羅新文

(新疆鐵道勘察設(shè)計(jì)院地路分處，新疆烏魯木齊 830011)

臨河至策克鐵路是我國第二大合資鐵路，同時(shí)也是我國與蒙古國之間互通有無的重要通道。臨策鐵路全長683.8 km，與中蒙邊境線平行，自東向西穿越了內(nèi)蒙古自治區(qū)臨河區(qū)，內(nèi)蒙古西部沙漠戈壁，直至額濟(jì)納旗境內(nèi)的策克口岸。臨策鐵路的開通不但進(jìn)一步促進(jìn)了中蒙兩國經(jīng)濟(jì)貿(mào)易的發(fā)展，并與京包、包蘭、集通鐵路等共同形成貫通東北至西北的重要通道。

1 臨策鐵路沙害的現(xiàn)狀

臨策鐵路于2006年10月開工建設(shè)，2008年12月19日完成線下工程進(jìn)入鋪軌階段，直至2009年12月26日正式開通運(yùn)營，整個(gè)工程共投資42.7億元。臨策鐵路自開通以來，由于穿越地區(qū)多為沙漠區(qū)及戈壁區(qū)，鐵路常年受沙害的影響，僅開通運(yùn)營36 d就有27 d軌道被風(fēng)沙掩埋。經(jīng)濟(jì)損失重大，有部分嚴(yán)重的區(qū)段因沙害一直處于限速運(yùn)輸狀態(tài)，至今都未恢復(fù)正常速度。據(jù)統(tǒng)計(jì)，臨策線上受沙害影響嚴(yán)重地段長281.86 km，影響一般路段也有32.2 km。曾經(jīng)最深的一次掩埋竟深達(dá)1.5 m。

2 臨策鐵路沙害的成因

臨策鐵路沙害如此嚴(yán)重，與此路段的自然氣候、土質(zhì)狀況、地下水的分布以及當(dāng)時(shí)的施工設(shè)計(jì)密不可分。

1)自然氣候。臨策鐵路自包蘭線臨河車站西端開始，沿著烏蘭布和沙漠北部至狼山腳下進(jìn)入內(nèi)蒙古高原地區(qū)，再經(jīng)過巴丹吉林沙漠北部邊緣與中蒙邊境線之間的戈壁沙漠進(jìn)入了額濟(jì)納旗地區(qū)，最后向北行，直至終點(diǎn)策克口岸，這條線路所經(jīng)地區(qū)的自然氣候?yàn)榈湫偷臏貛Т箨懶蜌夂?，屬干旱半干旱地區(qū)，氣候惡劣，干旱少雨。其典型特征就是最高氣溫多集中在6月至8月，而最低氣溫則一般都在11和12月，年平均降雨量僅為35.2 mm，且多為暴雨并集中在6月至8月，但是年平均蒸發(fā)量是年平均降水量的96.6倍，如此大的懸殊導(dǎo)致這一地區(qū)氣候極為干旱，植被無法生長，常年處于缺水狀態(tài)［1-2］。土地干旱，再加上缺少植被這一天然屏障的庇佑，最終沙化，常年風(fēng)沙滿天飛揚(yáng)。

2)沙漠環(huán)境。鐵路沿線主要以風(fēng)化剝蝕環(huán)境為主，沙物質(zhì)來源豐富，為沙害提供了充足的物質(zhì)基礎(chǔ)。臨策鐵路自東向西經(jīng)過的地區(qū)有河套平原、山前洪積平原、陰山山脈及巴彥淖爾平原區(qū)，除少部分地區(qū)有低山丘陵和山間洼地之外，大部分地區(qū)都屬沙漠地帶。幾個(gè)主要的大沙漠分別是烏蘭布和沙漠、亞瑪雷克沙漠以及巴丹吉林沙漠。這幾個(gè)沙漠地區(qū)受風(fēng)力影響持續(xù)不斷地搬運(yùn)和堆積沙土，以固定和半固定沙丘以及平沙地及新月形沙丘鏈為主要形態(tài)。一般沙丘高為2～15 m，受常年風(fēng)向的影響呈東北—西南走向，東南面的背風(fēng)坡坡度較陡，而西北面的迎風(fēng)坡則相對較緩。如此大的沙漠面積加上風(fēng)力影響，自然是多沙天氣，并且沙漠地帶往往是惡性循環(huán)，土壤不斷地沙化，沙漠面積不斷地?cái)U(kuò)大，最終只會(huì)導(dǎo)致沙害日益嚴(yán)重。

