风沙地区铁路路基设计探讨

通过我国已建和在建铁路受风沙危害情况,结合一些国内实际案例,说明风沙对铁路路基的主要危害形式为风蚀和沙埋;风沙治理主要建议采用植物治沙与工程治沙相结合,路基本体防护与线路两侧防风治沙的综合防护体系;对于防风固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,要集中施工力量完成一段,防护一段,最大限度地治理风沙危害,改善生态环境,造福铁路沿线人民。     

拉日铁路风沙防护设施风洞及现场试验研究

由于海拔高、气候干旱、沙源丰富、原地表植被稀疏等,致使拉日铁路沿线分布大面积流动沙丘、半固定沙丘以及半固定沙地,在风力的作用下,风蚀、沙丘移动、扬沙扬尘活动频繁,路基受沙埋和风蚀危害严重。依据拉日铁路沿线风沙与植被等现场调查结果,对拉日铁路风沙工程防护措施进行了风洞试验和野外现场试验,并对固沙效果进行了观测,用以验证完善设计、指导大规模施工。     

青藏铁路格拉段高立式沙障防风固沙效果研究

青藏铁路格拉段线路全长1 140 km,沿线冻融侵蚀、风力侵蚀和水力侵蚀交替出现,遭受轻度以上风力侵蚀的路段长约260 km.铁路未通车前,在秀水河段已出现集沙掩埋轨枕的现象,风沙危害严重地影响行车安全.风蚀防治工程不仅保护铁路免遭风蚀危害,同时对保护当地的生态环境具有重要的作用.本文对高立式沙障的防护效果进行观测分析,结果表明,高立式沙障具有显著的防护效果,使路基免于风沙危害.特别是高立式沙障的多排布设构成的综合防护体系,防风蚀效果显著,从阶梯式集沙仪的观测结果来看,它可使风蚀量明显降低.     

新建陶利庙至鄂托克前旗铁路风沙路基防护原则的研究

介绍新建陶利庙至鄂托克前旗铁路风沙路基的分布及风沙路基的防护原则,确定了树枝沙障、C20混凝土预制块路肩、C15混凝土六棱空心砖护坡、C20混凝土截水骨架等防护措施,有效防止了风蚀对路基本体的侵害。     

风沙雪害路基防护措施探讨

风沙雪害路基防护处理一直是设计难题,文章以东乌旗至珠恩嘎达布其铁路工程为例,简述风沙雪害自然因素造成风蚀路基本体、掩埋路轨的过程,以此提出根据路堤填方高度不同,而采用不同的坡面防护形式,解决风蚀的侵害,路堑则提出展开式路堤的断面形式解决掩埋路轨的危害,并且本着"因地制宜,远阻近固,工程措施与植物措施相结合"的防沙原则,根据区域的特点采用适宜干旱严寒地区的乡土植被作为绿化植物,保证成活率,以起到防护边坡的作用。防雪墙的实施可以有效减弱风吹雪害对路基的危害,降低铁路后期维修养护工作量,保障铁路运营的长远安全。     

沙漠腹地公路高立式沙障防风阻沙性能研究

通过沙漠腹地现场实测和Fluent软件数值模拟对沙漠腹地公路高立式沙障防风阻沙性能进行研究。采用Fluent软件建立沙障和路基数值模型,基于欧拉双流体模型和多孔介质理论对高立式沙障和路基周围风沙流的运动进行数值模拟。采用三维超声风速仪测量高立式沙障周围气流速度,为数值模拟结果提供验证。通过数值模拟分析不同沙障高度和沙障数量下风沙流的运动规律,确定沙障高度和数量对高立式沙障防风固沙效果的影响。研究结果表明：气流在沙障迎风侧前方区域减速,沙障周围气流速度快速下降导致气流的携沙运动能力减弱,沙粒在沙障周围沉积。在沙障防护下,路基周围风速降低,路基的风蚀风积危害得到缓解。随着沙障的排数或沙障高度的增加,路基沿程的风速逐渐降低。3排及其以上沙障可以较好地阻挡风沙流的运动。5排沙障防护下,路基的迎风侧坡脚离地高度0.5 m处水平风速从11.05 m/s下降至5.37 m/s,风速的降低率达54.13%。在2.0 m沙障的防护下,路基的迎风坡和背风坡的路肩水平风速比1.5 m沙障的相应值低3～5 m/s,降低率最高达61.79%。     

新恩铁路风沙路基平面防护工程试验研究

新恩铁路穿越毛乌素沙漠的活动沙丘和半固定沙丘。为防止铁路路基在风季遭受沙埋,需在路基两侧设置平面防护工程。根据气象风沙监测的结果,选取有代表性的路基地段,分别进行机械固沙辅以植物防护及栽种树枝沙障固沙的现场试验研究。试验结果表明:在流动沙丘段设置规格为1 m×1 m、高度为0.25 m的经编防风固沙网格,网格内种植灌木,并于迎风侧最外侧设置2排高度为1.5 m的高立式沙障;在半固定沙丘试验段选择直径不小于10 mm、长度为55 cm的沙柳树枝沙障固沙(沙柳不小于70%的成活率),并于迎风侧最外侧设高立式沙障。经现场监测,两种措施均能有效降低风速,减少输沙量,达到防沙治沙效果。通过试验,制定了本线风沙路基平面防护的主要措施并推广应用。现铁路已通车多年,防沙效果良好。     

