风沙地区铁路减灾选线及防沙工程设计原则研究

段荣成,高玉祥

(1.轨道交通工程信息化国家重点实验室(中铁一院),西安 710043; 2.北京交通大学土木建筑工程学院,北京 100044)

中国是世界上沙漠及沙漠化土地分布面积最广的国家之一，风沙地区气候恶劣，地质复杂，风沙危害一直是困扰沙区铁路建设和运营的主要因素[1-3]。随着“一带一路”倡议的深入推进，中西部地区的铁路网将得到进一步完善，是未来我国铁路建设的重点区域。然而在西北地区分布有大面积的风沙区，严重影响着铁路的建设及运营，研究风沙铁路减灾选线及防风沙工程设计具有重要的意义。铁路风沙危害在勘察设计阶段就应给予足够的重视，科学合理地研判风沙危害的范围及程度，进而实现线路方案及防护体系的优化设计。

学者们对风沙地区铁路选线相关内容进行了研究。王争鸣以兰新高铁穿越百里风区为例，从线路的选线要点、走向方案和防风措施设计对线路方案进行比选，为类似项目提供了重要参考[4]。贾琦通过分析线路沿线的工程地质条件，明晰了风沙流运动规律，提出了格库铁路选线应该注意的问题[5]。邓明万分析临策铁路胡杨林大面积流动沙丘区风沙流的特征与发展规律，以减弱风沙危害、减小工程投资为原则，选取了沿沙丘活动最弱区域通过的方案[6]。马云志从技术、经济、环境和社会政治4个方面，构建了沙漠地区铁路选线方案模糊综合评价模型，并以格库铁路若羌段线路为例进行方法应用，为风沙区的线路方案优选提供了重要决策方法[7]。王建鹏利用遥感数字技术用时短、精度深、效率高的优势，动态解译包银高铁沿线风沙地貌，将现代勘测设计技术在高原沙漠区铁路线路方案设计中进行了研究应用[8]。纵观学者们的研究可知，内容主要集中在风沙灾害识别、风沙铁路具体案例介绍、线路比选模型的构建上面[9-11]，关于选线原则的研究也多围绕某个具体工程案例来进行介绍，虽对风沙区选线设计具有一定的参考作用，但普适性方面存在不足。

风沙危害贯穿着沙区铁路建设、运营的全过程，在设计阶段合理选择线路走向及进行必要的防沙工程设置，对降低工程造价、保证铁路安全运营是最有效的，也是成本最低的措施。根据风沙流对铁路线路的影响作用机理，结合地理环境特性，将风沙区域划分为流沙环境、戈壁大风环境和高寒风沙环境，结合铁路选线设计理论、灾害学理论及风沙物理学理论，分别提出了3种区域的铁路减灾选线及防护工程设置的基本原则，并利用具体案例进行其实践应用说明，可为今后风沙地区铁路选线设计提供一定的理论依据和实践参考。

1 风沙铁路减灾选线及防沙工程设计

1.1 铁路风沙危害特征分析

风沙流是指含有沙粒的运动气流，当风吹过松散的沙质地表时，由于风力作用出现沙物质脱离地表进入气流而被搬运[12]。铁路是一个布设于地面的大型带状三维的空间构造物，当风沙流运动到线路附近时，气流由于遇阻抬升而导致能量消耗，风速降低，沙粒沉积路基坡脚附近，在后续风的持续作用下，沉积在线路附近的沙粒会出现二次搬运。铁路风沙危害的形式主要为路基风蚀、道床沙埋、钢轨磨蚀等，如图1所示。

图1 铁路风沙危害

路基风蚀多发生在风力较大、地表缺乏保护的戈壁大风地区和高寒高海拔地区，被风蚀以后宽度减小、枕木外露，形成坎坷不平的风蚀坡面，严重威胁列车运行安全性。道床积沙则是沙粒沉积在轨道上，进入道床、掩埋钢轨，充斥在道砟间的沙粒降低了道床的减震、排水性能，增大了列车通过时轮轨间的动力响应，多发生于流沙地区、戈壁风沙流地区。风沙流还会磨蚀电线杆、接触网、钢轨及通信设施，降低了设备工作稳定性。

