塔克拉瑪干沙漠公路沙害防治方略

塔克拉瑪干沙漠公路沙害防治方略

4實(shí)施機(jī)械防沙一體化技術(shù)措施根據(jù)“預(yù)防為主、防治結(jié)合”、“因地制宜、依害防治”、“輕害輕防、重害重防”等道路沙害防治原則，結(jié)合自然條件、資源配置、施工需求、經(jīng)濟(jì)合理性、技術(shù)可行性等因素，塔庫(kù)拉瑪干沙漠道路沙害防治政策的指導(dǎo)思想是建立機(jī)械工程防沙體系，確保道路能夠暢通。技術(shù)措施采用先進(jìn)的技術(shù)，如灌溉。目前,在整個(gè)塔克拉瑪干沙漠公路沿線,已由新近建成的防護(hù)林生態(tài)工程體系替代了原來(lái)的機(jī)械工程防沙工程體系。1中國(guó)帶來(lái)的發(fā)展機(jī)遇隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和西部大開發(fā)的實(shí)施,進(jìn)軍沙漠,開采礦藏,發(fā)展旅游,成為開發(fā)沙漠、改造自然的世紀(jì)重大舉措。這將給沙漠公路建設(shè)帶來(lái)前所未有的發(fā)展機(jī)遇。例如新疆修建了我國(guó)第一條里程為446km的橫穿塔克拉瑪干沙漠的沙漠公路(民豐縣-輪臺(tái)縣),又在塔克拉瑪干沙漠沿和田河?xùn)|岸修建了第二條長(zhǎng)達(dá)424km的沙漠公路(阿拉爾市-和田市)。2沙漠的形態(tài)特征和干旱的氣候特征2.1沙漠的分布特征2.1.1干克拉瑪干沙漠我國(guó)沙漠約有80%的面積分布在內(nèi)陸腹地,絕大部分都在內(nèi)陸巨大盆地中,如塔克拉瑪干沙漠,古爾班通古特沙漠,柴達(dá)木沙漠等。一部分分布在海拔1000m以上的內(nèi)陸高原上。2.1.2沙野山區(qū)地貌我國(guó)沙漠,西起新疆喀什噶爾,東迄東北平原西部,橫跨經(jīng)度50多度,分屬四個(gè)不同的自然地帶。西部沙漠地區(qū)屬溫帶干旱荒漠地帶,柴達(dá)木盆地沙漠為高寒干旱荒漠,中部沙摸地區(qū)屬溫帶半干旱荒漠地帶。東部沙漠屬溫帶半干旱干草原地帶,科爾沁沙地的東部和松嫩等地區(qū)的沙地屬于溫帶半濕潤(rùn)的草原地帶。2.2大陸性氣候特點(diǎn)沙漠地區(qū)深居內(nèi)陸,遠(yuǎn)離海洋,且周圍有高山高原陰隔,因而具有典型的大陸性氣候特點(diǎn):夏季高溫、酷熱、干燥,冬天干冷,春季風(fēng)沙多、年溫差大。2.3新疆沙漠的自然特征2.3.1央沙的自然特色新疆南部的塔里木盆地是我國(guó)最大的內(nèi)陸盆地,這里氣候極端干燥,年降雨量大部分在50mm以下,干燥度為16-64。盆地的中央是著名的塔克拉瑪干沙漠,其顯著的自然特色如下:流動(dòng)沙丘占絕對(duì)優(yōu)勢(shì):流動(dòng)沙丘占到該地區(qū)總沙漠的85%。沙丘高大,形態(tài)復(fù)雜:沙漠內(nèi)以裸露的巨大沙丘為主。塔克拉瑪干沙漠雖以流動(dòng)沙丘為主,但是,在深入沙漠內(nèi)部的河流沿岸,沙漠邊緣的洪積、沖積扇前緣地帶,由于間隙性洪水的補(bǔ)給和地下水的溢出,水分條件較好,生長(zhǎng)著茂密的天然胡楊林和紅柳灌叢,成為沙漠中的“天然綠洲”。2.3.2降水、積積極開展北疆的準(zhǔn)噶爾盆地的中央為古爾班通古特沙漠,這里雖然也屬于干旱荒漠地帶,但是由于盆地周圍的山地封閉不很嚴(yán)密,特別是西部和西北部有許多山口,較為濕潤(rùn)的西風(fēng)可以從這里長(zhǎng)驅(qū)而入。