1、 1盐渍土对公路危害的研究和解决途径魏汉杰 新疆乌鲁木齐市高级中学摘要：新疆是中国的荒漠化大区，也是中国最大的盐土区。有关文献记载: 新疆盐渍土面积约占全国盐渍土总面积的 1/3 和新疆土地面积的 6.6%，现有耕地 1/3 次生盐渍化，成为农业低产的主要因素之一。由于新疆地处内陆封闭环境，丰富的盐物质在土壤内循环，其残余积盐和现代积盐过程都十分强烈，并通过土壤灌溉，导致次生盐渍化的迅速发展。盐渍土对公路造成的危害严重,经济损失巨大,因此在公路建设中应加强对这方面的防治研究,实施合理的措施、减少危害的程度。对此，我实地考察了被盐渍土破坏的公路路段,在有关专家指导下,实地采样进行科学分析,找出预
2、防和治理的方法。关键词:公路；盐渍土；解决途径一、选题目的2001 年 4 月，一次偶然的机会经过国道 314 线和硕至库尔勒段，发现路面凹凸不平，颠簸异常。从车窗向远望去，茫茫戈壁上泛起片片白斑，很是刺眼。这一情景深深埋在我的心里。后来经过我的调查，发现这就是盐渍土，而戈壁上泛起的“片片白斑”就是聚积的盐层。那么，戈壁滩上稀疏的植被和路面的坎坷不平是否与盐渍土有关呢？对于这个问题，我进行了更深入的调查研究。希望能找出问题的答案,通过科学分析得到解决问题的措施。二、实施过程2在专家的指导下，首先从收集、分析资料入手，相继在以下几个方面对公路盐渍土病害问题有了较深刻认识。1、盐渍土的概念：盐渍土
3、是生了病的土壤，这种土壤里面含有过量的钾、钠、钙、镁的氯化物、硫酸盐、重碳酸盐等。 盐渍土凝结成块状不利于植物的发育，严重的甚至引起植物死亡。据公路公程方面的资料介绍，地表 1m 内易溶盐含量超过 0.3%时，即属盐渍土。2、易溶盐种类：土中最常遇到的易溶盐类有：NaCl、MgCl 2、CaCl 2、NaSO 4、MgSO 2、NaCO 3、NaHCO 3等。3、盐渍土形成的条件1)、自然因素：新疆山区岩石和成土母质普遍含有盐分，这些盐分通过流水被源源不断地带到平原地区。由于盆地的地形闭塞，水和盐没有出路，在干旱气侯的作用下，土壤中的盐分几乎都保存下来，没有或很少有淋溶，使得土壤中的积盐过程源
4、源超过了淋溶，结果在地形成大面积的盐渍化土壤。总之，是在气在气侯、地形、地貌、水文地质大环境一致的前提下，微地貌和土壤水文地质条件，是决定土壤是否发生盐渍化和影响盐渍化程度的直接原因。2)、人为因素：人为地貌、水利工程与农田灌溉。4、盐渍土分布及规律：新疆地处欧亚大陆中心，远离海洋，四周高山环绕，大陆性强，气候干旱，降水稀少，天山横穿中部，把新疆分成南北两大盆地，南疆为塔里木盆地，北疆为准噶尔盆地，气候悬殊很大，北疆属温带干旱半荒漠和荒漠气侯，南疆属暖温带极端干旱荒漠气候。由于南疆这种高温干燥和强裂蒸发的条件，决3定了土壤中上升水流占绝对优势，淋浴和脱盐过程十分微弱，造成土壤普遍积盐，而不同盐
5、渍化类型分布，又服从地球盐渍化学运移规律。依据无机盐溶解度大小的原则，溶解度小的先沉淀，溶解度大的后沉淀，通过地下水和地面水的搬运，就在不同地带，形成不同类型盐渍土。5、盐渍土的危害：由于土壤盐分过高，使土壤溶液浓度增加，导致渗透压不断提高，植物从土壤中吸收水分的能力减小，表面缺水，植物不能吸收土壤中的水分而死亡，即使是能生存下来的，也由于土壤板结影响了氧气进入根部，不能 盐渍土的龟裂有效地进行呼吸作用，从而变得稀疏、枯萎。由于盐渍土特殊的工程性质，导致该地区公路地质灾害屡屡发生。主要病害有盐胀、松散、裂缝、沉陷和降水后发生溶淋而泥泞，造成路面坎坷不平等。三、活动开展及结果经过调查、研究，我认
