徒手铺5000万平方米草方格战流沙，世界首条环沙漠铁路横空出世

如果说我们不停地往天上发射火箭，会让有些人急红了眼；

那我们在中国大地上织的这张巨大的铁路网，可能让某些国家的万亿美元基建计划又要显得尴尬了。

9月27日，新疆和田至若羌铁路最后那一声钢轨碰撞的“哐当声”，意味着世界首条沙漠环形铁路正式闭合。

这条沙漠环形铁路在哪？

在我国新疆南疆的塔里木盆地中心，有一片面积高达33万平方公里的塔克拉干沙漠，这里不仅是我国最大的沙漠，而且是世界上第二大流动沙漠。

曾经的这里被称为“死亡之海”，唯一的代步工具就是骆驼，但骆驼毕竟也是血肉之躯，紧靠骆驼破解沙漠交通难题，显然存在太多的局限性。

直到20世纪80年代，在塔克拉玛干沙漠腹地，发现了丰富的油气资源，一张交织成网的沙漠公路应运而生。

和铁路相比，尤其是长途运输， 公路运输成本高、单车运量低的缺点显而易见 。俗话说得好： 火车一响，黄金万两。 为了“万两黄金”，我们也一定要让塔克拉玛干沙漠听到火车的汽笛声。

从上方的图中我们可以看到，以前塔克拉玛干沙漠腹地的特产或者百姓想要出疆， 需要坐 汽车 到喀什，然后走喀和线，经过南疆铁路，从库尔勒转到兰新铁路或者经若羌县走青海方向，最终出疆 ，这一圈绕行下来将近3000公里。

而和若铁路的建成，首先是彻底打破了南疆地区的交通瓶颈，其次与其他三条铁路线共同在塔克拉玛干沙漠边缘形成了一条铁路环线，从此和田特产出疆可以直接走和若铁路，经若羌出疆，进出疆的距离将缩短1000多公里。

另外若羌县是古丝绸之路的必经要道，如今又成为了铁路的交叉口，势必将盘活整个经济带，建成后的和若铁路全长825公里，设计时速120公里。

环塔克拉玛干沙漠修铁路有多难？

第一 防沙治沙

提起沙漠，我们的第一印象就是冬季干燥严寒，夏季雨少天热，蒸发量大，风沙天气多，昼夜温差明显，而和若铁路65%都分布在沙漠中。

一阵狂风袭来，整个铁路可能都会淹没在沙漠中，另外沙本身的碱性非常大，不论是从修建难度，还是行车安全，都提出了很高的要求， 所以在沙漠不论是修建公路还是修建铁路，前提一定是先防沙治沙。

包括我们修建的沙特麦麦高铁，在修建高铁的基础之上，我们还教会了他们如何防沙治沙。

从和若铁路在央视的报道画面中，我们可以清晰的看到，在和若铁路两侧，修建了非常宽的绿化隔离带。总长度超过18万公里的阻沙障、堵沙障和草方格固沙障，都是人工用芦苇扎制而成。同时在5000万平方米的草方格中还种植了大量的梭梭、红柳、沙棘等灌木和乔木等，成活率高达85%。经过3年多的时间，通过画面我们可以清晰的看到铁路两侧绿色的植被。

其次就是一线的施工人员，不仅要忍受夏季40多度的高温，还要抵得住冬季零下20多度的严寒，几乎每天干完活后，浑身上下都包裹着细小的沙粒。

荒凉的沙漠中，在沙尘暴来袭时，正在施工的人员几乎无处可躲，依旧坚守在第一线。沙漠中的每一米铁路，都是他们用汗水和勤劳换来的。

桥梁大家都不陌生，一般在地形比较陡峭的山区，或者是用来过水、过人。但是盘踞在塔克拉玛干沙漠腹地的依木拉克特大桥，它的一大用途却是用来过沙的。

在这里多数都是流动性的沙漠， 每年三分之一的时间都在刮沙尘，沙丘流动每年的移动距离可达20米，所以就采取这样一种顺应大自然的方式，以保护铁路不被沙丘淹没。

如何克服钢轨的热胀冷缩？

和若铁路采用一种无缝路线的施工方法，但是想要达到这种效果并不是简单的将标准轨焊接一下就可以，需要克服沙漠地区这种温差的难题。因为热胀冷缩会导致钢轨变形，对行车安全造成危害。

