專利名稱：斜插板式擋沙墻的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高立式沙障裝置，屬于工程防沙領(lǐng)域中的阻沙技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
風(fēng)蝕和風(fēng)積是干旱地區(qū)風(fēng)沙活動的基本表現(xiàn)形式，它不僅形成了沙漠地區(qū)的地表形態(tài)，而且給人們的生產(chǎn)和生活帶來了嚴(yán)重的威脅。如風(fēng)攜帶著沙物質(zhì)降低了大氣的能見度，影響交通運輸，破壞植物和電線，磨損建筑物和機(jī)器，吹蝕土壤表層有機(jī)質(zhì)，降低土壤營養(yǎng)元素等等。由于全球氣候變暖和人類活動加劇，越來越多的土地成為裸露地，從而加劇了干旱和半干旱地區(qū)的沙漠化過程。土地沙漠化與沙塵暴是影響我國北方地區(qū)的一個重大環(huán)境問題，給當(dāng)?shù)睾团彽貐^(qū)的居民生產(chǎn)生活帶來嚴(yán)重影響。面對風(fēng)沙的襲擊，人們最早想到的是阻擋沙丘前進(jìn)的步伐。最古老的方法是在風(fēng)沙危害強(qiáng)烈的地方建一道擋沙土墻，阻止流沙的前移。后期隨著對風(fēng)沙運動認(rèn)識的不斷深入，治沙技術(shù)也取得了長遠(yuǎn)的進(jìn)步。工程防沙措施主要有固沙和阻沙措施，現(xiàn)有的高立式沙障主要有巖土結(jié)構(gòu)沙障、枕木結(jié)構(gòu)沙障、土工合成沙障、植物枝條沙障、植物防護(hù)林沙障等。 巖土結(jié)構(gòu)沙障主要有截沙溝、擋沙提等，它們基本都是不透風(fēng)沙障。當(dāng)攜沙氣流經(jīng)過沙障時，在障前被迫抬升，越過沙障后又急劇下降，這樣就在沙障前后產(chǎn)生了強(qiáng)烈的渦旋，消耗了風(fēng)能，減弱了氣流攜沙能力，于是在沙障前后形成沙粒的堆積；但其缺點是施工較為復(fù)雜，阻沙效果一般，同時這種沙障還較易被掩埋。枕木沙障主要是利用廢棄枕木，直接豎向埋設(shè)枕木或先設(shè)置混凝土基座再插入枕木來阻沙的一種高立式沙障；這種沙障是廢棄的枕木重新利用，但因原料有限，不可能大量推廣使用，同時枕木隨時間的遷移，易腐爛，也不適宜長期使用。土工合成材料沙障是一種新型沙障，其結(jié)構(gòu)簡單，施工速度快，但抗紫外線輻射能力較差，易損壞。植物枝條結(jié)構(gòu)沙障主要有樹枝柵欄、蘆葦柵欄等，它們易破損，需及時修補(bǔ)，同時在沙害較為頻繁的地區(qū)植被等生物資源較為缺乏，有一定的地域局限性。生物法是一種永久可靠的風(fēng)沙防護(hù)模式，植物防護(hù)林帶的培育，不僅能攔截過境風(fēng)沙流，防治就地起沙，還能改良小區(qū)域的生態(tài)環(huán)境；但它對自然環(huán)境要求較為苛刻，在自然環(huán)境相對較優(yōu)的地區(qū)，適宜采用該種方法。中國實用新型專利200920103020. 6公開一種道路沙障，它包括支撐架、位于下面的擋沙板和位于擋沙板上邊的擋風(fēng)板構(gòu)成，其中擋風(fēng)板由若干塊擋風(fēng)柵板排列通過螺栓固定在支撐架上，擋沙板由若干塊擋沙柵板排列通過螺栓固定在支撐架上，擋風(fēng)柵板和擋沙柵板的截面形狀呈“U”形且開口向外傾斜，或呈蝶形，或呈“V”形，或呈半園形，或呈“S” 形，或呈“L”形，或呈正弦波形，或上述形狀的組合，在其擋風(fēng)板上開有若干個孔，開孔率為 10 60%。該專利的結(jié)構(gòu)是在一定高度的擋沙板上設(shè)置了一定高度的擋風(fēng)板，其下部通過擋沙板對流沙進(jìn)行有效阻擋，其上部通過擋風(fēng)板改變風(fēng)的特性，使風(fēng)速和攜塵能力下降。但這種擋沙裝置風(fēng)阻較大，在大風(fēng)地區(qū)使用中的效果可能會有一定的問題，而且其柵板結(jié)構(gòu)相對較為復(fù)雜，制造成本較高；另外在使用中當(dāng)風(fēng)沙通過這種擋沙裝置上部開設(shè)的孔后，特別風(fēng)攜帶著顆粒較大的沙粒時，可能會對沙障后的物體形成損害。