1.2 特征风沙区域环境划分

沙漠地区的特点是沙源极为丰富，降雨稀少、风沙天气多，极易发生风沙流活动，风沙灾害防治的关键是控制流沙运动。戈壁大风地区风力强劲，列车特别是高速列车有被大风吹翻的可能性，因而风害是制约该区域内铁路建设的主要因素。高原地区风沙流的形成过程与低海拔地区的沙漠、戈壁区差异较大，青藏高原的起沙风速低于戈壁风沙地区[13]，脆弱生态环境导致其容易受外界活动的扰动，工程建设时要特别注意环境保护和生态修复。根据风沙物理学原理，结合风沙地区的地理环境特性、风沙流危害强度和铁路沙害特征，将风沙区域划分为3种类型，如表1所示。

表1 风沙地区特征环境划分

1.3 风沙铁路减灾选线总体原则

根据铁路选线设计的基本理论与方法[14-15]，考虑到风沙流对铁路危害的主要形式及作用机理，结合风沙地区的气候条件、地形条件和地质条件，基于防灾减灾的基本理念，设计的风沙铁路减灾选线流程如图2所示。

图2 风沙地区铁路减灾选线流程

线路选线设计时应遵循如下基本原则。

(1)处理好近期与远景的关系

根据线路功能定位，结合沿线地区的城市发展、区域发展规划和线路总体规划，通过综合研究充分论证比较有价值的方案，找出符合线路使用任务和设计要求的设计方案。

(2)保护生态环境

风沙地区生态环境极为脆弱，铁路作为布设于地面的三维带状空间实体，应遵循“绿色选线”“环保选线”的设计理念，做到减少沿线地区植被破坏和水土流失，尽可能减小铁路建设对区域生态环境的扰动和破坏。

(3)科学绕避风沙危害严重区域

加强对风沙流区域的地质地貌勘察及风沙灾害估计，遵循“绕避、预防、减轻”灾害的方式，对不同类型风沙危害采取合理的处置措施。线路方案比选时，需从灾害程度、工程投资、施工、运维等多角度分析，若长度及费用均增加不多的情况下，尽量选择绕避方案。

(4)充分利用有利地形

线路尽可能规避大风区域、风沙流严重区域，必须穿过风沙段时，要充分利用各种有利地形，将线路尽量选择在沙害较轻的地带。

(5)力争在沙丘有利部位通过

通过风沙流活动较强区域时，由流沙最窄地段通过，为了避免沙丘前移而掩埋铁路，应将线路设置在沙丘的上风向。尽量从风沙活动较弱的区域穿过，应选择固定沙地、半固定沙丘区通过，且从半固定沙丘上风向的一侧通过。

(6)尽量使线路与主导风向平行

若线路与主导风向相互垂直，在其上风侧位置很容易形成积沙，还会使路肩、边坡受到风蚀，降低线路结构的安全性，故最好选择两者呈平行状态。尽量不设置曲线或者少设置曲线，若由于地形、技术条件限制必须要设置曲线时，采用较大的曲线半径，且曲线外侧应朝主风向。

(7)合理设计平纵断面

尽量不改变沿线区域的地貌形态，进行纵断面设计时，尽量避免不填不挖、半填半挖形式的路基、路堑，不出现高路堤、长大深路堑。强风沙流区进行线路布设时，若无法规避沙害，而防护工程规模又较大时，可选择以桥梁形式彻底解决沙害，但应设置足够的桥下净空，避免风沙在桥下堆积。