为解决无缝轨道在热胀冷缩时可能产生的危害，一般有两种办法可以处理这种由温度变化引起的钢轨热胀冷缩。

而这两种方法，在温差不大的时候还可以使用，应用到温差较大的地区，就起不到作用了。

我们将采取另一种方法，那就是采用长轨节铺设的方法： 首先测量计算当地的温差，然后选择最佳温度铺设，保证钢轨的伸缩值造成的影响能控制在最小范围内。

这种方法利用的原理是长轨节自身不承受温度应力，而是自动放散应力。

但是在塔克拉玛干沙漠，想要找到合适的钢轨焊接“锁定温度”并不容易， 这个温度在夏季和冬季基本不太现实，即便是在秋季，也只能在晚上才能有这样的问题窗口供工人们施工。

“基建狂魔”并不是大家想象中的搭积木，搭完就完事了，每一项工程背后都有技术难点和环境影响，是这些一些工人硬生生把“基建狂魔”四个字扛在了肩上。

一、标准条款

1 沙障的设置方法与采用的重点地区

11 沙障是用柴草、活性沙生植物的枝茎或其他材料平铺或直立于风蚀沙丘地面，以增加地面糙度，削弱近地层风速，固定地面沙粒，减缓和制止沙丘流动。

12 采取沙障的重点地区，对流动沙丘和半流动沙丘，应首先采用沙障固沙，阻止沙丘流动，再营造防风固沙林带和农田防护林网。

2 沙障的分类

21 根据沙障的地面分布形状可分为:

211 带状沙障。沙障在地面呈带状分布，带的走向垂直于主风向。

212 方格状(或网状)沙障。沙障在地面呈方格状(或网状)分布，主要用于风向不稳定，除主风向外，还有较强侧向风的地方采用。

22 根据沙障的不同材料可分为:

221 柴草沙障。大部由柴草或作物秸秆作成，是铺设沙障的主要材料。

222 粘土沙障。少数地方沙层较浅或沙丘附近有碱滩地，用粘土压沙，堆成土埂，做成沙障。

223 采用卵石或其他材料(如活性沙生植物枝茎)做成沙障。

23 根据铺设沙障的柴草与地面的角度划分

231 平铺式沙障。将做沙障的柴草横卧平铺在地面，上压枝条、沙土或用小木桩固定。

232 直立式沙障。将做沙障的柴草直立，一部分埋压沙中，一部分露出地面。

3 沙障的设计和施工

31 平铺式沙障的设计和施工

311 带状平铺式

带的走向垂直于主风方向。带宽06～10m，带间距4～5m，将覆盖材料平铺在沙丘上，厚3～5cm。覆盖材料有柴草、秸秆、枝条或粘土、卵石等。覆盖物为柴草和枝条时，上面应用枝条横压，用小木桩固定，或在草带中线上铺压湿沙，柴草的梢端应迎风向。

312 全面平铺式

适用于小而孤立的沙丘和受流沙埋压或威胁的道路两侧与农田、村镇四周。将覆盖物在沙丘上紧密平铺。其余要求与2311相同。

32 直立式沙障的设计和施工

321 直立式沙障的分类

3211 高立式沙障，采用杆高质韧的柴草，长07～13m，露出地面05～10m，埋入地下02～03m，根部培沙高出地面01m。

3212 低立式沙障，采用较软的柴草，露出地面02～03m，埋入地下015～020m。

322 直立式沙障的平面配置

3221 在单向起沙为主地区与主风向垂直，呈带状布设。

3222 在新月形沙丘上设置时，丘顶空出一段，在迎风坡自上而下设置多带弧形沙障(与新月形弧度相适应)。

323 直立式沙障的间距

3231 40°以下的干缓沙地，高立式沙障间距为沙障高度的10～15倍，低立式沙障间距为2～4m。

3232 沙丘迎风坡面设置的沙障，应使下一列沙障的顶端与上一列沙障的基部高出5～8cm。

3233 在沙丘坡度较大的地方，沙障间距按公式(6－1)计算:

水土保持综合治理系列标准宣贯教材

式中:d———沙障间距，m;

h———沙障高度，m;

θ———沙丘坡度，度。

324 直立式柴草沙障的施工

3241 高立式沙障施工。在设计好的沙障条带位置上，人工挖沟深02～03m，将柴草均匀直立埋入，扶正踩实，填沙01m，柴草露出地面05～10m。

3242 低立式沙障施工。将柴草按设计长度切好，顺设计沙障条带线均匀放置线上，草的方向与带线正交。用脚在柴草中部用力踩压，柴草进入沙内01～015m，两端翘起，高02～03m，用手扶正，基部培沙。

325 粘土沙障的设计和施工

粘土沙障是低立式沙障的一种。一般布设在沙丘迎风面自下向上约2/3的位置。用粘碱土堆成土埂，高020～025m，底宽06～08m，埂顶呈弧形。土埂间距2～4m。

二、理解与实施

这部分主要介绍了沙障的分类、设计、施工等，沙障又称风障，它是工程固沙的主要措施，作用是减缓地表风速，固定流动山丘和半流动沙丘。在单风向地区多采用条带状沙障，多风向地区多选用网格状沙障。以防风蚀为主，宜选用半隐蔽式沙障;以截持风沙流为主时，宜选用透风结构的高立式沙障;改变地形应选用紧密结构的高立式沙障。沙障的设计主要是设计沙障的方向、间距、高度、密度、埋深和材料。沙障方向应与主风方向垂直。间距取决的应是地面坡度、沙障高低和风力的强弱，沙障高、坡度平缓、风力弱的间距可大些，反之间距可小些。选择制造沙障的材料主要应考虑取材容易，价格低廉，效果良好，保存时间长，副作用小几个方面，如麦草、秸秆、枝条、芦苇、砾石、粘土等。在铺设秸秆、草类材料沙障时，应选择在无风天气进行，并由上风开始，在多强风或沙粒流动性强的地方密度应大些。

因为沙障固沙技术比较成熟，与原标准相比，新标准没有作大的修改，只是删除了一些赘述的文字。如:删除原标准4321直立式沙障的分类中“根据柴草直立的高度，分高立式和低立式两类，在设计施工上各有不同要求”，删除43232中“间距要求”一词，删除4325中“设计施工要求”一词。

三、示例

沙障固沙技术在我国北方广大的风沙地区应用广泛，经过多年的沙障固沙实践经验的积累，也结合该标准的内容，在风沙治理中总结了一些做法和典型的示例，值得学习和借鉴。

示例一:浑善达克沙地黄柳活沙障防风固沙效益的研究

1自然区概况

浑善达克沙地位于内蒙古自治区中部的农牧交错地带，地理位置为41°56'～44°24'N、112°22'～117°57'E之间，自然区域属于温带半干旱区，属温带大陆性气候，其特征是寒冷、干旱、风大。20世纪50年代末，浑善达克沙地还是中国所有沙漠沙地中沙丘固定程度最高、动植物种类最丰富、生态景观最优越的地方。但由于气候干旱的频繁发生、人口的增加和无节制的开发利用，如今这一地区的沙地景观已严重退化甚至破坏，造成频繁的风沙活动，并已经成为京津乃至华北地区发生沙尘暴的主要沙源地之一。随着沙漠化日益扩展和沙尘暴的频繁发生，浑善达克沙地的治理与生态建设及环境保护已受到全社会的广泛关注。

在浑善达克沙地中，广泛分布着黄柳，因其具有耐干旱、抗风蚀、耐沙埋的特点，且扦插成活率较高，是非常宝贵的活沙障建植材料。特别是浑善达克沙地中降水量350mm左右的环境对活沙障的建立更是具有得天独厚的优势，因此，从2000年开始，在浑善达克沙地采用黄柳活沙障来治理流沙。

