新疆沙漠公路防沙設施的改進

孫久暢

摘要：新疆沙漠公路（即塔克拉瑪干沙漠公路）是目前世界上在流動沙漠中修建的最長的公路。沙漠公路綠化工程于2003年開工建設，全長436公里，寬72至78米。但因為其對大規模沙塵天氣防御力較差，同時植物亦有一定的生長年限，在換季換種期間易使公路受到風沙侵蝕，甚至遇上極大規模沙暴會是公路被掩埋；同時在沙暴天氣下對于過往車輛保護力較弱，本文主要針對這些缺點進行了改進。

【關鍵詞】新疆沙漠公路；防風網；保護

1.研究背景—新疆沙漠公路介紹

中國新疆塔克拉瑪干沙漠公路（即塔里木沙漠公路）自古以來就是古絲綢之路的中心，目前也是眾多旅游者前去觀光的目的地之一。

塔克拉瑪干沙漠公路，第一條公路是輪臺-民豐沙漠公路（1995年貫通，2014年編入216國道），第二條公路是阿拉爾-和田沙漠公路（2007年貫通）。第三條斜線南部，且末—塔中2003年立項并開工建設；北部是阿拉爾-塔中（2015年獲批）。第四條是尉犁至且末，2017年3月正式對勘察設計進行國內公開招標。本文主要針對輪臺-民豐沙漠公路的防護工程提出改進方案。

2.新疆沙漠公路現行防沙設施

公路路基寬幅10米，采用強基薄面、振動干壓實等施工手段。路基為風積沙基，沙基上方為土工布并鋪上天然沙礫和堅硬碎石，再用瀝青混凝土澆碾，最后鋪上瀝青路面。整條公路路面平整，車流密度低，汽車行駛順暢，時速可匹比中國大陸高速公路的行駛速度，即100公里/小時，部分路段甚至適應150公里/小時以上的行駛速度。

輪臺-民豐沙漠公路的防沙工程復雜，采用土工布穩固沙基、蘆葦方格、蘆葦柵欄等防沙工藝，配合滴灌種植和綠化帶以強化固沙效果；并以“阻”、“固”、“輸”、“導”等多重手段，形成了完整的防沙體系，僅219公里的北段公路就編扎了2000萬平方米的蘆葦草方格，在方格的外側還豎有尼龍網；446公里的蘆葦排阻沙柵欄分布在公路兩翼，寬度為20～100米，高1.3米，厚8厘米。防沙柵欄和草方格隨沙丘起伏綿延，有一定的防沙效果。公路兩側還種植有固沙樹木和草，如胡楊、紅柳和梭梭草等。為保障固沙植被的存活，沿公路建有供水管道，定時澆灌固沙植被。

存在的缺點：

（1）少量的2-3層的防護不足以面對最高風速可達25m/s的沙塵暴及其所帶起沙塵。

（2）植物易在大風沙天氣中被折斷枝條，造成植物防沙力下降，甚至于脫水死亡。

（3）同時這種防護有一定的時限性，如果植物達到其生長時限，就必須更換，在更換時，公路就將暴露在風沙之下，毫無防護，一旦出現持續性的特強沙塵暴，那么公路勢必會受損，甚至于被掩埋。

（4）因為植物高度不足（除梭梭樹外很少可超過兩米）所以當大規模沙塵天氣降臨時，很難對過往車輛進行有效防護。

（5）對于大的流動沙丘，這些植物帶基本無力抵御。

（6）防沙帶養護費用非常昂貴。

3.新疆沙漠公路防沙設施的優化設計

在輪臺-民豐沙漠公路現行原有設計基礎上，根據監測數據，在易發生風暴及沙石易堆積掩埋部位增加兩道防線。

3.1在公路兩側樹立防沙壁公路兩側的防護壁

在公路兩側1m處樹立由鍍鉻鋼板制成的厚10cm，下部高4.5m，上方120°傾斜板高2m的防護板。它的無孔設計和上板傾斜設計主要為了保證在揚塵天氣下司機視線不受沙塵干擾，作為對植物防風帶的不足的一種補充，同時也作為對于車輛的防護，在很大程度上可以增加行車安全度，減少事故發生率。減少了小型車輛因大風側翻的可能。