兰新铁路戈壁地区路基周围风沙流运动特征数值分析

运用FLUENT软件,进行兰新铁路戈壁地区路基周围风沙流场数值分析。结果表明,在路基周围风沙流场中,迎风侧坡脚、路基表面附近和背风侧坡脚出现气流运动的相对低速区,迎风侧路肩上方出现气流运动的相对高速区;在相对高速区产生风蚀沙害;在相对低速区产生积沙,且迎风侧坡脚的积沙多于背风侧坡脚。设置不同高度挡沙墙的路基周围风沙流场数值分析表明,流场中的最大风速区由迎风侧路肩上方前移至挡沙墙的上方,减弱了风沙流对迎风侧路肩的风蚀,且积沙大部分落在挡沙墙的前面,跃过挡沙墙的沙粒在挡沙墙和路基之间相对低速旋流的作用下继续跌落。因此挡沙墙的合理高度应满足:气流中大部分沙粒被挡沙墙拦截,在迎风侧路肩处不出现相对高速区,以避免迎风侧路肩产生强烈风蚀,且相对高低速区界线平稳穿过路基表面。     

乌锡线风沙发育特点及其防护措施

分析了乌锡线沿线风沙流特点、沙丘移动特点和风沙的危害,系统总结了固沙、阻沙、输沙、导沙及植物防护等风沙防护措施.在对比分析内蒙古地区主要铁路和公路风沙防护实践经验的基础上,提出乌锡线可采用固沙防火带、灌溉造林带、风沙育草带、前沿阻沙带四带一体风沙防护体系,并介绍了两种正在试验中的风沙防护新技术.     

铁路沿线联合沙障阻风固沙机理的数值模拟研究

目前铁路上常见风沙病害即为风蚀和沙埋，为保证铁路运输安全，基于欧拉-拉格朗日离散模型，对前期已确定设计参数的由透风栅栏及固沙砖沙障的联合沙障优化措施对路堤周围风沙流场积沙分布的防护效果进行研究分析。结果表明：由于透风栅栏的作用，其后风速降低约50%,部分风沙流受阻抬升导致流场4.5 m以上形成风速加速区；透风栅栏与固沙砖沙障联合作用，在距地面近2 m处风速小于5 m/s,有利于沙粒的沉降，路堤上已沉积在表面的沙粒也不易再次移动；路堤顶面风速降低23.5%,更有利于平稳输导风沙流，减少人工清沙频率，提高防沙效益；联合沙障优化措施在参考风速为分别为5.93、10.38、18.67 m/s时均可有效净化来流风沙；联合沙障有效颗粒防护率可达到89%以上，针对粒径d≥0.1 mm的颗粒，3种入口风速的防护率分别为99.9%、93.6%、94.7%。     

风沙地区铁路深路堑防护形式分析

某煤运铁路部分路段穿过毛乌素沙漠。该地区分布大量固定、半固定沙丘,沉积物中粉粒含量少,砂粒含量高,结构疏松,透水性较大,导致风沙是影响线路稳定性的最大不良地质因素。本文针对一段深路堑(最深22.91 m)的特殊工程条件和风沙危害的特征,提出工程防沙与植物防沙相结合的路基防护形式,即路基本体采用水泥砂浆砌片石拱形骨架护坡,路基两侧设置植被保护带、平整带(防火带)、防护带、阻沙栅栏和围栏的风沙防护体系。     

内蒙古地区风沙防护机理分析

研究目的:分析研究固沙带和阻沙带防风沙体系组成机理,分析工程防沙(机械)和植物防沙条件、防护宽度确定、植物选择依据和布置原则、养灌条件等,提出后期养护与维修工作及人员配置要求,提出新的风沙防护措施,分析植物风沙防护发展趋势。研究结论:(1)降雨量小于160 mm,地下水不能满足植物浇灌水量时采用工程防沙(机械防沙);降雨量160～280 mm,采用工程防沙+植物防沙相结合、微灌养灌;降雨量大于280 mm不需要微灌养灌、只需浇定根水。(2)植物防护采用乔灌木条带间隔布设,乔木株行距2 m×3 m、灌木采用2 m×1 m或2 m×1.5 m。(3)工程防沙:采用相应规格的方格和适应地形的数道高立式沙障相结合防护(树枝或土工网方格采用1 m×1 m;沙丘高度2～3 m,一般能远视,可以设1～2道高立式沙障,沙丘高度大于3 m,无法远视时设置2～3道高立式沙障)。(4)防护宽度:一条公路或铁路走向与风向夹角小于30°、防护宽度应按现行规范宽度L×sinβ(β为风向与线路的夹角)。(5)风沙防护新措施:地膜集水及有机植物加菌类孵化覆盖防沙。(6)植物防护风沙应与旅游、经济发展相结合,前期可适当增加投资。     

格库铁路柴达木盆地段风沙防护动态设计

格库铁路是我国西部风沙地区的一条客货共线干线铁路,风沙防护是设计的重点和难点.为使风沙防护设计更有的放矢,提出新建铁路风沙防护动态设计的理念,利用土建工程完工至项目竣工的时间差,进行积沙试验,通过分析积沙特征、发展趋势及对铁路工程的危害情况,有针对性地确定不同段落风沙防护等级和方式,开展动态设计,使设计方案更好地适用于...     