3)地下水的影響。由于該地區(qū)屬干旱半干旱地區(qū)，常年少雨，地下水并不豐富，加上土質(zhì)沙化，就更不利于地下水的儲(chǔ)藏，因而大部分地區(qū)的地下水位通常較低，并且稀少，無法滿足植被的生長所需，從而導(dǎo)致該地區(qū)植被稀少，甚至部分地區(qū)植被覆蓋面積幾乎為零。鐵路沿線沒有防護(hù)林的保護(hù)，自然是裸露在地表任風(fēng)沙侵蝕、掩埋［3］。

4)臨策鐵路在設(shè)計(jì)及施工上有幾點(diǎn)考慮不周。

①工程設(shè)計(jì)不合理。個(gè)別大橋的設(shè)計(jì)在事后的變更中，防沙措施沒有考慮到大橋的長度，導(dǎo)致大橋的兩端被風(fēng)沙掩埋;部分隧道口設(shè)計(jì)時(shí)沒有考慮隧道口兩端的長度問題，導(dǎo)致其成為天然的截沙溝將隧道口堵塞;設(shè)計(jì)時(shí)部分段落未考慮戈壁風(fēng)沙流的防治工作，導(dǎo)致鐵路成為一個(gè)天然的擋沙屏障;礫質(zhì)戈壁地段沒有設(shè)置擋沙工程，使積沙很容易侵入軌道內(nèi);部分地段的防沙寬度不足，防護(hù)工程單薄，使現(xiàn)有的防護(hù)工程壓力很大。

②施工不規(guī)范以及后期維護(hù)不到位。施工時(shí)路肩的堆高無疑成為日后沙害的隱患，同時(shí)施工時(shí)沒有很好地保護(hù)沿線植被，導(dǎo)致土壤沙化;施工時(shí)使用的石方格和草方格在后期沒有得到很好的維護(hù)，導(dǎo)致其使用周期縮短，后期的防護(hù)苗因受各種因素的影響成活率不高，沒有達(dá)到當(dāng)初設(shè)計(jì)的預(yù)想效果;路肩上和道床內(nèi)積沙清理不徹底，堆放在路基兩側(cè)未及時(shí)清理或未采取覆蓋、固沙措施，致使積沙反復(fù)掩埋軌道;部分線路與風(fēng)向近平行地段高立式沙障起始端未封閉，仍留有風(fēng)沙侵入通道。

3 臨策鐵路沙害的防治技術(shù)

這樣的沙害現(xiàn)象不僅威脅著鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩?，影響人們生活的質(zhì)量，而且對中蒙經(jīng)濟(jì)貿(mào)易合作有著極大的打擊，不利于我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。針對沙害的特點(diǎn)及各個(gè)路段沙害的嚴(yán)重程度，分別采用了不同的防治技術(shù)。

1)明洞防護(hù)技術(shù)

采用明洞防護(hù)技術(shù)的地段通常為沙漠內(nèi)部的風(fēng)沙地區(qū)。這一地區(qū)沙丘高大，風(fēng)沙活動(dòng)強(qiáng)烈、頻繁，平面上治理難度大，易反復(fù)。明洞防護(hù)技術(shù)雖然投入較大，但效果顯著，可根除段落內(nèi)沙害影響，可謂一勞永逸。

