多西風、西北
風，線路設(shè)計時考慮了避免線路垂直于風向，盡量以直
線通過。路基采用路堤方式通過為宜，因為挖方和填
方高度小于3 in的地段極易形成風沙堆積現(xiàn)象，對鐵
路運輸產(chǎn)生安全隱患。
2．2 雪害
風吹雪害是我國北方高寒地區(qū)特殊的自然現(xiàn)象，
它的形成與氣候和地貌類型密切相關(guān)。山地、丘陵區(qū)
和丘間平地區(qū)能夠形成渦旋減速帶，促使氣雪分離，雪
粒在減速區(qū)附近沉積。風吹雪中所攜帶的大部分雪粒
失去原來的速度，吹雪會沉積在坡頂下風處。對于鐵
路工程易沉積在道床及路堤兩側(cè)，主要是灌填路塹，其
中以掩埋路基為主。
本鐵路具備了風吹雪產(chǎn)生的物質(zhì)條件、動力條件
和適宜的沉積區(qū)，極易形成風吹雪危害。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)
查，雪害現(xiàn)象主要集中于丘陵坡地及溝谷處，雪源豐富
時，會形成溝有多深雪積多厚的現(xiàn)象，與此相關(guān)的路塹
工程設(shè)計時采用了展開式路基設(shè)計，增強鐵路安全性。
3 風沙雪害的防治措施
對于風沙雪害的處理，在選線過程中要盡量避開
移動沙丘、減少低填淺挖和長路塹的出現(xiàn)，對于不能繞
避的路基地段，采取如下防護措施。
3．1 風沙雪害的路基防護措施
邊坡及路基兩側(cè)的防護為主要防護措施。
3．1．1 路堤坡面防護
路基的坡面防護主要根據(jù)路基的土質(zhì)、風沙的活
動規(guī)律來確定。東珠線位于內(nèi)蒙古錫林浩特地區(qū)，歷
年平均氣溫1．6~C，年降水量246．3 mm，年蒸發(fā)量
1 662．2 mm，蓄水能力較差，植物防護成活率較低。
所以針對這種情況，路基根據(jù)填方的高度采取不同的
邊坡防護形式來滿足需求。
(1)當路堤邊坡高度H<6 in時，于路肩處設(shè)置
M7．5水泥砂漿砌片石護肩，頂寬0．6 m，厚0．4 m，防
止風蝕路基上部；護肩以下路堤邊坡采用耐旱植物：沙
棘、檸條等鄉(xiāng)土灌木防護，如圖2～圖4所示。
(2)當邊坡高度日≥6．0 In，坡面采用4 m×3 In的
M7．5漿砌片石帶截水槽拱型骨架(骨架厚0．4 in)，路
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第2期 楊松：風沙雪害路基防護措施探討 2015年4月
卜垡墮主! 垡
I
圖2 路堤邊坡碎石包坡防護設(shè)計圖(m)
圖3 路塹邊坡碎石包坡防護設(shè)計圖(m)
圖4 植樹護坡正視圖(m)
線
路
由
心
線
肩為預制混凝土塊護肩；骨架內(nèi)種沙棘、檸條等鄉(xiāng)土灌
木防護，骨架防護地段長度大于500 m時，每隔300 rll
設(shè)一道檢查臺階。
(3)路堤邊坡高度日≥8．0 m 時，防護同日≥
6．0 m的情況，不同的是增加路堤邊坡水平寬度3．0 m
范圍內(nèi)，自坡腳至基床表層下每隔0．6 rn鋪設(shè)一層抗
拉強度為30 kN／m的雙向土工格柵，如圖5所示。
如果地表為粉細砂、粉土地段，路堤坡腳外5．0 m
范圍內(nèi)還需鋪設(shè)0．2 m厚的碎石。
3．1．2 路塹坡面防護
針對風沙雪害地區(qū)本項目設(shè)計采用展開式路塹設(shè)
計(一般路塹采用普通標準路基設(shè)計)，其優(yōu)點體現(xiàn)在
第一，展開式路塹開口大并設(shè)置加寬平臺，大雪不易堆
積，除雪養(yǎng)護較容易，減少鐵路運營的危險；第二，本地
區(qū)為草原地區(qū)，環(huán)保要求較高，取土困難。展開式路塹
設(shè)計解決部分填料遠購，降低了工程造價。本項目低
矮路塹長度為6．44 km，挖方增加約150萬in。，解決本
項目21％的購土。具體設(shè)計為當路塹邊坡高度小于
等于4．0 1TI地段采用展開式路塹型式，邊坡坡率采用
1：4，邊坡平臺3．0 in。路塹邊坡高度大于4．0 nl，地段
邊坡坡率根據(jù)地質(zhì)資料確定并不陡于 ：o邊坡高度l■
每8 m分級，于分級處設(shè)置3．5 m寬的分級平臺，土質(zhì)
路塹邊坡高度小于10 1TI、巖質(zhì)路塹邊坡高度小于12 m
時一坡到頂。
(1)展開式路塹形式如圖6所示，粉土及粉細砂
邊坡采用鋪設(shè)0．2 m厚的碎石土并種灌木防護；土質(zhì)
圖5 路堤邊坡平鋪土工格柵詳圖(m)
圖6 展開式路塹形式圖(m)