2黄柳活沙障的设计和施工

黄柳活沙障所用插条为3～4a生的健壮枝条，插穗长50cm，插入沙层深约45～50cm，地上出露约5cm或插条与地面齐平，每米扦插条数不少于13根，以保证较高的成活植株。沙障设置垂直于主风向，在主害风风向单一的地区一般采用带状沙障，在风向多变或重点治理区域多采用网格沙障，其规格有4m×4m网格沙障、6m×6m网格沙障、间距4m的带状沙障和间距6m的带状沙障。经测定，在浑善达克沙地中4m×4m网格沙障防风阻沙效果最为明显。

示例二:草方格沙障在七墩滩风沙治理中的应用

草方格沙障也是一种非常有效、适用性也好的固沙方法。它是用各种材料(麦秸、稻草、芦苇等)在地表组成干扰风沙流运行的障碍，通过改变下垫面性质，增加地面粗糙程度转化风沙运动条件，因而广泛应用于流沙固定，阻止沙丘前移。

1自然区概况

疏勒河项目七墩滩灌区地处河西走廊西部，位于疏勒河中下游地段，灌区总面积356万亩。在灌区开发中，由于原来仅有的少量植被遭到破坏，导致风沙危害加剧，半固定或流动沙丘总面积达6667亩，沙丘大小不一，沙丘高度1～3m。沙丘移动使已配套的渠道淤积，农田被覆盖，道路阻塞，居民点及公共设施受到风沙侵袭，院内风沙大量堆积，院墙被压倒，风沙危害严重影响了灌区移民的正常生产、生活和发展。由于七墩滩周围都是绿洲，没有外来沙源，且当地风沙源主要是工程区内连片沙丘或星状沙丘，因此，风沙治理的主要措施是采用草方格沙障固沙。

2草方格沙障的设计和施工

草方格沙障的规格就是草带间距尺寸，要根据地区风力大小而定。在单风向地区可以垂直风向设置带状草方格沙障;在风向随季节变化不定的地区，要扎制格状的草方格沙障。

草方格沙障有不同规格，从固沙效果看，规格越小越好，规格越大越便宜。草方格的形式为正方形，在疏勒河项目七墩滩灌区风沙治理中，采用了10m×10m、15m×15m、20m×20m、50m×50m等4种不同规格，结果表明50m×50m草方格沙障基本没有起到固沙效果，20m×20m草方格沙障固沙效果也不明显，而15m×15m草方格固沙效果不及10m×10m草方格沙障。实践证明，在地形起伏不大的沙面上10m×10m草方格最为合理，在风能较小的平坦沙地可以灵活地放大草方格规格。

(1)草方格沙障 沙区群众把沙障统称为“风墙”，草方格沙障是用麦草、稻草、芦苇等材料，在流动沙丘上扎设成方格状的挡风墙，以削弱风力的侵蚀。
施工时，先在沙丘上划好施工方格网线，要使沙障与当地的主风向垂直。再将修剪均匀整齐的麦草或稻草等材料横放在方格线上，用板锹之类的工具置于铺草料中间，用力插下去，插入沙层内约15厘米，使草的两端翘起，直立在沙面上，露出地面的高度约20厘米～25厘米。再用工具拥沙埋掩草方格沙障的根基部，使之牢固。根据试验，草方格沙障的规模以1米× 1米的正方形效果最好。
草方格沙障的主要作用是增加沙地表面的粗糙度，削减风力，使之无力携走疏松的沙粒。这种固沙措施效果很好，用于保护交通干线尤其成功。假若乘火车从包头到兰州，当列车经过宁夏回族自治区的腾格里沙漠南缘的沙坡头时，可以看到沿线沙丘上密布着像图案一样的方格，这便是草方格沙障(图9)。这条沙障，带宽500米～600米，总长达16千米，铺设了近万亩的面积。使我国第一条穿越沙海的包兰铁路，自1958年通车起，一直畅通无阻，这是我国治理沙漠的一项重大成果。
草方格沙障设置后，有截留降雨的作用，尤其是对冬季的降雪，更能够控制在原地而不被风吹走。因此提高了沙层含水量，使2米厚的沙层含水率从1％增加到3％～4％以上，正由于草方格沙障能够固定流沙，改善沙丘水分条件，从而保护了沙生植物的生长。

