劉士波

（中鐵三局集團(tuán)有限公司，山西 太原 030000）

1 概述

1.1 工程概況

銀西鐵路站前9標(biāo)項目起訖里程為DK512+207.9～DK564+500.22，長51.768公里。其中路基長27.9公里，占標(biāo)段總長的53.8%；橋梁共13座，長23.9公里，占標(biāo)段總長46.2%；沿線設(shè)白土崗越行站一座。施工期共計48個月。

工程主體位于毛烏素沙漠西南邊緣，受風(fēng)沙侵害嚴(yán)重，區(qū)域氣候干旱，長期干燥少雨，不利于栽植植物生長，地表水資源呈鹽堿化，且人工澆灌方式不均勻，澆灌面積大，蒸發(fā)快，鐵路綠化栽植植物成活率較低。

根據(jù)風(fēng)沙侵蝕程度，沿線設(shè)計分為一般風(fēng)沙侵蝕區(qū)段和嚴(yán)重風(fēng)沙侵蝕區(qū)段，其中嚴(yán)重風(fēng)沙路基侵蝕區(qū)段共計9段，剩余為一般風(fēng)沙侵蝕區(qū)段。

本文主要是以現(xiàn)場實操和研究推進(jìn)為主，利用對沿線不同區(qū)段進(jìn)行分類研究與實施，采取不同的應(yīng)對措施，克服荒漠化，力求對風(fēng)沙侵蝕進(jìn)行有效治理。

1.2 施工目的和意義

目的：本項目以銀西高鐵為依托，力求克服修建中路堤填筑、路塹開挖、橋梁架設(shè)、車站建設(shè)等施工中不可避免的對場地范圍內(nèi)原有植被造成破壞，使荒漠化加劇，影響鐵路運營安全。為提高成活率、運營期免維護(hù)或少維護(hù)，區(qū)間綠化是建設(shè)區(qū)域生態(tài)修復(fù)且防止荒漠化繼續(xù)擴(kuò)展的有效途徑［1］。本論文結(jié)合銀西高鐵工程特點與植被恢復(fù)條件，研發(fā)高效節(jié)能與智能維養(yǎng)技術(shù)，目的主要為確保成活率，有效抵制風(fēng)沙影響，為高速鐵路運營安全保駕護(hù)航。

意義：通過研究與實施，力求為西北地區(qū)高速鐵路沿線綠化建設(shè)、有效防御風(fēng)沙影響鐵路運營安全提供建議和參考。

1.3 施工目標(biāo)

1）通過收集植被建植和荒漠化防治技術(shù)相關(guān)數(shù)據(jù)，指導(dǎo)本標(biāo)段各分段風(fēng)沙路基防護(hù)施工，為后續(xù)大面積施做積累經(jīng)驗并指導(dǎo)現(xiàn)場施工，并達(dá)到技術(shù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

2）通過該滴灌系統(tǒng)試驗段施工，摸索并總結(jié)出一套適用于本工程或者相同相類似區(qū)域植物養(yǎng)護(hù)的配水方式，提高風(fēng)沙嚴(yán)重侵蝕路段綠化成活率。

1.4 施工各方職責(zé)

1）成立研究和現(xiàn)場實施組織機(jī)構(gòu)，擬定具體實施方案；2）加強全過程施工管控，注重沿線環(huán)境和生態(tài)保護(hù)與恢復(fù)；3）全面評估，分級、分段區(qū)別管理；4）加強各方職責(zé)，嚴(yán)控智能滴灌維養(yǎng)過程工藝工法，有效推進(jìn)、監(jiān)控和實施。

2 實施方案

1）資料收集，收集國內(nèi)外高速公路、高速鐵路、生態(tài)農(nóng)業(yè)、園林綠化等方面的維養(yǎng)技術(shù)資料，充分分析滴灌、噴灌等灌溉積水措施及方法，重點分析微潤灌溉的現(xiàn)狀，研究其優(yōu)點與不足，為課題的研究工作提供基礎(chǔ)資料。