因此,降水不像南疆塔里木盆地那樣稀少,年降雨量可達(dá)70-150mm,冬季并有積雪,穩(wěn)定積雪日數(shù)一般在100-160d,最大積雪深度多在20cm以上,所以沙漠內(nèi)部植物生長(zhǎng)較好,沙丘上廣泛分布著以白棱梭、梭梭、篙屬、蛇麻黃和多種一年生植物為主的小喬木沙質(zhì)荒漠植被。植被覆蓋度在固定沙丘上可達(dá)40%-50%,半固定沙丘上也在15%-25%之間。3由于沙漠地區(qū)的路塹和路面災(zāi)害3.1通過(guò)實(shí)際研究和研究，結(jié)果表明，沙漠地區(qū)的路塹端主要不足3.1.1基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計(jì)部分沙害,水毀,路基不均勻下沉,路基鹽脹,路基凍脹,路面翻漿,路側(cè)防沙設(shè)施的毀壞散失。3.1.2道路工程部分：瀝青路面的橫向、縱向、裂縫、面板、溝槽；等級(jí)路面的汽車、折疊板和隧道3.2沙漠道路疾病的發(fā)生3.2.1路塹頂變化的斜坡部位沙漠地區(qū)風(fēng)沙對(duì)公路的危害有兩種,即路基風(fēng)蝕和沙理。風(fēng)蝕:填方路堤的風(fēng)蝕,主要出現(xiàn)在迎風(fēng)邊坡及路肩邊緣部位,挖方路塹的風(fēng)蝕,在路塹頂?shù)匦巫兓睦饨遣课涣繛閲?yán)重。沙埋:按積沙形式,可分片狀積沙、舌狀積沙、堆狀積沙三種類型。片狀積沙的特點(diǎn)是積沙面積大,范圍廣,積沙成片相連;舌狀沙害的掩埋地段不長(zhǎng),為數(shù)米至十幾米;堆狀積沙這種沙害的成因是主風(fēng)上風(fēng)側(cè)的立式阻沙柵欄已被毀壞或被流沙埋沒,因此其外的新月形沙丘或新月形沙丘鏈,前移到立式阻欄位置后不是以風(fēng)沙流形成通過(guò),而仍是以沙丘移動(dòng)方式通過(guò),并逐漸移到公路。3.2.2路肩沖淤破壞沙漠公路的水害情況有以下四種:a.自然降水對(duì)路面、路肩及邊坡沖刷:沙漠地區(qū)一般年降水量較少,但大部分為暴雨降落,暴雨下降地面后,由于水量有限,沙地滲漏較快,所以一般不發(fā)生大的水害。但對(duì)路面、路肩、邊坡的沖刷仍然存在,如路線縱坡段,雨水順著路面與路肩相連處流淌,造成路肩沖刷,最嚴(yán)重時(shí)可使大面積路肩沖毀,路面懸空。再如平坡路段,雨水橫向流淌,浸人路肩或流過(guò)路肩而造成邊坡的沖刷破壞。b.沿河、沿溪路線,水對(duì)路基的沖刷破壞:由于沙漠土松散無(wú)粘聚性,遇水的縱向沖刷,極易滑塌變位,若遇洪水作用,很快將出現(xiàn)路基各樣寬度的從基底到頂?shù)臎_刷破壞,嚴(yán)重時(shí)沖斷路基,這種水害造成路基毀壞的原因多出現(xiàn)在公路未設(shè)防水堤壩的路段或防水堤壩毀尚未修復(fù)的路段。c.通過(guò)河流、小溪、季節(jié)性流水溝槽的水害:由于沙漠土路基,松散無(wú)粘聚性,遇水沖擊,極易滑塌,若遇洪水作用,路基沖毀處形成渦流,加速路基滑塌程度,很快將路基沖出大缺口,嚴(yán)重時(shí)整個(gè)路基被洪水沖斷,這樣的路基毀壞原因與導(dǎo)水工程不夠健全和橋梁涵洞孔徑被沙堵塞未能及時(shí)疏通有關(guān)。d.水浪對(duì)風(fēng)積沙路基的危害:沙漠公路通過(guò)低洼地帶或洪水泛濫區(qū),會(huì)出現(xiàn)沙漠土路浸在水中的情況,其因風(fēng)力作用而起的風(fēng)浪,對(duì)沙性土路基邊坡的拍擊沖刷滑塌嚴(yán)重,一場(chǎng)風(fēng)之后,能將半幅路基滑沒,甚至整幅路基被浪擊沖斷。3.2.3均勻沉降病害路基的不均勻下沉,是沙漠公路受重力及動(dòng)載力作用,所產(chǎn)生的不均勻沉降,引起路面沉落不平、變形開裂破壞的一種病害,主要出現(xiàn)在下列路段,如路基下臥層浸水變軟地段;高填方路邊坡較陡處;路基填料為風(fēng)積沙、淤積土或與其他土類交錯(cuò)變換處;凹形豎曲線最低處等。