1.4 铁路防沙工程设计总体原则

铁路风沙灾害防治工程就是指在线路易受风沙危害的路段，通过设置一定规模的防风沙措施来减小风沙流对铁路运营的影响，主要措施如图3所示。

图3 铁路风沙灾害防治措施

根据铁路风沙危害的特征、风沙工程的防护原理和铁路工程的特点[16]，铁路风沙灾害防治工程设计应遵循的原则如下。

(1)坚持风沙防治与环境保护并重。风沙地区生态环境脆弱，铁路线路作为百年工程，在设计防沙工程时，坚持做到保护区域生态环境，对有植物防护条件地段尽可能设计工程与植物相结合的措施，避免后期反复施工对环境造成影响，工程与生物结合防沙工程如图4所示。

图4 工程措施结合生物措施防沙

(2)工程设计科学合理。对于需要进行防风沙保护的路段，进行工程设计时要尽可能将产生线路沙害的区域做到全面防治，在风沙流气象监测、实地地质调研的基础上，采用科学合理的防沙体系及规模，以期取得最大的防护效益。

(3)预防为主，防治结合。铁路作为大型的带状空间结构物，穿越风沙危害区的段落往往较长，沙害防治要积极地从产生沙害的原因出发，对已经出现的沙害或由于修建铁路而可能出现的沙害进行积极主动治理，尽可能做到有备无患。

(4)先易后难，突出重点。铁路风沙防护工程是一项规模巨大的系统工程，往往需要耗费很大的人力、财力，应该根据线路所处风沙环境的特性，结合线路工程设计，因地制宜，明确防护的总体目标，先易后难，做到沙害严重的地段进行重点防治。

(5)系统设计，综合治理。沙害区域的地质情况复杂，自然条件恶劣，单纯使用一种措施很难实现风沙危害的有效治理，需要不同类型的防治措施有机地配合，充分发挥各自的优势，铁路风沙“远阻近固”防护体系示意如图5所示。

图5 铁路两侧远阻近固防护体系

2 流沙环境铁路减灾选线及防沙工程

2.1 选线主要控制因素及难点分析

沙漠地区气候干旱，降水少、蒸发量大，植物种类及数量很少，植被覆盖率低，气温日变化非常大，地下水较难被利用，自然条件恶劣[17]。流动沙丘分布范围广，内部存在多种类型的沙丘，沙物质极其丰富，在风力作用下风沙流活动频繁，风沙危害较为严重。其中，移动沙丘还随着时间变化在不断移动，将线路布设于移动方向下侧则会极大地增加防护工程的规模，还会对线路的安全造成严重危害，风沙流铁路构成较大危害的主要为铁路沙埋、路基风蚀问题。

2.2 线路减灾选线总体原则

沙漠地区选线过程中，一方面可基于风沙流监测、影响范围及危害程度考虑是否绕避沙害区；另一方面根据风沙活动的轨迹判断线位的合理性，辅助开展工程选线。根据流沙环境的特点，选线应遵循以下原则。

(1)流沙环境铁路选线过程中，尽量选择地形相对开阔、沙丘密度不大的区域，利用地势平坦地区的有利地形进行线路布设，保证线路在沙垄间迎风侧的开阔地带。

(2)线路穿过沙漠地区时，应尽可能选择如河岸、湖岸、沙漠前沿的固定及半固定沙丘地带、大山或高地的前缘背风地带等。穿越沙丘链时，要避免直穿大沙丘，选择从低矮沙丘或者高度较低的垭口处通过。

(3)线路走向宜与当地主导风向平行，若必须要设置曲线，应采用小半径并尽量将曲线设置为外侧朝主风向方向的路堤，高度不宜小于1 m。

(4)尽量将线位选择在靠近水源、防护材料产地和既有天然防护林带的背风侧，并做到保护线路工程周围的植被。

(5)遇到高大沙丘时，要尽最大可能利用地形在丘间低地建立下风侧路线，保证沙丘迎风坡脚地带远离后方沙丘，规避流沙掩埋铁路，避免路基在雨季遭雨水浸泡而被破坏。

(6)在大面积流沙地带进行布线时，若由于技术条件限制无法绕避流沙，则必须选择风沙危害较轻的沙丘边缘地带、大山高地前缘背风地带，选择施工难度小且易于布设线路的地区进行布线。