在臨策鐵路設(shè)計(jì)之初，明洞防風(fēng)沙的理念就已擴(kuò)展開來，并積極投入建設(shè)。明洞防護(hù)技術(shù)也是我國為保護(hù)臨策鐵路而進(jìn)行的首創(chuàng)之舉，并投入了大量資金。當(dāng)初在設(shè)計(jì)時(shí)主要是考慮鐵路所經(jīng)過的兩路段正處于沙塵風(fēng)口，風(fēng)沙危害嚴(yán)重，因而在這兩處風(fēng)口設(shè)計(jì)了兩段長度分別為6 660 m和1 420 m的明洞。明洞主要是由鋼筋混凝土建筑而成，通過每200 m設(shè)置一處通風(fēng)豎井的方法解決洞內(nèi)通風(fēng)問題。豎井的內(nèi)輪廓主要是曲墻式，外輪廓?jiǎng)t是直墻式，這樣方便豎井立模［4］。這一技術(shù)的要點(diǎn)是對明洞基底的處理，需要清除全部風(fēng)積沙，換填承載力≥200 kPa的生石灰改良土。仰拱底部則采用粉質(zhì)黏土并將它壓實(shí)，使其厚度＜0.3 m，且壓實(shí)度一定要＞0.94。

2)工程防沙治沙

由于臨策線遠(yuǎn)離海洋，惡劣的氣候環(huán)境，使植物生長受到極大制約，用植物固沙只能是個(gè)別地段，無條件進(jìn)行植物防護(hù)的段落較多，因此采用工程治沙成為本線防沙治沙的主要手段。

工程治沙以“因地制宜、因害設(shè)防、適度超前、經(jīng)濟(jì)有效、長期可靠”為原則，體現(xiàn)“攔、阻、固、隔”的功能。一般采取外阻攔內(nèi)沉固的措施。

首先對外圍沙流進(jìn)行攔阻。攔阻措施根據(jù)輸沙量設(shè)置導(dǎo)沙式阻沙堤、高立式沙障方格網(wǎng);其次在主防護(hù)帶范圍內(nèi)固沙或設(shè)置落沙帶。落沙帶目前使用的方法有很多種，如蘆葦方格沙障、樹枝方格沙障、改性PE沙障等。

落沙帶之間的沙地在有條件或降雨量較大時(shí)，線路附近設(shè)植生袋種草進(jìn)行固沙;降雨量稀少無條件時(shí)，設(shè)低網(wǎng)格固沙，經(jīng)一至兩年后沙地固定，地表結(jié)皮或植被慢慢恢復(fù)，沙害不再對線路造成危害。

3)植被防護(hù)技術(shù)

植被防護(hù)技術(shù)是固定和控制流沙最根本和有效的措施，是鐵路治沙的重要措施，然而卻嚴(yán)格受到自然條件的限制，如降水量、沙層天然含水量、地表穩(wěn)定程度等。已有的研究成果表明:在年降水量＜100 mm的荒漠地區(qū)，如果沒有灌溉條件或較高的地下水位，就無法建立人工植被;在年降水量為100～250 mm的半荒漠地區(qū)，在有人工沙障的條件下，只能建立稀疏的人工植被;只有在年降水量為250～500 mm的草原地區(qū)，固沙造林才比較容易，除可生長旱生植物外，還能生長一些中生植物。因此在干旱半荒漠和極干旱荒漠區(qū)，風(fēng)沙活動(dòng)還可以靠人工沙障來解決，而在植物固沙活動(dòng)中，干旱缺水則是歷來比較難以克服的問題。近幾年來，我國在鐵路沙害防治工程中，使用的自動(dòng)控制大型微灌系統(tǒng)灌水方法，卻很好地解決了這一難題［5］。

臨策鐵路，狼山以南河套平原地區(qū)及狼山以北的額濟(jì)納平原，年降雨量99～160 mm，地下水埋深約1～5 m，具備灌溉條件，適宜采用植物防護(hù)措施。狼山以北的大部分地區(qū)，年均降雨量30～100 mm，該區(qū)地下水基本為基巖裂隙水，且不發(fā)育，植物固沙的條件較差。需與地方協(xié)調(diào)，采用管道輸送解決水源問題。