中國發(fā)明專利200710050818. 4公開一種鐵路線防風(fēng)導(dǎo)沙墻，通過在鐵路路基迎風(fēng)的一側(cè)距鋼軌an處的地面設(shè)置鋼質(zhì)立柱，在立柱迎風(fēng)的一側(cè)固定鋼質(zhì)擋風(fēng)板，擋風(fēng)板由上、下兩部分且互成135度夾角的鋼板焊接而成，擋風(fēng)板向迎風(fēng)一側(cè)凸起，擋風(fēng)板下沿與地面的距離為墻體高度的2/5，上沿與列車頂部高度一致，擋風(fēng)板上、下部分的寬度比例為 1 1。該專利據(jù)介紹可將擋風(fēng)墻的功能由單純的堵轉(zhuǎn)化為導(dǎo)，所以既能擋風(fēng)，又能避免砂石掩埋鐵路，但在實際應(yīng)用中沙土?xí)谙聯(lián)躏L(fēng)板之下大量聚集，而造成沙墻很快被掩埋的情況，且這一裝置的造價也是相當(dāng)可觀的。中國實用新型專利2007200311 . X公開一種鋼筋混凝土透風(fēng)板擋沙柵欄，其結(jié)構(gòu)是由埋于地面的鋼筋混凝土立柱之間固定混凝土透風(fēng)板組成。該專利產(chǎn)品易于實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，但在使用中更容易在透風(fēng)板后形成沙土的聚集，而且同樣存在著沙塵通過見孔后會對沙障后的物體形成損害的現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種可克服現(xiàn)有技術(shù)不足的斜插板式擋沙墻。本發(fā)明的斜插板式擋沙墻，包括一端埋于地面內(nèi)另一端伸于地面之外的立柱和固定于立柱之間的板式擋體。固定于各立柱間的板式擋體由分離的插板疊壘組成，在各插板的疊壘層間留有與水平面成30 60度夾角的空氣通道。本發(fā)明的立柱與插板可用任何的剛性材料制造，從經(jīng)濟(jì)及耐久性兩方面綜合考慮，建議采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。本發(fā)明實際使用的各插板形狀可以是其橫截面為小角α等于30 60度的菱形， 其縱截面帶有開口的凹形，在擋沙墻設(shè)置條件下插板的菱形小角α指向風(fēng)向，在組裝狀態(tài)下各凹形插板插入立柱中所設(shè)的固定槽內(nèi)實現(xiàn)固定，且一個插板開口的直邊與相接觸的另一個插板頂面平面之間形成與水平面有夾角的空氣通道。本發(fā)明的菱形插板的縱截面下開口的凹形結(jié)構(gòu)的開口直邊高度可以為20 50毫米；其最佳參數(shù)建議采用具體實施例中的結(jié)構(gòu)，即插板的菱形小角α為45度，插板的長為1.8米、寬0.21米、厚為0. 11米，凹形結(jié)構(gòu)的開口直邊高度為0. 03米。本發(fā)明的斜插板式擋沙墻中，所用的立柱的橫截面最好為工字型，其工字型立柱的內(nèi)腰(即是工字立柱的兩個平行間的部分)即為插板固定槽，且工字型立柱的內(nèi)腰高度應(yīng)當(dāng)滿足可使插板方便地插入(也就是說工字型立柱的內(nèi)腰的寬度要稍大于插板的高度)。這樣可以直接將插板插入工字型立柱中，大大簡化插板在立柱上的固定。