2.3 选线实例

格库铁路是连接青海省格尔木市和新疆维吾尔自治区库尔勒市的一条时速120 km的单线电气化铁路，沿线地区自然条件差，生态环境脆弱、风沙危害严重、地形高差大是影响铁路建设的三大难题[18]。以格库铁路某段的风沙区线路选线为例，设计方案如图6所示，方案Ⅰ为穿沙垄取直方案，方案Ⅱ为沿公路绕避流动沙垄方案，方案信息见表2。

表2 线路方案工程比选

图6 格库铁路穿越某沙害区线路方案比选

从技术可行性、安全性方面来看，方案Ⅰ线路取直穿过流动沙丘时，考虑到风沙流强度，为了规避道床、轨道积沙，需设约14 km长桥通过沙害区。但是由于地形条件限制，桥下净空的区间受限坡限制，净空为3～7 m，根据相关研究成果，桥梁两侧会逐渐出现积沙，从而影响线路的安全运营，沙害问题不能得到彻底解决，线路工程的可靠性差。

方案Ⅱ沿公路绕避流动沙垄，只有一小部分线路位于沙垄边缘，可采用工程防沙措施进行该区域的风沙防治，其他区段线路离沙害区较远，且区域主导风向为西北风，沙丘运动方向与线路位置成背离状态，不会影响到线路的建设及安全运营，工程可靠性较高。且大部分路段距离公路小于5 km，施工养护条件好，对土地荒漠化的影响较小，在修建过程中采取工程和植被相结合的防沙措施后可以有效控制沙害，故推荐方案Ⅱ为最终的线路方案。

2.4 风沙防护工程设计原则

流沙环境中沙源丰富，风沙流活动频繁，风沙防护工程设计应主要考虑以下几个方面。

(1)由于流沙地区沙源丰富，风沙量大，因此风沙防护工程应该遵循“以固为主，固阻结合”的防治原则，主要由最外围高立式栅栏、草方格固沙带组成，如图7所示。

图7 芦苇方格防沙

(2)在防护体系的最外围设置与铁路走向基本平行的高立式栅栏形成前沿阻沙带，栅栏的宽度、条数可根据风沙流强度确定，可采用HDPE网栅栏、芦苇栅栏等。

(3)固沙带由草方格沙障组成，大小为1 m×1 m，宽度由当地的风沙强度决定，若具备灌溉条件，可在草方格沙障的中间栽植植物，逐步提高防沙工程防护能力。

(4)阻沙带、固沙带栽植的植物应是适宜于当地环境的植物，对当地的温度、降水、风况、沙层厚度、地下水等进行了解后，选择比较容易成活、防沙能力强的植物。

3 戈壁大风环境铁路减灾选线及防沙工程

3.1 选线主要控制因素及难点分析

戈壁风沙地区地表主要以砾石、粗砂覆盖物为主，由于具有一定的砾石覆盖度，地表稳定性强，因而起沙风速较高，风沙流中沙粒的含量随高度上升而下降。由于风速较大，风沙流可带动颗粒的粒径大，因此一旦发生戈壁风沙流现象，破坏程度远高于一般流沙地区。

戈壁地区的风沙流危害主要是大风引起的，气流遇到路基出现沙粒沉积，当含沙量较高时，迎风侧路基坡脚、背风侧坡脚具有积沙；若含沙量较低，则迎风侧坡脚无积沙，背风侧有积沙。部分戈壁地区还分布着很多的大风区域，大风不仅影响着铁路建设，使轨道积沙、列车停运、限速，严重时还有可能造成列车倾覆，对运营列车的安全性及铁路网的畅通会造成很严重的威胁。

