一种适宜强输沙环境的风沙防护体系及其构建方法技术

本发明专利技术揭示了一种适宜强输沙环境的风沙防护体系及其构建方法，所述适宜强输沙环境的风沙防护体系，包括分布在被防护设施上风向的第一防护区，所述第一防护区内沿被防护设施外侧向内侧依次布设有人工高大阻沙堤、n形悬浮仓储式固沙障和一体化可伸缩格室固沙障，所述人工高大阻沙堤、n形悬浮仓储式固沙障以及一体化可伸缩格室固沙障分别分布在多个固沙带内，相邻固沙带之间分布有空白带，所述固沙带、空白带的宽度为10

【技术实现步骤摘要】
一种适宜强输沙环境的风沙防护体系及其构建方法


[0001]本专利技术属于风沙治理
，具体涉及一种适宜强输沙环境的风沙防护体系及其构建方法。

技术介绍

[0002]目前风沙防护工程中普遍采取阻固结合措施，防止流沙前移，并固定就地起沙，减少路基区域沙粒堆积产生的危害。阻沙措施主要包括高立式阻沙障、阻固合一大网格结构、悬袋网沙障等，起到抑制风力、阻滞流沙的作用；固沙措施主要为各种规格的方格结构，起到固定远端风沙流和防止就地起沙的目的。
[0003]这些措施所使用的主要材料包括：HDPE板、HDPE网、植物纤维网、尼龙网、冲孔钢板、钢丝网、各类秸秆、水泥板、石块、盐土块、沙袋等。其结构大致可分为平面网孔形、冲孔板形、板形、块体形、圆柱形，以及固定或者摇摆的挂板型、窗帘型、百叶窗型等。且都是通过气流穿过不同材料的网眼、孔隙、板块间隙，产生扰流来消减风力、阻滞流沙。虽然都有阻风和沉沙效应，但实际应用中，还存在诸多缺陷。
[0004]例如，实际的风沙防护工程应用中，特别是对于风沙危害严重的流动沙丘区，高立式沙障虽然能阻止部分流沙，并在沙障前后形成积沙带，但高度仅为1
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2m，不能阻止全部流沙的前进，大部分的风沙流会越过沙障吹向铁路。另外，防护区内部的固沙障仅能固定流沙，使积沙厚度逐年增高，当固沙方格内形成稳定的凹曲面，固沙作用便消失，仅起到过沙路面的作用，且积沙厚度仅为20
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30cm，积沙量小、防护寿命短。此时，流沙会长驱直入，直接威胁铁路安全运营。
[0005]另外，阻沙措施的平面网孔形(厚度0.3
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0.5mm)或冲孔薄板形(厚度2
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5mm)沙障均为薄层平面结构，厚板形(厚度2
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5cm)沙障具有水平或倾斜间隙，而板体本身是不透风的平面结构。气流通过这些阻沙措施时的扰流效应小，使得阻风、消风作用不强，且沙粒容易通过；在沙障顶部附近会形成加速抬升区，促进了大量沙粒越过沙障的现象发生。