6、为克服盐渍土地区公路的病害应从以下几方面入手：1、分析问题1)路基设计条件：首先了解盐渍土地区不同类型的盐渍土分布范围，含盐特征及地下水、地面水等情况；盐渍土地区的公路应保证排水畅通，不致因积水使土中的盐分发生不利的变化；在盐渍土地段修筑公路，宜以填土路基通过，便于设置封闭性的隔断层后，回填非盐渍土。2)新疆盐渍土分布广泛，盐性极其复杂，易溶盐、中溶盐、难溶4盐成片或星岛状分布。不同盐性的盐渍土对公路路基有不同的危害，因此必须采样试验分析才能鉴定出危害的程度。我带着问题，请教了新疆公路规划勘察设计研究院的工程师们并有幸同他们一起做了土的含盐量分析试验。 在专家的指导下进行实验分析3)盐渍土的分
7、类：易溶盐盐渍土含盐性质不同，可分为五类。（见表 1）土中盐阴离子比值定性分析 表 1阴离子含量比值 阴离子含量比值盐渍土名称 Cl-SO 42-CO32-+HCO3-Cl-+SO42-盐渍土名称 Cl-SO 42-CO32-+HCO3-Cl-+SO42-氯盐渍土 2 硫酸盐渍土 8 5注：含盐质量系 100g 土干中的含盐总量65)含盐量分析结果 表 3通过采样试验作全了 CO32-、HCO 3-、Cl -、SO 42-、Ca 2+、Mg 2+、K +、Na +及总盐量九项的分析中应注意，如果 Ca2+ K+ 和 Na+含量时,发现溶液沉淀，就不能按易溶盐定性，应加作中溶盐试验。当作中溶盐试
8、验条件不具备时，考虑 Ca2+， 正在做含盐量分析的纪录Na+置换，以易溶盐结果的阴阳离子分析鉴定是否是易溶盐。6)盐渍土地段填筑非盐渍土次生盐渍化强烈，除了少数地下水位各离子质量（）桩号取样深度（m）CO32 HCO3 Cl SO42 Ca2 Mg2 K Na 总盐量（）Cl SO42盐 渍 土 分 类K433720 1.11.50 0.0127 1.0821 1.4640 0.2988 0.0269 1.0122 4.266 1.00氯 化 物 硫 酸盐 强 盐 渍 土2.703.0 0.0127 0.4028 0.5520 0.1245 0.0269 0.3356 1.690 0.99氯
9、 化 物 硫 酸盐 中 盐 渍 土K433959 00.05 0.0047 0.0047 11.768 4.7520 0.6916 0.1334 8.8562 26.257 3.35氯 化 物 过 盐渍 土0.00.25 0.0178 1.4393 1.3200 0.3112 0.0089 1.1968 4.451 1.47硫 酸 盐 氯 化物 中 盐 渍 土0.20.50 0.0012 0.0071 0.3946 0.3552 0.0415 0.0047 0.3726 1.052 1.50硫 酸 盐 氯 化物 中 盐 渍 土0.50.75 0.0012 0.0059 0.3488 0.230
10、4 0.0158 0.0095 0.3031 0.841 2.05氯 化 物 弱 盐渍 土0.71.00 0.0118 0.7324 0.4320 0.0247 0.0119 0.6348 1.739 2.29氯 化 物 中 盐渍 土7较高的地段毛细水携盐上升外，强烈的蒸腾水携盐上升是次生盐化的主要原因。7)路基的细粒土与粗粒土上聚盐的速度和稳定性不同，盐胀病害暴露的时间不同。8)盐分在土中的活动，是由于水溶解携带，在干旱地段无毛细水，土中含有粒间隙水，还有土分子固有的结合水。空隙水溶解盐通过蒸腾作用携盐上聚，而土粒分子结合水是强力附着土分子表面的水膜，都能溶解盐，为了得出正确结论，我翻阅了有
11、关盐渍土的专著：“盐渍土的盐分溶解度，随温度而提高，甚至可以使固相盐变为液相盐” 。土中少量含水和土分子结合水对路基的危害,是干旱盐渍土的特殊性。在潮湿或湿润地区，蒸发量与降水量相差不大，蒸腾作用极小，对路基工程影响很小。在干旱的一般土质地区，蒸腾作用强烈，下层土中水提升到上层，湿润过干的土，对路基稳定性有益而无害。盐渍土地区却不然，土中含水溶解盐，蒸腾作用提升水分由地表挥发，盐分还存留下来。随时间推移越聚越多。当温度下降，空气相对湿度增加，盐吸水分子，尤其是 Na SO 吸水分子而膨胀，从而导致路面结构破坏(见图 1)。82、预防措施显而易见，预防盐渍土的病害应该围绕解决毛细水携盐上聚问题,