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第2期 楊松：風沙雪害路基防護措施探討 2015年4月
(粉土及粉細砂除外)及全風化巖質(zhì)路塹邊坡采用種
植灌木防護；強風化以上等級的巖質(zhì)路塹邊坡采用
C35混凝土空心塊客土撒草籽防護。
(2)非展開式路塹形式：土質(zhì)及全風化巖質(zhì)路塹
邊坡采用4 m×3 m的M7．5水泥砂漿砌片石帶截水
槽拱型骨架護坡，如圖7所示，骨架內(nèi)種檸條等鄉(xiāng)土灌
木防護；粉土及粉細砂路塹邊坡拱型骨架內(nèi)鋪設(shè)
0．2 m厚的碎石土并種植檸條等鄉(xiāng)土灌木防護。巖質(zhì)
路塹拱型骨架內(nèi)鋪設(shè)0．3 IIl厚的種植土并種植檸條等
鄉(xiāng)土灌木防護。
?30{ 廠——一 ?f6 1。0? ：塵 ／ I路屑線
。 。
? 條
／(鋪碎石土種沙棘、
檸條等灌木)
I 基礎(chǔ)頂面線
M7．5水泥砂漿／
砌片石基礎(chǔ)
圖7 路堤拱型骨架護坡正視圖(1TI)
3．2 針對風沙雪害采用擋墻防護的方式
在氣候、土壤條件不宜植林時，可以就地取材，用
片石、土等填筑防墻。根據(jù)風沙等級雪量大小，擋墻可
設(shè)置一道或多道。與主導風向垂直或接近垂直時，擋
_D 墻距離路基邊緣30～60 mo當路堤高度小于2．0 m
時，擋墻在迎風側(cè)坡率采用1-3．5；背風側(cè)坡率采用
1：3；當路堤邊坡高度大于2 m小于2．5 m時，擋墻邊
坡坡率均采用1：2。
根據(jù)路基填挖情況，結(jié)合風沙雪害危害程度，設(shè)置
擋墻等措施預防了風吹雪掩埋線路，東珠線在低矮路
基及路塹段設(shè)計35處擋雪墻，只征用擋雪墻本體用
地，既保證鐵路的安全性，又減少征地面積節(jié)約社會
資源。
4 勘測設(shè)計及施工要點
(1)在最初的勘測設(shè)計時，因時問較短，不能全面
確定線路的風沙雪害地段，需要通過設(shè)計、施工及監(jiān)理
等多方共同提供資料調(diào)整風沙雪害段落，使路基防護
確實起到保護鐵路安全的作用。
(2)東珠鐵路正在修建，根據(jù)現(xiàn)場設(shè)計回訪及施
工單位經(jīng)過施工2年后的情況，展開式路塹起到了減
輕鐵路積雪的隱患；路基邊坡防護種植檸條鄉(xiāng)土植物
較適宜，而紫穗槐不宜成活；拱形骨架里適宜種草，而
灌木存活率較低。
(3)設(shè)計施工要借鑒當?shù)刂紊撤姥┑慕?jīng)驗。本項
目因地區(qū)原因只采用了擋雪墻防護，集通鐵路及錫烏
鐵路增加了防護林帶，對防風治沙起到了根本作用，但
征地及后期養(yǎng)護工程巨大，需慎重采用。除此之外需
通過收集不同地區(qū)的防治經(jīng)驗合理確定鐵路防護形
式，確實起到既經(jīng)濟又預防的作用。
(4)因內(nèi)蒙地區(qū)干旱少雨，下雨多集中在7—8月
份，施工組織要在適宜的時間內(nèi)完成路基邊坡的種草
防護工作，會達到事半功倍的效果。
5 結(jié)束語
風沙雪害路基防護處理是設(shè)計難題，首先設(shè)計時
需要地質(zhì)專業(yè)提供完整的氣象及地質(zhì)條件資料，路基
專業(yè)根據(jù)依據(jù)提出符合風沙雪害地區(qū)的路基橫斷面形
式及防護措施，從根本上杜絕鐵路后期運營的安全隱
患。其次本著“因地制宜，遠阻近固，工程措施與植物
措施相結(jié)合”的防沙原則，采取適宜干旱嚴寒地區(qū)的
邊坡防護措施，防墻的實施可以有效減弱風沙雪害對
路基的直接危害，降低鐵路后期維修養(yǎng)護工作量。
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Subgrad 『s1． (下轉(zhuǎn)第100頁)
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第2期 熊力：海外EPC項目設(shè)計差異分析與對策探討 2015年4月
目工程進展起著決定性的作用。在參與海外EPC工
程項目設(shè)計過程中，所遇到的設(shè)計問題遠非本文所述
幾方面范圍，實施過程中還面臨諸多不確定因素的影
響，如政治、經(jīng)濟、文化差異、語言溝通等。海外項目應
對當?shù)馗鞣N可能存在的影響因素給予充分考慮，制定
切實可行的實施方案，將項目承擔風險降到最低。
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