塔里木盆地草方格沙障是什么生态功能是什么
1、使地面粗糙，减小风力；
2、可以截留水分，如雨水，提高沙层含水量，有利于固沙植物的存活；
3、草方格沙障是一种常见的机械固沙措施，人工用麦草、稻草、芦苇等材料直接插入沙层内，成方格形的半隐蔽式沙障。在中国的典型应用是宁夏的沙坡头的治理，其治理的起因是为了保护此地铁路线（如附近的包兰线）免受沙漠淹埋。

治理管涌和流沙(土)的原则是以防为主,大范围的流沙(土)险情出现时,除首先回土压顶没用甚么有效措施。管涌和流沙(土)防治的方法与措施应与工程结构
主要措施
草方格沙障是一种防风固沙、涵养水分的治沙方法，网状的草方格如同无生命的沙漠微型防护带环环相扣，连成一片，蔚为状观。
1何谓草方格
草方格固沙，顾名思义是利用废弃的麦草一束束呈方格状铺在沙上，再用铁锹轧进沙中，留麦草的1/3或一半自然坚立在四边， 然后将方格中心的沙子拨向四周麦草根部，使麦草牢牢地坚立在沙地上。
2草方格沙障制作步骤
草方格沙障的制作分为三大步骤。
清理麦草
戴上手套，拿住一把干稻草并顺风进行拍打，将其中较碎或较烂的劣质麦草拍落，只留下优质的长麦草。
码放麦草
将清理完毕的麦草整齐码放在沙地上事先画好的正方形边线上。码放的时候，应注意保持麦草的厚度适中。（码放的时候，应注意保持麦草的厚度不能太厚也不能太薄。太厚的话，由于自身重力，导致麦草很容易倒下，不易站立。而太薄会导致草房格的抗沙能力不够[1]）
踩压整型
将铁锹沿正方形边线用力踩压，麦草中部受力后，两端会自然竖立形成天然屏障。踩压后将麦草两侧的沙土拨向四周麦草根部，使麦草牢牢地坚立在沙地上。
3草方格沙障小贴士
关于用草墙固沙，人们曾做过很多其他尝试。其后才发现，其他形式的草墙，长方形、三角形、棱形、圆形等的防沙效果，都比不上正方形，即草方格沙障（人们在试做草方格时，除了扎1×1米方格之外，还扎了1×2米、2×2米、2×3米等规格，实验结果证明，1×1米大小、10-20 厘米高的麦草方格的防沙效果最好。主要原因是，其中心部分被气流产生的旋涡仅掏空约10厘米，而2×2米、2×3米方格的中心部分却被掏蚀很深，固沙防沙效果不好。而且人们还测出，一般情况下，风主要在距地表10厘米内搬运沙粒，超出这个高度，输沙很少。此外，冬天控制雪的效能高达100%。更令人惊喜的发现是，在方格小天地里种植的植物，可以长得又旺、又高）。不过，麦草方格在扎下4到5年后就会风蚀腐烂，需要重新补扎。

构筑草方格沙障的主要目的是：保护铁路线 、削减风力、提高沙层含水量。草方格沙障使用麦草、稻草、芦苇等材料，在流动沙丘上扎成挡风墙，以削弱风力的侵蚀，同时有截留降雨的作用，能提高沙层的含水量，有利于沙生植物的生长。

草方格沙障

草方格沙障是一种防风固沙，涵养水分的治沙方法，用麦草，稻草，芦苇等材料在沙漠中扎成方格形状。

在中国的典型应用是宁夏的沙坡头的治理，其治理的起因是为了保护此地铁路线（如附近的包兰线）免受沙漠淹埋。草方格沙障固沙成本高，费工大，但对于保护交通干线非常有效。草方格沙障一是能使地面粗糙，减小风力，再一个可以截留水分，如雨水，提高沙层含水量，有利于固沙植物的存活。

草方格沙障材料制作

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