沙漠地區公路工程的施工有一些特殊之處，沙漠地區風沙比較常見，防風固沙就十分有必要，草方格網在防風固沙中有比較明顯的作用。

　　《環境與發展》Environment and Development(雙月刊)曾用刊名：內蒙古環境科學;內蒙古環境保護;北方環境;1989年創刊，是按照可持續發展戰略思想，反映內蒙古自治區及北方地區環境科學、研究動向、成果與經濟、傳播信息、交流學術，促進環境科學成果產品化和產業化，推動環境科學事業發展。

　　在世界上，我國的公路總里程已經名列前茅，施工經驗也已經非常豐富。但在沙漠地區公路施工的經驗還比較少。本文通過對尼日爾沙漠地區公路施工過程中風沙對公路的危害及應用草方格網防固沙措施的研究，探討如何利用草方格網進行防沙固沙，為國內沙漠公路施工施工積累一定的施工經驗。��

　　1.工程概況

　　尼日爾石油公路工程全長200km，是從迪法~恩吉格米~乍得邊境的公路，是尼日爾國家公路網的重要組成部分。其中迪法~恩吉格米路段全長130km，70年代由加拿大公司建設，病害嚴重，面層瀝青已完全老化，開裂、龜裂、凹陷變形等結構性破損病害均已發生，沿線大部分路面脫落，路面寬度90%不足3.0m，需要進行老路改建;恩吉格米到乍得邊境道路是一條通過沙漠的新建道路，道路全長55km，此路段沙害嚴重，需要進行防沙固沙,以減少風沙對公路的危害，保證過往司乘人員安全。另外15km是城市道路。本文結合尼日爾沙漠公路施工實例,介紹利用如何利用草方格網進行防沙固沙.

　　2.風沙對公路的危害

　　1)風蝕

　　風蝕包括吹蝕和磨蝕兩種作用，眾所周知，沙漠地區自然條件的一個重要特征是風大沙多，而修筑的路基又往往是就地取材的沙土，缺乏粘性，易于松散，受到風力作用，沙粒很容易被風吹走，產生路基吹蝕，或因風沙流中的沙粒不斷沖基路基、路面，發生磨蝕，倘若地表徑流侵蝕路基而使之具有流痕或孔穴時，風沙流尚能鉆入孔穴內旋磨，以致將沙填路基的路肩部分或路面下土基掏空，造成塌陷，路基風蝕主要集中表現在突起的迎風部位上，風蝕狀況隨路基型式與風向(風力、風速)的不同而異。

　　⑴ 路堤風蝕

　　多發生在迎風路肩和邊坡上部，特別是高路堤風蝕最為嚴重，常常形成上陡下緩、坎坷不平的風蝕坡面，一般風蝕量為十幾厘米，最大可達數十厘米，整個路肩可被風蝕殆盡，不僅增加養護上維修幫補工程方量，而且由于風蝕后減窄路基寬度，嚴重影響行車安全。

　　⑵ 路塹風蝕

　　以邊坡和塹頂為嚴重。當主導風向與線路平行時，兩側坡面常被風蝕成犁溝狀，溝深可達20cm以上，線路與主導風向垂直時，塹頂形成渾圓狀或不規則形狀，迎風坡面常風蝕呈犬牙狀，或成袋形渦穴，被風蝕的沙土塌落于塹內，堵塞公路。

　　2)沙埋

　　沙埋是沙漠地區公路的主要沙害形式，公路沙埋按其積沙形式，可分為片狀積沙、舌狀積沙和堆狀積沙三種基本形式。

　　⑴ 片狀積沙

　　現場觀察積沙范圍大，往往積沙整片相連，沿路面綿延數十米至數百米，甚至可達數公里，沙子堆積過程一般先在路堤迎風一側路肩，或下風順邊坡和路肩(當下風側有微地形起伏時)開始，然后逐漸向路中心擴展，使整個路面沙埋，片狀積沙厚度較小，一般為10-20cm，最大厚度可超過30cm，這種沙害在形成初期對行車影響雖不大，但給養護造成困難，因消除積沙需要花費大量的人力物力，可是若不及時清除，積沙日益增厚，也能嚴重影響交通，甚至阻斷汽車通行。

　　⑵ 舌狀積沙

　　這種沙害掩埋地段不長，為數米至十多米，沙子堆積形呈前低后高、前窄后寬，狀形是似舌頭的沙體伸向公路，主要發生在風口地段，特別是當路堤上風側有障礙物(如高低起伏的地形、棄土堆和灌叢沙堆等)，路塹口有斜向風吹入或線路橫切沙丘走向時較為普遍。舌狀積沙形成較快，積沙厚度較大，易造成阻車。

　　⑶ 堆狀積沙

　　它是由沙丘前移到公路造成的，由于沙丘的移動方向和速度可以測量，所以沙害能夠預測，但一經形成，因積沙量大，清除積沙工作艱巨，可中斷交通，甚至被迫棄路，改由它處繞行，因面危害嚴重。

　　3.公路沙害的成因

　　公路沙害的原因主要包括自然因素和人為因素兩個方面。

　　首先是自然因素。自然因素中主要是風和沙源，風是引起風沙危害的動力，而豐富的沙源則是形成風沙危害的物質基礎，道路所處區域為干旱的荒漠和半荒漠地區，風沙對公路的危害，主要是由于自然因素的影響。

