青藏铁路格拉段沙害现场调查及防治研究

研究目的:青藏铁路自通车以来,高原风沙灾害就成为铁路安全运营的重要隐患,且随着高原沙漠化程度日趋严重,铁路风沙灾害也出现发展势态。为根治沙害对线路的进一步危害,通过对青藏铁路格拉段沙害现场调查研究,掌握了格拉段沙害活动规律,提出了沙害防治模式,为列车安全运营提供了技术支持。研究结论:(1)青藏铁路格拉段沙害主要分布在铁路沿线河区与湖区,严重发育时间为每年11月到翌年5月;(2)沙物质主要来自草场退化形成疏松的地表颗粒和河相湖相沉积物;(3)在进行大量资料分析和室内试验的基础上,提出适合于沿线风沙灾害的防治措施,并依据"远阻近固、因地制宜、综合防护"的指导原则,有针对性地提出了河道风沙灾害防治模式、退化草场风沙灾害防治模式和退化草场风沙灾害防治模式;(4)该研究成果成功应用于青藏铁路防沙体系中,防沙效果显著,可为类似工程提供参考。     

风沙地区铁路减灾选线及防沙工程设计原则研究

风沙危害是影响沙区铁路建设运营的主要因素,风沙铁路减灾选线及防护工程科学设计能有效地减少线路风沙灾害.为进一步丰富完善风沙地区铁路选线与防沙工程设计的理论方法,通过分析风沙地区的地理环境属性和铁路沙害特征,将风沙区域划分为流沙环境、戈壁大风环境和高寒风沙环境;研究不同环境下选线设计的控制因素,基于灾害学理论和综合选线方...     

基于GIS的风沙地区铁路选线不良地质环境建模及线路优化设计研究

风沙地区铁路选线主要受制于地质因素、环境因素，实现沿线区域地质环境建模是减灾选线及线路优化设计的基础。为提高沙害区线路方案设计的效率与水平，借助遥感技术实现铁路沿线风沙灾害信息识别与提取，设计多源异构地质数据的入库规则与存储方式，建立基于GIS的风沙地区铁路选线不良地质信息库，实现灾害数据的统一管理；利用获取的选线区域矢量、栅格、专题数据，基于GIS建模功能构建风沙区选线地质环境模型，实现不良地质信息的多维表达与空间分析，通过可视化的立体选线方法进行线路方案的优化设计。以格库铁路某沙害区选线为例，建立线路三维地质环境实体模型，通过分析风沙流对平面穿越和立体绕避2个线路方案的危害程度，得到了较为合理的设计结果。研究表明，本方法能够为今后风沙地区铁路选线设计提供一定的技术支撑。     

兰新铁路百里风区风沙灾害防治技术研究

在对新疆维吾尔自治区地理位置、地形特征、气候条件开展研究分析的基础上,结合乌鲁木齐铁路局管内兰新铁路的线路走向、地质分区、地形地貌特征等,探讨兰新铁路百里风区风沙灾害的成因及主要表现形式,有针对性地提出一些风沙防治对策及建议,为强风地区沙害严重地段列车的安全运行提供一定的借鉴。     

兰新铁路百里风区虱沙灾害防治技术研究

在对新疆维吾尔自治区地理位置、地形特征、气候条件开展研究分析的基础上,结合乌鲁木齐铁路局管内兰新铁路的线路走向、地质分区、地形地貌特征等,探讨兰新铁路百里风区凤沙灾害的成因及主要表现形式,有针对性地提出一些风沙防治对策及建议,为强风地区沙害严重地段列车的安全运行提供一定的借鉴。     

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。     

兰新铁路思甜至了墩段沙害形成原因分析及防治研究

为解决兰新铁路思甜至了墩段风沙灾害问题,基于现场调研,掌握研究区沿线沙害现状和沙害形成原因,并提出防治措施。沿线风沙危害发生与当地干旱多风的气候条件、铁路沿线松散的路堑边坡、路堑堑顶弃土和路堑内形成弱风区有关。综合考虑工程造价和现场实际情况,研究区铁路防沙设计建议采用固化松散路堑边坡+堑顶弃土构筑挡沙堤+高立式阻沙沙障+大方格阻固沙障相结合的防沙模式,构建立体防沙体系。     