12、其措施：1)降低地下水位，迅速疏干土中的水，做砂砾隔断层，最大限度提高路基，加厚砂砾垫层，排挡地表水侵入路基等等，视情况采用单独和综合处理措施来减小道路病害。从理论分析，这些方法都不能从根本上切断水的毛细管道：切断上下土层的联接，要做到这一点只有采取封闭性的隔断层，用来隔断毛细水携盐上升。2)为了阻止毛细水上升携盐积聚，设置封闭型隔断层：随着高科技材料出现，选用一种抗老化，防腐蚀，高强度,柔性好的薄膜；建议利用废弃的尿素袋，因为它的原材料是聚丙烯编织而成，其主要技术指标如下：厚度(mm)单位面积质量(g/m2)拉伸强度(N/cm 2)伸长率(%)撕裂强度(N/cm)经纬强度（根 /100mm）
13、渗透性顶破强度(N)聚丙烯编织0.34 150 1115/925 15-20 430 40/40不渗水665从上表分析可以得知它是最佳隔断层材料。a） 、从环保的角度来讲，目前社会上有大量废弃塑料编织袋无处“安身” ，随意乱扔塑料袋不仅污染了环境，而且, 破坏了土壤成份，增加了有害物质,使9植物不能很好地生长。b） 、从经济上分析，塑料编织袋是废弃的东西，我们不用花多少钱就可以得到它，因而，它是最经济的一种隔断层材料。使整个工程造价降低。c） 、从原材料分析，塑料编织袋的主要化学成分是聚丙烯，其具有极强的抗腐蚀能力，一条二级公路的使用年限是二十年，而聚丙烯的编织物埋在土里上百年也不会被腐蚀掉，
14、所以它足已伴随着一条公路完成它的使命。d）其它方面，聚丙烯编织袋具有极强的延展性，当其材料铺在路基下受到盐胀顶推时，它可以随意变形而不被顶烂，经纬强度高, 从而可以达到阻止毛细水携盐上升的目的。理论上，下层土的盐胀力远远小于上层图的压力，隔断膜受土的压力，尽管下层土被胀力压缩凹凸不平，防渗膜有相当的韧性，抗拉强度大，这样就可以达到隔水、隔气、隔土粒间的联接，即使下部土盐胀也不会影响路面结构，我认为：采取封闭性隔断措施，解决了盐分上聚和上层非盐渍土的次生盐渍化问题，从而保证路基的稳定。这一设想得到了有关专家赞同。3、种植盐生植物，使之成为路基被盐渍土侵害的防护墙。我们大家都知道盐渍化土壤是对栽培
15、植物的有害10环境，但对许多盐生植物却是适生环境。我翻阅了世界盐生植物数据库文献，其中就有 盐渍土壤上稀疏的植物 新疆盐生植物种类，这就表明新疆盐生植物的丰富性和特殊性。由于次生盐渍化的发生与地下水位关系密切，盐生植物耗水量少，所以可充分利用高矿化度水源。据我实地考察发现在新疆广阔的盐碱沙地上有罗布麻、骆驼刺、黑果枸杞等植物生长。因此，在公路建设中，应加大种植盐生植物的投入，建议在距公路路基两边一定宽度种植红柳或其它盐生植物，植物的根系将地下水吸收，使土壤的含盐量降低，蒸发水减少，不但保护了路基的稳定，而且有利于生态环境。四、收获和体会通过这次实践活动，我学习到了许多地质、材料、土壤和力学等方面的知识,对什么是盐渍土，其形成的条件和对交通造成的经济损失和公路危害都有了较深刻理解;进一步认识和了解了保护生态环境的紧迫性和重要性；学习到了科学实用的调查方法，包括实地考察方法、提问方法、取证方法和采样试验方法等，提高了我发现问题、分析问题和解决问题的能力，并初步掌握了在社会实践中如何应用从书 在盐渍地带新建的公路本上学来的理论知识。实践证明：只要我们将所学到的知识运用到实践中，发挥人的主观能动性，积极开展科学实践活动，地质灾害是可以治理和预防的。目前，我国正面临着人口剧增,耕地锐减不可逆转的形势,无论