2）現(xiàn)場調(diào)查研究，系統(tǒng)歸類與總結(jié)所收集資料，對寧夏自治區(qū)內(nèi)的公路、園林等綠化現(xiàn)場展開調(diào)查，實地掌握其灌溉與給水效果。

3）荒漠區(qū)高速鐵路綠植的維養(yǎng)原則與標(biāo)準(zhǔn)研究，寧夏自治區(qū)位于我國西北東部，處于黃土高原、蒙古高原和青藏高原的交匯地帶，西、北、東三面分別受騰格里、烏蘭布、毛烏素沙漠或沙地包圍，具典型的溫帶大陸性半干旱氣候特征。區(qū)內(nèi)生態(tài)類型多樣，地形地貌復(fù)雜，缺水少雨，十年九旱、風(fēng)大沙多、日照過足、蒸發(fā)強烈，在荒漠化帶來的脆弱生態(tài)環(huán)境條件下，工程建設(shè)極易對植被產(chǎn)生破壞，二次修復(fù)相當(dāng)困難。在荒漠區(qū)進(jìn)行的線性高速鐵路建設(shè)，為防止荒漠化的擴(kuò)展，在設(shè)計和施工中進(jìn)行了嚴(yán)格的保護(hù)措施，并對植被進(jìn)行了修復(fù)。同時為減小局域荒漠化對高速鐵路工程的不利影響，設(shè)計與施工中分別對防護(hù)柵欄內(nèi)的路堤與路塹邊坡，坡腳至柵欄間，路塹塹頂?shù)冗M(jìn)行了綠植防護(hù)，這些地方同樣存在著土壤營養(yǎng)不足、干燥等不利于植物生長的因素，且在維養(yǎng)中距離水源較遠(yuǎn)，不利于澆灌［2］。

因此，本項研究內(nèi)容以銀西高鐵為依托，通過對比分析與理論研究的方式，結(jié)合荒漠區(qū)高速鐵路綠植維養(yǎng)基本特征，開展綠植維養(yǎng)原則及維養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)，為養(yǎng)護(hù)工作及養(yǎng)護(hù)措施提供依據(jù)。

4）荒漠區(qū)綠植維養(yǎng)中的肥水狀態(tài)研究，綠植生長的決定性因素即為水、肥，在荒漠區(qū)修建高速鐵路進(jìn)行區(qū)間綠化時就已經(jīng)考慮到了干旱狀態(tài)，所以在物種選擇中充分研究了抗旱與耐旱植物，并且在栽植中通過采用營養(yǎng)杯的方式充分考慮了杯內(nèi)的含水與肥力狀態(tài)。在這種狀態(tài)下，能夠充分保證綠植在移植初期的肥水需求量。

移植后的植物處于恢復(fù)期和穩(wěn)定期時，根系穿透營養(yǎng)杯并向深層土體伸展，一般情況下處于生長穩(wěn)定期，通過深層土體濕度和天然降水足以滿足成活所需。若在密實度較大，生長條件差，或干旱少雨情況下，還需要人為補給肥水。

5）互通式積水窖及微滲保潤系統(tǒng)研發(fā)與試驗，根據(jù)高鐵工程線性及路堤填料的高密實性與營養(yǎng)水分貧乏性特點，研發(fā)雨水收集利用與微滲保潤智能控制系統(tǒng)，并通過現(xiàn)場調(diào)試、優(yōu)化、完善等方式，形成具有實用性的專利技術(shù)。

寧夏區(qū)內(nèi)干旱少雨，高速鐵路縱向長度過大，沿線無灌溉用地下水，且距水源地的距離過大，無法滿足鐵路沿線植被修復(fù)與荒漠化防治中節(jié)能減排與效果體現(xiàn)。因此，本項目實施研究中將線路兩側(cè)的排水溝綜合利用起來，在出水口設(shè)立積水窖。

該積水窖具有兩重作用：第一、在有限的雨季收積雨水，供植被修復(fù)與綠植養(yǎng)護(hù)所用；第二、起到積水作用的同時，兼做儲水的作用，即在旱季可通過人工運水的方式儲水于積水窖，以保證植被正常養(yǎng)護(hù)用水［3］。