戈壁风沙地区综合选线研究

为了使穿越戈壁风沙地区的铁路最大程度地避免戈壁大风带来的风蚀、风沙等危害,同时保证工程设置合理、防护措施经济有效,研究戈壁风沙地区的综合选线方法以及工程应对措施至关重要。本文介绍了戈壁风沙地区的特征、风害,以及线路平纵断面与各种工程措施相结合的铁路选线方法。研究结论对戈壁风沙地区铁路选线具有一定的指导意义。     

兰新高速铁路风沙区段挡沙墙设计参数试验研究

兰新二线风沙路基主要集中于烟墩风区及百里风区,大风条件下极易形成风沙流,挡沙墙是解决风沙对铁路危害的主要措施。为充分发挥挡沙墙的防风沙作用,针对兰新高速铁路沿线风沙流成因及规律进行分析,对挡沙墙高宽比、孔隙率和高度3个参数分别进行对比试验,提出适合该地区铁路防沙的挡沙墙优化设计思路。结果表明:当挡沙墙高度一定时,风沙防护效果与挡沙墙的宽度显现出一定的负相关变化;对于均匀结构的网状沙障来说,孔隙率为40%的防沙效果最优,30%的次之,50%的相对最差;从不同高度挡沙墙的风沙防护效果来看,高度为2.0 m的挡沙墙的风沙防护效果相对较好,高度为2.5 m和1.5 m挡沙墙防沙效果略差。     

新建大塔至四眼井铁路沙害防护试验研究

大塔至四眼井铁路途经库布齐沙漠,沿线气候干旱,沙害严重。沙害路段23处,累计长度达19.97 km,占线路总长的22.51%,以流动沙丘为主。在典型流动沙丘路段进行现场防沙试验的结果表明,采用工程防护与植物防护相结合的综合防护措施可以较好地遏制风沙对铁路的危害。给出了乔木及灌木林带+工程防护、灌木林带+工程防护、种草+工程防护、人工补植灌木四种防护模式,可为大四铁路沙害防治提供参考。     

风区高速铁路路基沙害防治研究与设计

研究目的:兰新第二双线通过的烟墩风区及百里风区,风速高,风沙流对高速铁路的危害严重,为有效的避免或减少沙害对无砟轨道铁路路基的危害,研究强风形成机理、风沙流活动规律、风沙两相流的特点,建立风区路基防沙对策技术体系,研究成果应用于本线的防沙设计与施工。研究结论:通过现场实测、室内试验、风洞试验以及数值分析等,研究戈壁风沙流的运动特征,得出:(1)主导风向与挡沙墙垂直时,防沙效果最佳,当挡沙墙与主导风向夹角逐渐变小时,挡沙墙的导沙作用明显;(2)挡沙墙高度2 m、透风率40%时挡沙效果最佳;(3)采用高立式挡沙墙阻沙,石方格沙障固沙的措施适宜于本线的风沙防治;(4)防沙工程有效地减轻了沙害对列车运营的影响,对于列车全天侯运行提供了技术保障;(5)该研究成果可为戈壁强风区风沙防治提供参考,为相关规范的修订提供理论技术支持。     

南疆铁路吐鲁番至鱼儿沟段路基挡风工程方案设计

通过对南疆铁路吐鲁番至鱼儿沟段大风的特征分析和既有线的挡风工程设置效果分析,提出了修建复线时应参照既有线防治大风危害及风蚀沙埋的工程治理经验,为南疆铁路吐鲁番至鱼儿沟段复线挡风工程设计和施工提供科学依据。     

新建铁路喀什至和田线风沙防治措施

研究目的:随着我国西部大开发战略的实施,西北部地区铁路建设步伐进一步加快,有的在沙漠地区通过,分析风沙地区铁路路基设计中应重视的关键环节,提出风沙地区铁路路基选线原则及防护措施,可供同类工程借鉴。研究结论:风沙地区铁路选线,应根据不同的风沙类型确定,并采取有针对性的防护措施。在特殊风沙地区修建铁路,建议采用本体防护及平面防护相结合的防护措施,确保铁路运营安全。     

金阿线风沙成因及防治措施浅谈

本文简要介绍了金阿线风沙的分布、成因、规模、危害及防治措施及风沙地区勘察心得等情况，并结合工点简述了风沙路基的注意要点、工程处理措施等，供同类工程参考．