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。     

浅议沙漠地区铁路选线

本文阐述了沙漠的成因，风沙运动的特征及形成的机理，在该地区修造铁路风沙对路基可能造成的沙害，因此在线路选线时应注意风向的变化和流动规律，绕避易形成沙丘和严重流沙的地带通过神榆铁路选线的实例介绍了沙漠地区线路的设计。     

风沙流与铁路涵洞的响应规律研究

研究目的:在风沙灾害多发地区,携沙气流途经铁路涵洞时,受边界效应和狭管加速效应影响,气流会出现明显的扰动,在涵洞周边出现一系列的沙物质蚀积变化,严重时会堵塞桥涵,危及线路安全。针对上述问题,本文采用数值模拟和现场试验相结合的研究方法,研究涵洞风沙灾害形成的机理,对于减缓既有铁路涵洞沙害和新线设计具有重要意义。研究结论:(1)风沙流途经涵洞时,在涵洞进口内侧会形成一个局部高速涡旋区,之后随着气流的推进,涵洞内的风速开始逐渐消减,但其数值依然略高于来流风速;(2)受狭管加速效应影响,涵洞内风速的垂直梯度差会被放大,出现明显的速度分层现象;(3)风沙流沿导流堤向涵洞口行进过程中,风速呈现缓慢降低的变化趋势,易出现沙粒沉降现象;(4)受构筑物形态影响,涵洞进出口的风速曲线呈现开阔的拱形,涵洞口两侧为明显的低速沉沙区,易发生风沙堆积现象;(5)本研究成果可为铁路沿线涵洞风沙灾害防治提供一定的理论支撑。     

兰新线大风及风沙地段工程地质工作

兰新线“百里风区”的风害、风沙是一种特殊的地质现象，它对铁路工程地质选线及铁路运营都有较大的影响，因此在风沙地区的工程地质工作具有一定的特殊性。本文通过在兰新复线的工程地质工作中的一些经验教训及兰新线在运营中出现的一些问题。对风害、风沙地区工程地质特征及风害、风沙防治进行总结，并提出一些看法。     

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.     

风沙地区高速铁路综合选线原则研究

风沙灾害威胁着沙区铁路建设运营，由于高速列车具有速度快、车体轻的特点，线路在穿越风沙地带时受到的风沙流威胁更大。为在选线设计时就将线路风沙危害尽可能地减小，通过分析风沙流对高速铁路建设和运营的影响机理，针对风沙地区特殊的自然条件，结合铁路选线基本理论与方法，提出风沙地区高速铁路综合选线原则及风沙流区、戈壁区、大风区的高铁线路选线设计要点。以兰新高铁为例，通过详细勘察风沙区和分析现有资料，从线路走向方案设计、工程投资、环境影响等方面研究风沙地区高速铁路综合选线原则在实际线路工程中的应用，并确定了高速铁路在风沙地区较为合理的线路设计方案。经过兰新高铁多年的实际运营表明：该方法具有较好的工程应用性，可为今后风沙地区高速铁路选线设计提供一定参考。     

基于GIS的兰新铁路沿线风沙灾害致灾成因分析及评价

风沙灾害地域性强,具有防治难度大、周期长等特点。为减轻风沙灾害对铁路的危害,以兰新铁路沿线的遥感数据和实测数据为基础,利用层次分析法确定风速、植被、海拔、坡向、干燥度、地表粗糙度与风沙灾害的权重关系,并采用多因子评价模型对兰新铁路沿线风沙灾害易发性进行评估。研究结果表明:风沙灾害评价中,植被指标作用最为显著,其次为风力;风沙灾害重度区主要位于阿拉山口、达坂城、百里风区和烟墩风区,中度区主要位于精河县境内临近艾比湖区域;与近50年兰新铁路沿线风沙灾害发育情况相比,分析结果具有较好的一致性。     

