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化学固化剂在沙障修复中的应用:沙路基公路的设计、施工与防沙

【摘要】:所以,一般认为全面喷洒土壤凝结剂封固沙面的方式适宜在输沙断面和迎风边坡上使用,不宜在固沙带使用。而使用固化剂进行修复就很容易。一个工人背上一个小型喷雾器,一边检查沙障破损情况一边对破口喷洒固化剂,就达到了修复的目的。即使出现个别面积较大的破口,用刮耙筑埂后再喷洒固化剂,同样可以收到良好的效果。但是,这次研究没来得及进行这方面的现场试验,固化剂的成本较高都是需要继续研究的问题。

可以用于公路沙害防治的新材料有土壤凝结剂、土工编织袋等。土壤凝结剂的使用方法有两种:用凝结剂全面封固沙面;先将沙子堆成沙垄。两种做法的防风固沙效果见表5-54。

表5-54 土壤凝结剂固沙对风速粗糙度的影响(2003年4月)

从表5-54可见,起沙垄后粗糙度为全面喷洒的9.12倍,沙垄中形成光滑凹曲面,沙面基本稳定。而全面喷洒的沙面一旦出现破口,很快就会发展成小风蚀穴或风蚀槽,其边缘的结皮不断被掏蚀悬空而被吹毁,形成大的风蚀破口,最后会导致完全失效。即使没有完全破损,破口区也会成为新的沙源,从破口处吹出的沙粒还会在未破损的结皮上扩散,致使风沙流活动加强,产生新的沙害。而且,全面喷洒沙面后不利于雨水的下渗,不利于植物的生长。所以,一般认为全面喷洒土壤凝结剂封固沙面的方式适宜在输沙断面和迎风边坡上使用,不宜在固沙带使用。在库布齐沙漠穿沙公路K90处也进行了同样的试验,由于试验面积今有7 000 m2,确实存在着易沙埋、怕践踏等问题。但是,用这种方法来修补麦草沙障的风蚀破口,效果却非常好。

据2002年10月份在伊金霍洛旗—榆林新建公路沿线调查,春季新设的麦草沙障,秋季已有6%左右的风蚀破损,破损点主要出现在沙丘迎风坡中上部,破损点最小1~2 m2、最大5~62 m2,平均3.6 m2,平均风蚀深度22 cm。对这样的破损点进行修复存在着很多困难:材料运输困难,风蚀坑填平困难,修复后不留隐患困难。如果不修,破口就会越来越大。而使用固化剂进行修复就很容易。一个工人背上一个小型喷雾器,一边检查沙障破损情况一边对破口喷洒固化剂,就达到了修复的目的。由于风蚀破口面积不大并且呈点状分布,即使全面喷洒也不会出现雨水不能下渗的问题。即使出现个别面积较大的破口,用刮耙筑埂后再喷洒固化剂,同样可以收到良好的效果。库布齐沙漠穿沙公路K94+120处2002年7月底新设的麦草沙障,2003年4月中旬已经出现6处破口,7月底用固化剂处理后,至今没有出现反复,看来,这一方法是可行的。

沙漠中的鼠、兔、沙蜥、刺猬小动物都有打洞穴居的生活习性,麦草沙障建成后,小动物的洞口往往成为风蚀作用的突破口,及时封堵洞口对于防止沙障的破损具有重要意义,用固化剂封堵无疑是一个省工、省时、节约开支的好办法。

公路沙害的发生有明显的季节性和爆发性。往往是平时没有沙害发生,一场大风过后路面多处积沙,而且是大风过后时间很短就出现了第二场大风。

沙尘和大风的连续出现给公路养护部门带来繁重的清沙任务。为了避免连续积沙,最好的办法就是迅速控制沙源。但由于受人力物力等条件的限制,大量调用修筑沙障使用的原材料很困难,这时候使用固化剂喷洒沙面可以马上见效,而且固化剂用量少,不需要动用大型机械,施工方便,应该是一个比较理想的应急方法。但是,这次研究没来得及进行这方面的现场试验,固化剂的成本较高都是需要继续研究的问题。