本發(fā)明的斜插板式擋沙墻的阻沙特點是當(dāng)攜沙氣流遇到擋沙墻阻擋時，會出現(xiàn)爬升現(xiàn)象，在爬升過程中，運動氣流被迫消耗大量的動能，致使攜沙能力降低，同時攜沙氣流在通過與水平面有一定夾角的通道時，會克服沙粒自身的重力做功，使得氣流的動能被大量消耗，使流經(jīng)凹形開口時其運動速度大大降低，這又進(jìn)一步降低了氣流的攜沙量，最終使得大量的沙粒沉降在擋沙墻兩側(cè)，通過每隔一段時間適當(dāng)?shù)膶跎硥M(jìn)行維護(hù)及清理部分積沙，就能保證擋沙墻的長期穩(wěn)定運行。擋沙墻的背風(fēng)側(cè)是一個運動氣流減速區(qū)，使得從凹形開口流過的沙塵也會因其運動速度的降低而大部分沉降在擋沙墻背風(fēng)側(cè)，剩余部分沙粒的動能也有所降低，大大降低了他們對擋沙墻所防護(hù)設(shè)施的損害程度。本發(fā)明的優(yōu)點是1、整個板式擋沙墻是一種透風(fēng)高立式沙障，主要由鋼筋混凝土構(gòu)件組成，該結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高，耐久性長，防沙效果好、維護(hù)方便，其材料和構(gòu)件能實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，也可在施工現(xiàn)場預(yù)制。2、產(chǎn)品裝卸運輸方便，組件安裝簡單實用，而且安裝速度快。3、經(jīng)過試驗，在蘭新第二雙線百里風(fēng)區(qū)和煙墩風(fēng)區(qū)中使用，風(fēng)沙防護(hù)效果較好，推廣使用不受地域及環(huán)境的限制。4、采用本發(fā)明的斜插板式擋沙墻還解決了擋風(fēng)墻存在的負(fù)壓問題。


附圖為本發(fā)明的最佳實施例。其中圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1的俯視圖。圖3為本發(fā)明沿與一個立柱軸向平行的假想平面剖開的示意圖，本圖給出了插板間相互疊壘的示意。圖4為插板單體的主視圖，圖5為圖4的右視圖。圖6為多個插板相互疊壘的示意圖。圖7為阻沙數(shù)據(jù)的測定示意圖。在上述各圖中1為立柱，2為插板，3為插板的凹形開口處的空間，同時也是在使用狀態(tài)下由插板2疊壘形成的空氣通道，4為地面，5為最下一個插板的凹形開口的下緣，6 為集沙儀，7為被測擋沙裝置，α為插板菱形小角的夾角。
具體實施例方式本發(fā)明以下結(jié)合附圖給出的實施例詳細(xì)解說參見圖1、圖2和圖3，由埋于地面的鋼筋混凝土立柱1之間固定混凝土插板2組成。鋼筋混凝土立柱1橫截面呈“工”字形，其腰，即立柱兩側(cè)卡槽底部有一定的坡度，可將由菱形混凝土插板2插入鑲嵌連接在鋼筋混凝土立柱1 “工”字卡槽(內(nèi)腰部)內(nèi)，由各菱形混凝土插板2上下疊壘排列形成擋沙墻。本發(fā)明的混凝土插板2的一個具體實施例中，其形狀如圖4和圖5所示，其側(cè)視圖為一個菱形，其下面帶有一個凹口 3，插板3的長度為1. 81m,寬為0. 21m,側(cè)面夾角為45°， 板厚0. 08m。兩側(cè)混凝土支撐即凹口的長度為0. 07m，寬為0. 21m，厚度為0. 03m，側(cè)面夾角為45°。斜插板式擋沙墻的鋼筋混凝土立柱1高3. 50m,下端埋如地下1. OOm,上端露出地面2. 5m,橫截面為0. 25 X 0. 40m的“工”字形，工，，字卡槽截面為0. 08 X 0. 16m,底部為等腰直角三角形，卡槽底部坡度為45°，立柱間距2. 00m。這一尺寸可便于插板插入。圖6給出本發(fā)明在使用狀態(tài)下各插板疊壘的示意，由圖可見，當(dāng)各插板疊壘后，會在兩個插板間形成空氣通道。將本發(fā)明的擋沙墻和20072003112 (專利公開的擋沙墻用圖7所示的方式時行檢測，并按下式分別計算出各自的防沙效率，見表1。防沙效率=1
W0
5