3.2 线路减灾选线原则

戈壁风沙流对铁路的危害具有明显的突发性，容易阻拦但不易彻底治理，根据戈壁地区地理环境与风沙危害特点，铁路选线应遵循以下原则。

(1)线路走向应顺直，尽量与当地主导风向平行，若受到技术条件限制时，则尽可能减小两者间的夹角，有利于防护工程的设置，减小风沙流对线路工程的危害。

(2)线路与主风向呈大角度相交时，尽量采用低路堤、缓边坡使部分流沙越过路基进行输送，一般为1～2.5 m，进而减小路基的风蚀作用，避免采用零断面或是路堑。

(3)线路经过风沙覆盖的山地、丘陵地区，铁路应选在无积沙的戈壁丘陵区域通过或选在山沟中迎风侧通过。

(4)线路宜选择在地表粗化、无流沙、植被发育的戈壁地段通过。结合沿线区域的防风沙规划，可选择地下水埋深浅或接近水源的区域，便于后期采用防护林带防风固沙。

(5)大风地区选线时，应尽可能避开大风区域、强风区域，缩短线路长度。若无法避开大风区时，尽量以短直、大角度穿过大风区域。

(6)在风力较强区域纵断面设计时，多设路堤，尽可能减少戈壁地区强劲的风沙流对路基的风蚀和路基两侧的坡脚积沙。

3.3 选线实例

兰新高铁是兰州市至乌鲁木齐市的一条设计时速250 km的高速铁路[19]，连接了甘肃省、青海省和新疆维吾尔自治区，是亚欧大陆桥的重要客运通道，正线全长1 776 km。沿线的地形地质条件复杂，风沙危害严重，途径我国著名的五大风区，大风地区线路长度约占总里程的1/3，线路地理位置及沿线的风区分布如图8所示。

图8 兰新高铁及沿线风区分布

兰新高铁在三十里风区起讫里程分别为DK1656+000、DK1746+227，由于其位于天山山口[20]。受下坡地形和狭管效应的共同作用，具有风季长、风速高、风区长的特点，冬季、夏季风力可达6～13级，最大风速40 m/s，每年8级以上大风天数超过150 d。

根据各类型风速、风频、沿线地理环境及其灾害特征等，对兰新高铁沿线的大风区域按表3划分。

表3 风灾影响程度划分

线路前进时需要翻越天山山脉，线路设计受地形、地质条件的制约很大，纵断面设计中，为了减小防风工程设置进而节约工程投资，以低填方、路堑为主，用足最大坡度，80%以上段落均为足坡段落。考虑到大风对铁路建设及运营的影响，还将纵断面设计与风沙防护工程设置充分结合，在限制坡度允许的地段采用了低路堤、深路堑和低高度桥梁的结构形式，有效地节约了防风工程投资，该区段共设计桥梁19.415 km(26座)，隧道2座(2.738 km)。

3.4 风沙防护工程设计原则

戈壁风沙地区的风沙流作用强劲，严重影响列车运营安全，区域内风沙防治工程按其作用主要可分为2种类型：一种是防沙，另外一种则主要是防风[21]。防沙工程主要有阻沙堤、高立式芦苇栅栏、高立式HDPE板、HDPE网、具有一定孔隙率的混凝土结构栅栏等，如图9所示。

图9 高立式阻沙工程

线路防风工程主要为设置于路基上的混凝土结构挡风墙，并具有一定的防沙作用，结构形式可分为悬臂式、扶臂式、柱版式等。防风明洞是一种封闭式防风沙结构，通过在路基上方修建如图10所示的混凝土结构，将列车的行车环境与外界风沙流环境隔离开，进而避免风沙流对列车及线路造成危害。

图10 兰新高铁防风工程

(1)戈壁风沙流地区沙害防治应该遵循“预防为主、防治结合”的原则，从预防入手，由于砾石戈壁已形成较为稳定的保护面，在施工过程中应做到最大程度的保护，避免随意开挖地面、堆填填料而形成新的沙源。