　　其次是人為因素。在植被較為稠密的半干旱的干草原、半濕潤的草原地區，沙害的發生則往往是人為因素起著重要作用，由于不合理的農墾、過渡放牧和樵采等人為活動，破壞了天然植被使流沙再起或引起土地沙化，在公路施工中，大面積破壞線路兩側的天然植被，或者取土、棄土不合理，又未及時采取防護措施，均可人為造成沙害。

　　無論是自然還是人為因素所引起的風沙對公路的沙埋危害，按其成因有二：一是風沙流受阻導致的沙埋，二為沙丘移動導致的沙埋。

　　⑴ 風沙流受阻沙埋

　　風沙流受阻沙埋與路基橫斷面特點有關，風沙流在沿平坦的沙質地表運動過程中，只有因動床沙面引起的摩擦阻力，也即沿程阻力損失，對風力減弱甚微，對沙子的搬運影響不大，但當氣流運行過程中遇到路堤時，由于地形的突然變化，就會引起貼地層氣流的分離，形成渦旋，增加了局部阻力，使近地面氣流速度大大減低，從而削弱了氣流搬運沙子的能量，引起多余部分沙子從風沙流中沉落堆積。

　　⑵ 沙丘移動的沙埋

　　沙丘移動是風力作用下，沙子在沙丘的迎風坡吹揚、搬運，而在背風坡堆積的結果，沙丘背風坡(落沙坡)是一個穩定、明顯的渦流弱速區，來自迎風坡的躍移和蠕移的沙粒在通過丘脊后，都在背風坡的風蔭區沉積下來，沙丘的爬越性能很強，因此，一旦沙丘前移到公路，就造成大量的沙子堆積，形成堆狀積沙。

　　4.此路段沿線風起沙特點

　　風沙流向為向東南方向流動，風速平均值為2.4m/s，最大設計風速建議值820m/s，主要為細砂，顆粒級配不良，休止角約30度。

　　5.固沙措施

　　植物固沙是防治公路沙害的根本措施，但需要一定條件，管理也比較困難，又需要較長的時間，要依靠群眾，取得當地政府的支持，并與農林部門協作才能搞好。為防止破壞原有植被引起新的沙源，為保護防護設施，在公路路側的一定范圍內應設植被保護帶，禁止不合理的開墾，放牧與樵采。

　　沙漠地區無論路堤或路塹，均由疏松沙粒筑成，因此其公路路肩、坡面和積沙平臺均需進行全面的固沙防護工程，以防止風蝕和保持路基的穩定，防護材料可采用砂礫、粘結土、鹽塊、各種柴草等，

　　⑴ 路線穿越的沙漠路段為固定、半固定沙丘，地勢平坦，植被生長良好，部分挖方路段有沙害現象，原公路防沙措施是采用4×4m方格網用當地植被防護，效果良好，當地固沙材料主要有黍類和高粱內的秸稈、芨芨草以及刺槐類樹枝均可作為防沙固沙的材料。

　　⑵ 根據該地區植被易于成長的特點，設計中按照”重害重防、輕害少防、無害不防”的原則，重點對沙漠段地表破傷后有沙害出現的地方進行防護，依據國內塔克拉瑪干沙漠防沙經驗，結合撒哈拉沙漠的特點推薦采用2×2m草方格網防固沙，草方格和流沙經過長年累月的地質作用，逐漸形成灰褐色的固定地表，把流沙固定在底下，遇到雨水充沛的時候，地表上就能長出草木，這就是“沙結皮”。

　　6. 施工方法

　　草方格沙障應選用干燥、無霉變的麥秸、稻草、蘆葦等簡單而常見的材料鋪設而成。鑒于本工程所在地蘆葦豐富，故選用蘆葦作為設置草方格的主要材料。

　　施工前在蘆葦上灑些水，使之濕潤，提高材料的柔性。劃出網格位置線，規劃好草方格的位置后，蘆葦截成50cm的段，沿位線均勻擺好，用平頭鐵锨插入沙中，插入深應掌握在10-20cm，方格形成后用腳將蘆葦根部沙土踩緊，并用鐵锨將方格中心沙子向外扒一扒，使方格內形成淺弧形洼地。蘆葦外露高度10-12cm，每個2x2m方格蘆葦用量為3kg，差值不大于0.2kg。

　　7.注意問題

　　(1)草方格栽植應均勻連續、疏密相間。

　　(2)草方格栽植區域內的地面應修正平順、在栽植草方格以確保栽植的外觀及防護效果。

　　(3)栽植草方格根部應踏實，草方格內的沙土不得有虛散現象。

　　(4) 栽植的草方格順軸線方向每隔30-40m應設置一處1m寬的防火隔離帶。

　　(5) 施工現場嚴謹攜帶火種。

　　8.結論

　　(1)草方格沙障能增大地表的粗糙度，改變其上風速廓線，從而減弱貼地面層風速，增加了對風的阻力，降低實際風力作用的有效性，控制風蝕。

　　(2)細粒物質中多含有碳酸鈣、二氧化硅和鹽分，他們能溶解于水中并下滲，毛細作用可以將其帶到沙表面，失水后將細粒物質膠結在一起，硬化而形成沙面結皮。

　　(3)雖然草方格沙障能夠在一定時間內起到固沙作用，但隨著時間的推移，草方格會腐朽損壞，所以需要定期更換，以保證固沙作用的正常發揮。

　　目前防沙固沙措施還處于探索階段，以上是尼日爾石油公路在防風固沙中的一些經驗，實踐證明草方格沙障在防沙固沙方面效果良好，供大家參考。

　　參考文獻

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