3.2.4路基鹽脹現(xiàn)象嚴(yán)重鹽漬土是大陸性干早少雨氣候區(qū)內(nèi)重要的地理地質(zhì)象征之一。若沙漠公路經(jīng)過(guò)分布有硫酸鹽鹽漬土的地區(qū),其路基填料就用硫酸鹽鹽漬土,那么其路基的鹽脹,必不可免,并且隨時(shí)間的增長(zhǎng),鹽脹現(xiàn)象將愈來(lái)愈重,造成路面起伏不平,開裂破壞,汽車行駛十分困難。3.2.5路基凍脹的產(chǎn)生路基凍脹:多出現(xiàn)在沙漠公路進(jìn)出口及沙漠邊緣泉水溢出帶,由于行車荷載作用及水的作用,道路在凍結(jié)過(guò)程中,路基會(huì)產(chǎn)生垂直向上不均勻凍脹力,這種不均勻脹力會(huì)使路面產(chǎn)生局部隆起,稱為路基凍脹。路面翻漿:在凍融時(shí)期,經(jīng)過(guò)凍脹作用的路面,尤其是低、中級(jí)路面,其土基承載力顯著降低,車輛荷載作用下,路面遭到破壞,嚴(yán)重者從路面裂縫中擠出泥漿,路面開裂破碎的高低不平種現(xiàn)象稱為路面翻漿。3.2.6路面保障不力a.瀝青類路面推移是在車輛水平力作用下,瀝青面層因抗剪強(qiáng)度不足,發(fā)生推移而成擁包,產(chǎn)生的原因是瀝青稠度偏低用量過(guò)多,集料級(jí)配不當(dāng),細(xì)料偏多,面層與基層粘結(jié)較差,基層表面光平等,一般在陡坡、平曲線、交叉口等行車產(chǎn)生的水平力及橫向離心力較大處,更易形成。b.啃邊是瀝青路面的邊緣松散,破碎,其主要原因是路肩壓實(shí)不足,路肩受水影響承載力下降,路緣石損壞,路面邊緣強(qiáng)度不足或?yàn)r青路面老化。c.面層剝落是表面不夠平整,堅(jiān)實(shí)但不致密,路表石料之間留有孔隙,顆粒1/3以上高度沒有瀝青粘結(jié),瀝青混合料拌和不均勻,瀝青用量少、主集料過(guò)大、細(xì)顆粒少是形成面層剝落的主要原因,瀝青的老化也能形成面層剝落,面層剝落為路面積水創(chuàng)造了條件。d.裂縫反映了路面的內(nèi)部缺陷,按裂縫形式可分為縱向裂縫、橫向裂縫、網(wǎng)裂與龜裂?；鶎訌?qiáng)度不足,瀝青面層的老化往往形成大面積網(wǎng)裂、龜裂,局部的網(wǎng)裂和龜裂,常是局部壓實(shí)不足等施工因素引起的,路基凍脹,瀝青脆點(diǎn)過(guò)高,行車作用超過(guò)了疲勞極限都會(huì)引起不同程度的裂縫。e.坑槽是礦料與瀝青之間粘紀(jì)足,會(huì)形成面層松散,造成的原因很多,基層強(qiáng)度不足石料含土或潮濕、酸性、結(jié)合料品種不合適均可造成石料與瀝青之間缺乏穩(wěn)定的粘結(jié)力,施工中瀝青粘度偏低,用量不均或較少,熬油時(shí)間過(guò)長(zhǎng),拌和不均,碾壓不足,以及施工季節(jié)過(guò)晚沒有成型,瀝青路面經(jīng)常泡在水中以及路面干澀、老化也能造成松散,松散不僅降低路面使用品質(zhì),行車作用下易于發(fā)展成坑槽。3.2.7路面材料摻混a.車轍是路面材料穩(wěn)定性不足形成的病害,沙漠公路之上丁點(diǎn)不平或凸起,逐漸就能形成沙害,路面上的車轍一旦形成,風(fēng)沙流很快將車轍填滿,經(jīng)來(lái)往行車作用,將一部分風(fēng)積沙輾擠到轍棱上,與路面材料摻混,如此車轍愈來(lái)愈深,直到汽車不能通行地步,大車不能通過(guò),小汽車后軸架到車轍上,根本動(dòng)彈不了。b.搓板多出現(xiàn)在粒料類路面上,如砂礫路面、陶粒路面等,是路面材