式1中mQ為原始風(fēng)沙流中的攜沙量，(g)叫為經(jīng)過擋沙墻后風(fēng)沙流中的攜沙量， (g) ； η為擋沙墻的防沙效益，(％ )。本發(fā)明在實際應(yīng)用時，當(dāng)攜沙氣流遇到擋沙墻阻擋時，會出現(xiàn)爬升現(xiàn)象，氣流在穿過擋沙墻的透風(fēng)槽時，被迫爬升消耗大量的動能，致使攜沙能力下降，而沙粒則會在重力作用下沉降下來，在擋沙墻前后形成積沙，最終起到凈化風(fēng)沙流的作用。將本發(fā)明與20072003112 (專利公開的擋沙墻在蘭新二線百里風(fēng)區(qū)實際應(yīng)用效果對比見表1。尼龍網(wǎng)防沙柵欄作為一種新型的防沙材料，具有造價相對低廉、抗老化、防風(fēng)沙，且可工業(yè)化生產(chǎn)，便于施工等優(yōu)點，已被廣泛的應(yīng)用與風(fēng)沙災(zāi)害的防治工作中，而本發(fā)明與尼龍網(wǎng)防沙柵欄在蘭新二線煙墩風(fēng)區(qū)實際應(yīng)用效果對比如表2所示。表1.蘭新二線百里風(fēng)區(qū)現(xiàn)有沙障集沙效果對比表
權(quán)利要求
1.斜插板式擋沙墻，包括一端埋于地面內(nèi)另一端伸于地面之外的各立柱(1)和固定于立柱之間的板式擋體，其特征在于固定于各立柱間的板式擋體由分離的插板(2)疊壘組成，在各插板O)的疊壘層間留有與水平面成30 60度夾角的空氣通道(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板式擋沙墻，其特征在于各插板(2)的橫截面為小角α等于30 60度的菱形，其縱截面帶有開口的凹形，在擋沙墻設(shè)置條件下插板( 的菱形小角 α指向風(fēng)向，在組裝狀態(tài)下各凹形插板( 插入立柱中所設(shè)的固定槽內(nèi)實現(xiàn)固定，且一個插板( 開口的直邊與相接觸的另一個插板( 頂面平面之間形成與水平面有夾角的空氣通道。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的板式擋沙墻，其特征在于菱形插板O)的縱截面開口的凹形結(jié)構(gòu)的開口直邊高度為20 50毫米。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的的式擋沙墻，其特征在于插板( 的菱形小角α為45度，插板的長為1. 8米、寬0. 21米、厚為0. 11米，其上的凹形結(jié)構(gòu)的開口直邊高度為30毫米。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4所述的任一板式擋沙墻，其特征在于立柱(1)的橫截面為工字型，其工字型的內(nèi)腰即為插板固定槽，且工字型的腰高度滿足可使插板方便地插入。
全文摘要
本發(fā)明公開一種高立式沙障裝置-斜插板式擋沙墻。本發(fā)明的斜插板式擋沙墻，包括一端埋于地面內(nèi)另一端伸于地面之外的立柱和固定于立柱之間的板式擋體。固定于各立柱間的板式擋體由分離的插板疊壘組成，在各插板的疊壘層間留有與水平面成30～60度夾角的空氣通道。本發(fā)明實施例所使用插板形狀可以是其橫截面為小角α等于30～60度的菱形，其縱截面帶有開口的凹形，在擋沙墻設(shè)置條件下插板的菱形小角α指向風(fēng)向，在組裝狀態(tài)下各凹形插板插入立柱中所設(shè)的固定槽內(nèi)實現(xiàn)固定，且一個插板開口的直邊與相接觸的另一個插板頂面平面之間形成與水平面有夾角的空氣通道。
文檔編號E01F7/02GK102505643SQ20111034639
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月7日
發(fā)明者劉賀業(yè), 張芳, 李凱崇, 熊治文, 蔣富強(qiáng), 薛春曉, 郝曉杰 申請人:中鐵西北科學(xué)研究院有限公司