圖1 高鐵綠化維養(yǎng)中的互通式積水窖示意圖

在設(shè)立積水窖的基礎(chǔ)上，該項目將研發(fā)地下微滲保潤智能控制系統(tǒng)，利用太陽能與風(fēng)能提供電能，驅(qū)動土壤水分營養(yǎng)計、積水窖水位計、供水泵、微電腦等元器件的正常工作，實現(xiàn)植被修復(fù)與養(yǎng)護(hù)中所需營養(yǎng)與水分的智能檢測與供給，達(dá)到節(jié)水降耗、自動控制、保證質(zhì)量、建立綠色通道、彰顯生態(tài)文明的目的。

圖2 高鐵綠化維養(yǎng)中的微滲保潤智能控制系統(tǒng)

因此，本項研究內(nèi)容將通過現(xiàn)場試驗與監(jiān)測的方法，充分掌握綠植生長量與所需用水量的動態(tài)關(guān)系，確定互通式積水窖結(jié)構(gòu)形式，并在此基礎(chǔ)上研發(fā)微滲保潤供水系統(tǒng)，確定其結(jié)構(gòu)組成、狀態(tài)信號與遠(yuǎn)程控制形式等。在銀西高鐵DK513+710、DK541+300斷面處擬選試驗工點，進(jìn)行實體安裝，并進(jìn)行運行試驗以確定智能維養(yǎng)與微滲保潤系統(tǒng)的運行參數(shù)。

6）高速鐵路綠植智能微滲保潤維養(yǎng)技術(shù)的實用效果及應(yīng)用前景評估，在以上理論研究、系統(tǒng)研發(fā)、裝置研制的、現(xiàn)場參數(shù)試驗的基礎(chǔ)上，對其實用效果進(jìn)行總結(jié)分析，形成完善的適宜于高速鐵路的智能微滲保潤維養(yǎng)系統(tǒng)，并通過權(quán)威部門計量檢驗［4］。

3 達(dá)到的目標(biāo)、問題解決和形成的成果

3.1 達(dá)到的目標(biāo)

1）根據(jù)荒漠區(qū)高速鐵路綠植維養(yǎng)基本特征，確定了荒漠區(qū)高速鐵路綠植的維養(yǎng)原則與標(biāo)準(zhǔn)；2）形成了高速鐵路荒漠區(qū)生態(tài)修復(fù)中高效節(jié)能與智能維養(yǎng)方法，研發(fā)智能維養(yǎng)系統(tǒng)與裝置。

3.2 解決的問題

1）確定了荒漠區(qū)高速鐵路綠植的維養(yǎng)原則與標(biāo)準(zhǔn)，為區(qū)間荒漠化防治與植被修復(fù)后期維養(yǎng)提供理論保障；2）根據(jù)銀西高鐵線性特征、植被修復(fù)成活與維養(yǎng)條件等，研發(fā)高效節(jié)能的雨水收集與微滲保潤智能養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)，為高速鐵路區(qū)間綠化維養(yǎng)提供了措施保障；3）對研發(fā)的綠植智能微滲保潤維養(yǎng)技術(shù)的實用效果及應(yīng)用前景評估進(jìn)行了實地評估，探索出了研究出高鐵沿線綠化養(yǎng)護(hù)的新手段、新方法［5］。

3.3 形式的成果

1）形成了高鐵沿線綠化微滲保潤維養(yǎng)系統(tǒng)及其裝置；2）形成了高鐵沿線綠化微滲保潤維養(yǎng)方法”、“高鐵綠化維養(yǎng)中的互通式積水窖”、“太陽能驅(qū)動的微滲保潤給水裝置”、“高鐵綠化維養(yǎng)中的微滲保潤智能控制系統(tǒng)”。

4 結(jié)語

通過智能維養(yǎng)技術(shù)全過程的實施，植物成活率顯著提高，積累了經(jīng)驗，形成了成果。過程中也節(jié)約了大量澆灌用水，節(jié)省了大量人力、物力投入，真正打造出了寧夏綠色高鐵走廊的效果。成就了綠水青山的同時，也為西北地區(qū)高鐵安全運行貢獻(xiàn)了力量［6］。