1.3 风积沙地区工程建设

风积沙是在干旱、半干旱气候环境下形成的一种特殊地质材料，由于过去在沙漠地区工程建设的项目不多，积累的经验不够，相关的规范也缺少以风积沙作为筑路、筑堤、筑坝材料和作为地基土体的详细规定，对工程设计和施工难以起到应有的指导作用。

随着我国社会和经济的发展，需要在荒芜的风积沙地区兴建公路、铁路、水利等工程设施，这就要求工程师们深入工程实际，详细了解各地区风积沙材料的工程性质，探索和总结工程经验，为后续工程项目提供借鉴。虽然，经过多年的工程研究和实践，取得了一些成果，但总体来讲，目前国内对风积沙工程性质和工程应用方面的研究尚处于初期阶段，还缺乏系统研究和总结；对于风积沙的工程实践经验和研究成果比较零散，一般还局限于具体工程项目，没有形成相应的规范性标准。

1.3.1 公路铁路建设方面

近些年来，我国在沙漠地区建设完成的交通方面的工程比较多，其中尤以公路建设项目居多，修建完成的许多沙漠公路已经投入应用多年，使用效果良好。例如，经过毛乌素沙地南缘的国道G210线高速公路，横穿塔克拉玛干沙漠地区的沙漠公路，穿过浑善达克沙漠的赤峰境内省际通道公路，处于古尔班通古特沙漠的省道S201线克拉玛依至榆树沟段公路改建工程，经过乌兰布和沙漠边缘的丹东—拉萨国道主干线内蒙古境内哈德门至磴口高速公路等。

鉴于在沙漠地区其他筑路材料缺乏，采用风积沙作为主要的筑路材料成为一种非常必要的需求。但风积沙的工程性质与一般道路建筑材料有显著不同，是一种有待研究完善的非常规筑路材料。同时，在风积沙的土工试验过程中也完全可能会出现异常现象。

随着国内公路建设多年来的高速发展，在沙漠区域修建公路的工程范例很多，针对沙漠区公路地基和筑路材料方面的工程研究成果和实践经验比较丰富，获得了风积沙工程性质的大量真实有效试验资料和数据；对风积沙材料在公路建设中的应用与防护方面也探索出许多实用可靠的施工技术和措施。

在公路建设设计方面，沙漠地区人烟稀少、筑路材料缺乏，所需的砂石料、水泥、沥青、钢材等材料均需远途运送。为降低工程造价，本着就地取材的原则，路基设计方案常以风积沙为主。一方面风积沙填筑的路基具有整体稳定性好、沉降量小且均匀、水稳定性好等优点，并可以作为隔断层解决盐渍化问题，作为路面结构层并参与路面计算的研究和实践结果表明，风积沙填筑的路基能够保证工程质量；另一方面利用当地丰富的风积沙作为修建路基填料，基本解决了沙漠地区公路建设筑路材料匮乏的难题，可以降低工程造价。

在公路建设施工方面，虽然风积沙路基具有整体稳定性好、沉降量小、沉降速度快、水稳性好等优点，但其在天然条件下呈松散状态，黏聚力几乎为零，一般机具难以在其上直接行驶，普通钢轮压路机根本无法碾压至规定的压实度。同时由于沙漠地区特殊的气候条件和地质状况，使沙漠公路的施工比一般环境条件下的公路施工难度要大得多。虽然目前现行公路工程施工规程、规范当中还没有一套完整的用风积沙作路基填料的施工流程、压实方法和压实标准的规定，但通过多年的试验及尝试，总结出许多较为方便、实用的施工工艺，以及施工控制中的要点。例如针对公路沿线水源缺乏而探索和使用的干压法施工技术，在多条沙漠公路予以应用，对保证公路建设质量、节约公路成本有很大作用；其他诸如风积沙湿压法（水坠法+挖掘机或推土机碾压、水坠法+振动压路机碾压等）、不同形式的夹层法施工工艺、采用固化材料进行风积沙固化的措施和工艺等，都在不同的公路和铁路工程建设中得到研究和应用，并且取得了良好的质量效益和经济效益。

在路基施工质量检测方面，路基压实度是衡量施工质量的重要指标，也是保证道路有足够高的强度和稳定性，以及较长使用寿命的关键。各国测定路基压实度的方法很多，如环刀法、灌砂法、核子密度仪法，以及由振动压路机直接测量压实度等方法，不同的压实度检测方法适用于不同的路基和材料。但对于风积沙而言，一方面其土质疏松，检测时土样容易发生扰动而改变原有状态，使检测精度受到一定影响；另一方面风积沙黏结力严重不足，在含水率小于3%的情况下，采用常规的试验检测方法获取压实度值的难度比较高，测试成果的误差也比较大。针对于此，许多工程技术人员通过不同公路项目的工程实践，对规范中的常规土工试验装置和方法进行了改进和完善，进一步探索和改造出不少合适且实用的检测方法。

展望未来，根据中国西部开发远景规划和西部各省（自治区）沙漠地区公路发展规划，将修筑相当数量的沙漠公路。而风积沙是沙漠地区最丰富和最廉价的物质材料，其具有水稳定性好、沉降均匀以及受不利季节影响小等特点，并且分布广泛、取材方便，因此在沙漠地区修筑公路首选用风积沙作为路基填料。

1.3.2 岩土工程建设方面

在岩土工程建设方面，达拉特电厂至丰镇电厂的超高压输电线路可以作为一个工程范例。该超高压输电线路穿越库布其沙漠，经过地区为风积沙构成的活动性及半活动性沙丘，土质为细砂，其含水率低、流动性大。在沙漠地区建造承受上拔荷载的输电线路铁塔基础，其设计依据及稳定性如何是设计关键，国内外尚无可靠的试验依据。内蒙古工业大学、内蒙古电力勘测设计院刘文白、曹玉生等研究者，通过室内模型试验和现场原型试验的位移、土中应力、破坏形式测试，提出了风积沙的上拔破坏机理和设计计算模式，使铁塔基础达到了设计上安全、可靠、经济和便于施工的要求。

1.3.3 水利工程建设方面

目前，国内外在活动沙漠地区进行大规模水利工程建设的范例还比较少，相应地，风积沙在水利工程建设方面的应用和研究成果也非常珍贵。近年来我国在沙漠地区先后建设了一些大中型长距离输水工程，例如，甘肃省景电二期向民勤调水工程，渠线穿越腾格里沙漠南缘，经过地段风积沙层厚达数十米，在沙漠段修建由风积沙填筑的渠堤，该工程于2000年9月全线建成；新疆某沙漠明渠的建成则标志着我国在沙漠中修建大型输水工程在选线、防沙治沙、风积沙地基稳定性、沙漠明渠的断面结构、风积沙地基加固与施工方法以及沙漠风积沙的工程地质等方面的研究已取得重大突破性进展，填补了我国水利工程建设史上的一项空白；其他还有内蒙古河套灌区节水工程、宁夏毛乌素沙漠边缘兴建的月牙潮扬水工程渠线，也是穿越风积沙丘的输（引）水工程项目。

除此之外，最近在内蒙古境内的黄河干流上建设中的黄河某水利枢纽工程，其土石坝段处在乌兰布和沙漠区内，目前土石坝已经施工完成。