(2)防护类型应根据风沙活动类型、风速分布及频率特征、输沙量、地形地貌、危害程度和防护材料性质等综合确定，尽量采取植物防沙与工程措施相结合的方式。

(3)在具备水源条件和栽种植物地段，以生物防沙为主；在风沙流危害严重、地下水埋深大、植物存活困难的无植物条件路段采用工程防沙措施，起到防风固沙的综合效果。

(4)防沙材料、栽植植物应结合当地条件，做到就地取材、因地制宜，选择生长好、防沙能力强的当地沙生植物。

4 高寒风沙环境铁路减灾选线及防沙工程

4.1 选线主要控制因素及难点分析

高寒高海拔地区年平均气温低，昼夜温差大，大气透明度高，太阳辐射强烈，再加上大陆性气候的作用，冬季寒冷干燥、风多水少。降水主要集中在夏季，大风日数多，具有明显的风旱同季现象。

高寒高海拔地区河流、湖盆广泛分布，特别是冬季冻融循环作用明显，在河湖周围形成了大量的沙粒松散物质，为风沙流提供了丰富的物质基础。而大风日数较多，强劲的风力为风沙流活动提供了丰富的风动力环境，风沙危害严重。由于具有“风旱同季”的特征，夏季降水多，植被生长较好，风沙危害主要发生在冬季。

冻土分布范围广，加上全球气候逐渐变暖的影响，冻土退化趋势明显，部分区域地表物质离散分解，加剧了风沙活动的强度。恶劣的气候条件使青藏高原布满了类似戈壁的风蚀沙粒石滩地，地表生态环境脆弱，微小的扰动就可能改变地理环境的平衡状态，从而加剧地表的沙化过程。

4.2 线路减灾选线原则

高寒高海拔地区地形地质复杂，生态环境极为脆弱，线路选线过程中要遵循以下原则。

(1)充分了解修路地区的筑路材料，根据控制点对线路进行优化布置的过程中，尽量离原材料、水源较近，减小材料运输的距离和对生态环境破坏。

(2)高原地区河流纵横，夏季雨水充沛季节河流泥沙量较大，容易出现改道，桥梁、涵洞应选择河道稳定、平直的地段，在部分区域采取有针对性的护岸工程措施。

(3)考虑到高原地区的生态环境脆弱问题，应尽量保证铁路沿线的生态效益，兼顾环境变迁问题，保护沿线地区的土地资源、水源地及野生动植物。

(4)在选线过程中，秉承“宁填勿挖、减少扰动”的原则，尽量保持原地面地貌状况，减少填挖工程与防护工程量，保护生态环境和降低工程造价。

(5)高寒高海拔地区通常不发达，而铁路建设又需要一定的施工便道，为了尽可能利用地形，减少铁路及施工便道带来的环境破坏，在处理好与既有交通的关系时可将线路尽可能布设于交通走廊内。

4.3 选线实例

青藏铁路是连接青海省西宁市和西藏自治区拉萨市的一条高原铁路[22]，也是内地通往西藏的第一条铁路，全长1 956 km，其中海拔大于4 000 m的路段为960 km，线路地理位置如图11所示。

图11 青藏铁路地理位置

铁路沿线地区自然条件恶劣，生态环境脆弱，是我国生态环境最脆弱的地区之一，沙质戈壁、沙化草地、干河床/湖盆广泛分布。降水集中，雨季主要集中在6～9月，冬春季节地表植被覆盖度低，也是大风的多发季节，冻融风蚀交互作用明显，粗粒碎屑物被大量分解为沙粒，为风沙活动形成提供了大量的物质基础。沿线地区的降水、风速情况如图12所示。