植被防護(hù)技術(shù)要選擇不同的路段種植不同的植被，方可達(dá)到效果。梭梭、檸條、沙棘和紅柳是最常用也是效果最好的四種植物。

①梭梭，有著“沙漠植被之王”的美稱，又名扎格，是溫帶荒漠中最為常見的植被之一。它既耐寒耐旱抗鹽堿，又防風(fēng)固沙，可以遏制土質(zhì)沙化改良土壤。它通常也是分布在松散的土壤基質(zhì)地區(qū)，喜沙，生命力極其頑強(qiáng)。

②檸條，屬豆科，又叫毛條。一般適應(yīng)生長在900～1300 m海拔地區(qū)，喜陽，耐旱耐寒耐高溫，通常在固定及半固定沙丘地區(qū)較為常見。根系發(fā)達(dá)入土深，在地面下可結(jié)成網(wǎng)狀，防治土壤崩塌流失，可有效地防風(fēng)固沙保持水土。

③沙棘，對土壤要求不高，生命力極強(qiáng)。即便是根系暴露在地面表層，也可以照樣生長，可以有效地保持水土，抗風(fēng)蝕，改善生態(tài)環(huán)境。

④紅柳，與其他三種植被一樣，具有抗寒耐旱、耐高溫、耐鹽堿的特性，也是防風(fēng)固沙、改良土壤、保持水土的理想植物。

而在施工技術(shù)上則要嚴(yán)格選苗，根據(jù)苗的干系及根系將其分別種在不同區(qū)域。這項(xiàng)技術(shù)要求人工進(jìn)行栽培，按照梅花形的樣子每兩株栽一個(gè)穴的方法種植。布局采用株距:行距=1:1的形式進(jìn)行。在種植的過程中，需要理好植被根系使其均勻散布開來，不窩根不上翹，保持全部根系埋進(jìn)一定的深度。種植之后需將植物周圍的土壤踩實(shí)，以保證根系跟土壤之間的密實(shí)。

4)其它相關(guān)措施

為了保證鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩?，我們需要做到定時(shí)定點(diǎn)清沙，做好一切防治沙害的有關(guān)措施，對尚未積沙的路段采用高立式沙障，防止風(fēng)沙迅速流動(dòng)，對鐵路造成危害。對已經(jīng)建好高立式沙障的地區(qū)進(jìn)行固沙處理，在其背風(fēng)面進(jìn)行鞏固。對之前所采取的措施失效的地方進(jìn)行整改，積極與政府配合，積極投入合理整治，使沙害現(xiàn)象得到有效的控制［6］。

4 結(jié)語

臨策鐵路對我國西部地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和民族團(tuán)結(jié)有著非常重要的意義，同時(shí)可促進(jìn)中蒙貿(mào)易合作，利用外境資源滿足我國內(nèi)需，因而我們必須高度重視沙害的防治和臨策鐵路的運(yùn)輸安全。通過對幾項(xiàng)防治技術(shù)的分析得知，若一味采用工程措施必將耗資巨大，所以只有生物措施才是長遠(yuǎn)之道，也是根本之道，因而我們需要做的是在工程治沙的基礎(chǔ)上，分步實(shí)施植物固沙，改善土壤，保持水土，維護(hù)植被的生長環(huán)境。只有這樣，才能根本解決鐵路沙害問題，保證臨策鐵路的順利、安全運(yùn)輸。

［1］ 王濤，陳廣庭．中國的沙漠:戈壁［M］．上?？茖W(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，2008．

［2］ 張祖路．地質(zhì)與地貌學(xué)［M］．北京:科學(xué)出版社，2012．

［3］ 張慧，沈渭壽，王延松．臨策鐵路沿線土地沙漠化敏感性評價(jià)［J］．生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學(xué)報(bào)，2007(2):33-35，70．

［4］ 王云光．臨策鐵路路基沙害防治技術(shù)［J］．路基工程，2008(1):163-164．

［5］ 李成，周學(xué)軍．臨河至策克鐵路防風(fēng)治沙措施設(shè)計(jì)方案初步研究［J］．中國沙漠，2006(6):920-925．

［6］ 李肖倫．我國鐵路沙害的防治［J］．中國鐵路，2004(11):28-30，10．