技术实现思路

[0006]本专利技术的主要目的在于提供一种适宜强输沙环境的风沙防护体系及其构建方法，以克服现有技术中存在的不足。
[0007]为实现前述专利技术目的，本专利技术实施例采用的技术方案包括：
[0008]本专利技术实施例提供了一种适宜强输沙环境的风沙防护体系，包括分布在被防护设施上风向的第一防护区，所述第一防护区内沿被防护设施外侧向内侧依次布设有人工高大阻沙堤、n形悬浮仓储式固沙障和一体化可伸缩格室固沙障，所述人工高大阻沙堤、n形悬浮仓储式固沙障以及一体化可伸缩格室固沙障分别分布在多个固沙带内，相邻固沙带之间分布有空白带，所述固沙带、空白带的宽度为10
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40m。
[0009]进一步地，所述第一防护区内还种植有沙生灌木，所述沙生灌木包括梭梭、白刺、柠条、花棒、沙拐枣、沙蒿中的任意一种或多种的组合。
[0010]进一步地，所述人工高大阻沙堤包括阻沙堤本体，所述阻沙堤本体的迎风侧和背风侧均布设有一体化可伸缩格室固沙障，所述阻沙堤本体的脊线位置还布设有丝圈缠绕式立体结构阻沙障。
[0011]更进一步地，所述一体化可伸缩格室固沙障包括由多个弹性片材连接形成的一体化可伸缩结构；当所述一体化可伸缩结构被张拉而展开时，呈现为三维网状格室结构；所述一体化可伸缩结构被缩叠时，呈现为多片层叠结构。
[0012]更进一步地，所述丝圈缠绕式立体结构阻沙障包括丝圈缠绕式三维网和与所述丝圈缠绕式三维网连接的多个可接长立柱，所述可接长立柱下部插入地面，并且其中的丝圈缠绕式三维网沿竖直面铺设；其中，所述丝圈缠绕式三维网为带有多个错综孔隙的地毯状交织物，所述地毯状交织物的孔隙率为15
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35％，且所述地毯状交织物由丝圈状树脂细丝缠绕交织形成，所述丝圈状树脂细丝的丝径为0.5
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1.5mm。
[0013]更进一步地，所述n形悬浮仓储式固沙障包括丝圈缠绕式三维网和与所述丝圈缠绕式三维网连接的多个支撑柱，其中的丝圈缠绕式三维网沿水平方向铺设且两侧边缘部自然下垂，从而形成侧向截面为n形的结构；所述丝圈缠绕式三维网为带有多个错综孔隙的地毯状交织物，所述地毯状交织物的孔隙为15
‑
35％，且所述地毯状交织物由丝圈状树脂细丝缠绕交织形成，所述丝圈状树脂细丝的丝径为0.5
‑
1.5mm。
[0014]本专利技术实施例还提供了一种适宜强输沙环境的风沙防护体系的构建方法，包括：
[0015]构建所述的人工高大阻沙堤；
[0016]利用支撑柱将所述的n形悬浮仓储式固沙障水平固定在防护区地面上；
[0017]利用立柱将所的一体化可伸缩格室固沙障水平固定在防护区地面上。
[0018]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0019](1)本专利技术适宜强输沙环境的风沙防护体系，是一种能够彻底阻断沙源、极高固沙量、可持续性固沙的风沙综合防护体系，克服了现有技术中高立式阻沙障不能阻截固定全部风沙流、固沙障固沙量低、防护寿命段、组件复杂、施工工序繁琐等不足，是一种适用于沙源特别丰富地区、强输沙环境下的综合治沙措施。
[0020](2)本专利技术适宜强输沙环境的风沙防护体系，在防护区远端，人工建立的高大阻沙堤可阻截、固定绝大部分沙源，随着阻沙堤的逐步增高，阻风和固沙效率将持续增加；n形悬浮仓储式固沙障可长期、持续、大量固定流沙；一体化可伸缩格室固沙障也具有施工高效、成本低、可持续使用等优点；结合植物固沙措施，提高了防护体系可持续性。
[0021](3)本专利技术人工高大阻沙堤，通过逐步加高沙障的方法形成人工高大阻沙堤，采取固沙网格措施稳定表面流沙，促进沙堤高度持续增长；当沙堤高度达到8m以上，便会形成移动速度极慢的稳定沙堤结构，其积沙效率高、积沙量巨大，可有效拦阻和固定强输沙环境下的绝大部分沙源，其工程持久性远超多道阻沙障的拦阻效果。
[0022](4)本专利技术人工高大阻沙堤，其中，在人工高大阻沙堤、一体化可伸缩格室固沙障、丝圈缠绕式立体结构阻沙障和植被的共同作用下，来自上风向的风沙流被几乎完全阻挡，并沉降至高大沙堤表面，一方面极大减少了的沙源供应，另一方面，随着沙障的人工提升和植物生长，沙堤会持续增高，沙堤对流沙的阻滞效应也将持续增强。
[0023](5)本专利技术人工高大阻沙堤，降低了背风侧风速，促进了植物生长和沙粒沉积，植物的生长使沙堤高度保持持续增长，这一过程中，沙堤和植被间的相互作用使沙堤系统更