图12 青藏铁路沿线站点多年风速与降水

青藏铁路在设计及建设初期就将生态环境保护放在首位，力求达到工程建设与环境保护的有效统一，线路完全避开了自然保护区核心区，基本避开了试验区。在线路行经可可西里等国家级自然保护区时，通过对线路方案的多次比选，采用了对自然影响及景观隔离最小的线位。

由于独特的气候条件，植被生长缓慢，破坏后难以恢复。在平面定线及纵、横断面设计中，充分考虑工程建设对植被保护、水土保持的影响，线路尽量避开了面积较大的湿地，不破坏野生动物生存环境。且线路尽量不要远离青藏公路，以避免铁路、公路对高原生态环境双重切割造成破坏。

线路沿线地貌具有山脉、河湖盆地、宽谷等主要特征，在长期冻融循环的作用下，在河流与湖泊滩地、洪积扇及山麓地带存在着碎石、沙粒等松散物质，是主要的沙源。线路在这些区域设计时充分考虑了沙害对线路工程运营的影响，对可能发生严重沙害地区的线路方案论证比选。

平面设计中优先选用了≥1 200 m的曲线半径，减小800 m最小曲线半径使用，曲线半径≥1 200 m的路段约占到全线的1/4。在风沙地段，经过风洞试验和数值模拟，确定了合理的路基形式及高度，避免了地表的高填深挖，从而有效地保护了植被、土地被沙化。

4.4 风沙防护工程设计原则

青藏铁路沿线受风沙灾害威胁路段长约269.7 km，占全路段的23.62%。其中，严重沙害路段10.3 km，中度沙害路段49.8 km，轻度沙害路段209.5 km。严重和中度沙害路段主要分布在红梁河、秀水河、北麓河、扎加藏布及错那湖等地[23]。

铁路风沙防护工程的效果会随着时间推移逐渐降低，高原地区生态环境脆弱，反复的防沙工程布置不利于生态环境的保护。根据对风沙活动规律、沙害空间分布及其特征、自然环境特性的分析，从工程建设及环境保护可持续角度看，高寒高海拔地区的铁路风沙灾害防治工程应该遵循以下原则。

(1)考虑到高原地区脆弱的生态环境，着重生态环境保护、恢复植被的原则，在实现防护目标的同时尽可能地保护沿线生态环境，逐步建立“以生物措施为主、机械措施为辅”的综合防沙体系。

(2)在防护体系的最外缘设置高立式沙障尽可能地阻拦沙源，高立式沙障可采用HDPE网、混凝土挂(插)板式挡沙墙，如图13所示。

图13 阻沙带高立式沙障

(3)在阻沙带内侧布设固沙带，考虑到高原地区的环境特性，固沙带应布置耐久性好一点的材料，故以砾石方格、碎石方格来对流沙进行稳定，减少线路两侧区域的就地起沙现象，如图14所示。

图14 固沙带石方格、碎石压沙

(4)随着风沙流的持续作用，阻沙带周围、固沙带内部的积沙超过一定量时，防护工程的作用会大大减弱。因此，在有植物栽培条件的区域，可以选择适宜当地气候、环境的植物，先期利用防护工程的保护作用构建植物成长的环境，后期逐步建立起以生物措施为主的防护体系。

5 结论

(1)不同环境下风沙流的特征及危害形式具有明显的差异性，只有将不同属性的风沙区分类，针对性地提出适用于各类区域的设计原则、方法，才能更准确科学地指导风沙铁路及防沙工程的建设。

(2)通过研究风沙流对铁路工程的影响机理及危害形式，将风沙地区分类为流沙环境、戈壁大风环境和高寒风沙环境，基于灾害学理论和线路设计要求，提出了各环境下风沙铁路减灾选线及防沙工程设计的基本原则。

(3)结合具体的风沙铁路选线实例，从风沙危害、线路走向、平纵断面设计和环境影响等方面出发，综合分析了基本原则在实际线路中的应用，可为今后风沙地区铁路减灾选线及防风沙工程设计提供一定的理论依据和实践参考。