铁路沿线不同沙害区域机械防沙措施设计研究

为解决沙区铁路所面临的风沙危害,设计相应的机械防沙措施,以拟建鄂托克前旗—上海庙铁路(简称“鄂上铁路”)为研究背景,在测量区域风速及输沙量基础上,对满足防沙需要的沙障设置进行三维数值模拟研究,并辅以风洞实验验证。研究表明,沙害中等区域流沙量较少,沙障拦截效率高,单道沙障和草方格搭配使用可满足防沙需要;沙害严重区域流沙量较多,单道沙障防护效率降低,双道沙障和草方格搭配使用方可满足防沙需要。研究表明：(1)鄂上铁路沙害中等区域,设置单道30%孔隙率沙障和10 m草方格后其防护效益达60%,可满足此区域防沙需要;(2)鄂上铁路沙害严重区域,设置双排沙障并加设10 m草方格后其防护效益达62%,可满足防沙需要;(3)沙害严重区域双排沙障之间的合理间距为10H(H为沙障高),草方格与双排沙障的合理间距为15H。研究结果表明,实际布设沙障时,防沙效益受多种因素影响,可适当增加草方格设置宽度,增大防沙效益设计余量,尽可能减少风沙对线路的影响。     

戈壁铁路沿线风沙灾害特征与挡风沙措施及功效研究

为了掌握戈壁地区线路积沙规律以及戈壁地区铁路既有风沙防治工程措施的功效与不足,对新疆戈壁地区铁路沿线戈壁风沙地貌、线路沙害的表现形式、既有防风沙流工程措施功效进行实地调查分析与现场测试。根据戈壁铁路强风现场测试数据计算大风速率残余系数和遮蔽效应系数,分析挡风墙后的风速剖面变化与流场变化特征。结果表明:对于同一高度挡风墙,其遮蔽效应随着墙后距离的增加逐渐减弱,高点位高程的速度衰减快于低点位高程的风速衰减,3 m高挡风墙在墙后距离5 m以内存在低速涡旋积沙区;根据计算,当平均风速不大于41 m.s-1且上风区没有新的沙源补充时,通常设置的3 m高挡风墙基本可以阻挡风沙流的运动。     

临策铁路沙害的成因及防治探讨

临策铁路是我国继内蒙古集通铁路之后的第二大合资铁路,同时也是一条名副其实的“穿沙铁路”.这条铁路自2009年12月26日开通以来一直饱受着风沙的危害,严重的沙害常常使列车无法开通或是限速运行,威胁着旅客的生命安全.本文主要通过临策铁路沙害的现状,分析其成因,并因地制宜地提出相应的防治技术.     

沙漠地区铁路站场设计探讨

在沙漠地区修建铁路，一方面沙漠地区的自然条件十分恶劣，同时又有一些有利因素，如地形开阔、坡度平缓、河流稀少、不占农田等。在铁路站场设计过程中，依据修建风沙地区铁路工程的实践经验，注意风向的变化和流动规律，绕避易形成沙丘和严重流沙的地带，使铁路沙害减轻到最小程度。并结合我国沙漠综合治理措施，在工程治沙的基础上，实施植物固沙，从根本上解决铁路沙害问题。最后结合宁东铁路的实例进行了说明。     

集二线铁路沿线沙害防治

通过对本区地理环境、铁路沙害特征、草原土壤水肥条件等基本问题的研究，提出了建立防护林为主的综合防护体系控制沙害、确保铁路安全运行的基本思想，并通过试验研究，确定了集二铁路沙害防护体系建设模式。引进先进的滴灌技术，建成了适合草原地带防护林体系使用的灌溉系统、控制管理系统和成龙配套的灌溉技术体系，实现了既保证植物正常生长、又大量节约水资源的目的。集二铁路沿线沙害实施综合治理，不仅确保了集二线运输畅通，也减少了每年的清沙费和线路维护费。     

铁路沿线下导风板对风沙流场的控制规律

为了揭示风沙地带铁路沿线下导风板输沙工程措施对线路过境风沙流的输导效果及其控制机理,基于CFD(Computational Fluid Dynamics)的计算原理,采用三维数值计算分析方法并结合下导风板输沙的现场实测数据,分析下导风板对风沙流场的控制规律。结果表明:下导风板的输沙能力在风速较大(大于12m·s-1)时有较好效果,且前倾式下导风板的输沙能力明显强于直立式下导风板。现场实测也表明:采用前倾式下导风板输沙措施后,会在线路上形成较大的强风区(作用区),使线路迎风断面的各部位年积沙量均有显著减少,线路道心积沙量减少56%,下导风板前积沙量减少44%,下导风板后积沙量减少36%;现场实测结论与数值计算规律一致。建议在处于风沙区的铁路沿线采用下导风板治理铁路沙害时,要因地制宜并考虑当地的风况(风向、风速变化)特点进行下导风板工程的布置,才能取得较好的风沙输导功效。