趋于稳定；同时，人工高大沙堤内部的承压水和坡脚的积水，增加了坡脚附近的沙层水份，下腹交结的粘土层起到了防止水份下渗的作用，促进了植被的生长；且由于人工高大沙堤对种子传播的阻挡作用，使得上风向吹来的种子固定在沙堤和铁路之间，丰富了土壤种子库和植物多样性，特别是促进了沙堤附近沙米、芦苇等先锋植物的生长，结合顶部阻沙、坡面固沙措施，使得整个沙堤成为稳定的固定沙丘。
[0024](6)本专利技术中使用的一体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适宜强输沙环境的风沙防护体系，其特征在于，包括分布在被防护设施上风向的第一防护区，所述第一防护区内沿被防护设施外侧向内侧依次布设有人工高大阻沙堤、n形悬浮仓储式固沙障和一体化可伸缩格室固沙障，所述人工高大阻沙堤、n形悬浮仓储式固沙障以及一体化可伸缩格室固沙障分别分布在多个固沙带内，相邻固沙带之间分布有空白带，所述固沙带、空白带的宽度为10
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40m。2.根据权利要求1所述的适宜强输沙环境的风沙防护体系，其特征在于：所述人工高大阻沙堤与被防护设施之间的距离为300
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600m；和/或，所述第一防护区内还种植有沙生灌木，所述沙生灌木包括梭梭、白刺、柠条、花棒、沙拐枣、沙蒿中的任意一种或多种的组合。3.根据权利要求1所述的适宜强输沙环境的风沙防护体系，其特征在于：所述人工高大阻沙堤包括阻沙堤本体，所述阻沙堤本体的迎风侧和背风侧均布设有一体化可伸缩格室固沙障，所述阻沙堤本体的脊线位置还布设有丝圈缠绕式立体结构阻沙障。4.根据权利要求3所述的适宜强输沙环境的风沙防护体系，其特征在于：所述一体化可伸缩格室固沙障包括由多个弹性片材连接形成的一体化可伸缩结构；当所述一体化可伸缩结构被张拉而展开时，呈现为三维网状格室结构；所述一体化可伸缩结构被缩叠时，呈现为多片层叠结构；和/或，所述弹性片材上分布有多个直径为2
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4cm的孔眼；和/或，所述弹性片材包括高密度聚乙烯和/或聚丙烯片材；和/或，所述弹性片材的高度为30
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50cm，厚度为2
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5mm；和/或，所述三维网状格室结构中每一格室的高度为30
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50cm，边长为1
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2.5m；和/或，所述一体化可伸缩格室固沙障的高度为30
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50cm，边长为1
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2.5m，弹性片材厚度为2
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5mm；和/或，所述三维网状格室结构中每一格室由相互焊接或铆接的多个弹性片材围合形成；和/或，所述三维网状格室结构中相邻两个格室中心的间距为1
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2.5m。5.根据权利要求3所述的适宜强输沙环境的风沙防护体系，其特征在于：所述丝圈缠绕式立体结构阻沙障包括丝圈缠绕式三维网和与所述丝圈缠绕式三维网连接的多个可接长立柱，所述可接长立柱下部插入地面，并且其中的丝圈缠绕式三维网沿竖直面铺设；其中，所述丝圈缠绕式三维网为带有多个错综孔隙的地毯状交织物，所述地毯状交织物的孔隙率为15
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35％，且所述地毯状交织物由丝圈状树脂细丝缠绕交织形成，所述丝圈状树脂细丝的丝径为0.5
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1.5mm。6.根据权利要求5所述的适宜强输沙环境的风沙防护体系，其特征在于：所述可接长立柱的底部设有内丝，顶部具有螺丝连接头，便于在原有可接长立柱上安装新...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩庆杰，郝才元，屈建军，王悦，郝晓菲，甘道庆，刘军，
申请(专利权)人：中国铁路呼和浩特局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：