3.2植物防風帶外的混凝土防沙墻

此設計需符合2011年7月1日中華人民共和國住房和城鄉建設部發布的《混凝土結構和設計規范》的要求使用符合標號JG95-2011的直徑20cm的螺旋紋鋼筋和pⅡ型號的波特蘭水泥，構筑一堵有2米混凝土地基（在風積沙基上）高4.5m寬2m的鋼筋混凝土墻壁。此設計可以保證建筑的穩固性，長久性和有效性。

圖1 植物防風帶外的混凝土防沙墻

①主路 ②支路 ③防風停車區 ④鋼筋混凝土墻壁

此設計可有效阻擋最大的沙暴（風速25m/s以上的特大沙塵暴），同時可以對公路的植物防風帶進行庇護，以保證在換植時有效保護公路免受風沙損傷。同時可以在主干道上通出支路到防護墻下，以便再大的沙暴天氣下為公路上的車輛提供安全區和蔭蔽所，保證過往車輛安全，同時亦可以在墻下陰涼處種植植物進一步完善防風固沙體系，從而進一步提升防沙能力。同時因為是鋼筋混凝土架構，所以說有相對較久的使用時間，不必頻繁重建。

4.結論

綜合以上兩種新的防沙體系架構，可以將公路防沙體系及在保護過往車輛上的不足之處大大彌補，同時也加固了原有的體系，使整個防沙體系更加緊密地結合在了一起。

補充方案：防風箱墻。采用4層相隔三米的網柵結構作為基礎（一邊兩層）中間用以填充石塊等可靈活選擇的物質。此方案可用作鋼筋混凝土墻壁的替代方案。相較于鋼筋混凝土防風墻，其優點在于：建筑成本低，選擇靈活度高，建筑方便易于修補。

具體方案：將5米作為一個結構單位，采用活扣接攏的方式進行拼接。在活扣上在罩上一個可以落鎖的盒子，其活口和盒子都以金屬制成，以保證其穩固性。

網柵結構采用兩層1cm的沖壓帶網眼鋼板（網眼直徑小于1cm，每平米不超過50個），在對角線上家裝兩根直徑10cm的鋼筋以加固結構。網必須是金屬結構，因為沙漠中氣溫過高，高密度聚乙烯和EVA樹脂都無法承受塔克拉瑪干沙漠中白天高達70-80攝氏度的高溫，在這種天氣下，以上天氣下易變形。加固結構：內部填充物才是防風關鍵，里面可用人工石灰石快（大石子）也可以是建筑垃圾（大塊的）抑或是采石場廢料，密實性碎土，或用人工塊石。（最好在莫氏硬度5以上）缺點：受損速度較快，使用壽命橡膠鋼筋混凝土墻壁來說較低，防風性較弱，不能作為安全防風區，有一定崩塌風險，危險度較高。優點：更加有效地保護了公路，加大了對過往人員的保護，提高了對于流沙的防護能力。

5.結束語

沙漠公路作為我國路網體系之中的重要一環，在采油，國防，旅游等方面意義重大。同時沙漠公路也造價高昂，本技術可以有效節省修路維護資金，節約國家資源，同時還有極高的推廣意義。本設計經過改良，可以不僅僅用于新疆地區，還可以在全國多個有沙漠公路建設的地區應用。同時這也大大減少了人工成本在公路修復方面的應用，具有較廣闊的前景。

【參考文獻】

[1]麻云霞，李鋼鐵，梁田雨，王少雄，馬媛，薩如拉.渾善達克地區公路防沙植被建設研究[J].北方農業學報，2017，45（05）：89-94.

[2]張志成.沙漠公路生物防沙工程研究[ J].當代化工研究，2016（12）：111-112.