抗多向风三维格状系列聚合物立式穿挂沙障及其制作方法.pdf

本发明涉及一种抗多向风三维格状系列聚合物立式穿挂沙障及其制作方法，它包括沙障网片，沙障网片是由聚合物扁平宽带和尼龙丝编织而成；其特征在于：该沙障由多张或一个整张的沙障网片采用折叠、编扎、或粘结、或烫压的方式进行造型连接，形成竖向上间隔设置的结构，网壁相互交叉构成六个网格系列的立体式障体的沙障。本发明沙障的制作方法如下：首先，编织好幅宽和孔隙度符合设计要求的沙障网片；采用折叠方式将得到的沙障网片进行造型并将其编扎或粘结或烫压成具有不同网格的三维立体式障体，得到本产品。本发明很好的解决了目前的聚合物格状沙障在工艺上网壁无法相互交叉的技术难题。它是现有柴草沙障、尼龙网等沙障的理想换代产品。

1、  一种抗多向风三维格状系列聚合物立式穿挂沙障，它包括沙障网片(3)，沙障网片(3)是由聚合物扁平宽带和尼龙丝编织而成；其特征在于：该沙障由多张或一个整张的沙障网片(3)采用折叠、编扎、或粘结、或烫压的方式进行造型连接，形成竖向上间隔设置的结构，网壁相互交叉构成不同形状网格的立体式障体的沙障。

2、  根据权利要求1所述的抗多向风三维格状系列聚合物立式穿挂沙障，其特征在于：沙障网片折叠连接后形成网格的网眼形状为多边形系列、方格形系列、菱形系列、三角形系列和波浪形系列。

3、  根据权利要求2所述的抗多向风三维格状系列聚合物立式穿挂沙障，其特征在于：多边形系列分为梯形多边形结构和六边多边形结构两种形式，其中梯形多边形结构的网眼由梯形和三角形双交叉组合而成；六边多边形结构的网眼由六边形和三角形双交叉组合而成。

4、  根据权利要求2所述的抗多向风三维格状系列聚合物立式穿挂沙障，其特征在于：各种网眼系列的主要规格如下：
①、梯形多边形系列障体：
小网眼每片：长宽高为18m×9m×0.45m；
梯形网眼上底0.8m、下底2m、高1.5m；三角形网眼底1.2m、高1.5m；
大网眼每片：长宽高为20m×9m×0.45m；
梯形网眼上底1m、下底2.5m、高1.5m；三角形网眼底1.5m、高1.5m；
②、六边多边形系列障体：
小网眼每片：长宽高为20m×9m×0.45m；
六边形网眼长边1.5m、短边0.9m；三角形网眼底1m、高0.75m；
大网眼每片：长宽高为18m×10m×0.45m；
六边形网眼长边2m、短边1.41m；三角形网眼底2m、高1m；
③、方格形系列障体：
小网眼每片：长宽高为18m×9m×0.45m，方格形网眼1.5m×1.5m；
大网眼每片：长宽高为20m×10m×0.45m，方格形网眼2m×2m；
④、菱形系列障体：
小网眼每片：长宽高为20m×10m×0.45m，菱形格边长1.5m；
大网眼每片：长宽高为18m×10m×0.45m，菱形格边长1.8m；
⑤、三角形系列障体：
小网眼每片：长宽高为20m×9m×0.45m；三角形网眼底为2m，高为1.5m；
大网眼每片：长宽高为20m×9m×0.45m；三角形网眼底为2m，高为1.8m；
⑥、波浪形系列障体：
小网眼每片：长宽高为20m×9m×0.45m；三角形网眼底为2m，高为1.5m；
大网眼每片：长宽高为20m×9m×0.45m；三角形网眼底为2m，高为1.8m。

5、  根据权利要求1所述的抗多向风三维格状系列聚合物立式穿挂沙障，其特征在于：所述的沙障网片(3)的孔隙度为0.2～0.4；沙障网片(3)的幅宽为10～200cm。

6、  根据权利要求1所述的抗多向风三维格状系列聚合物立式穿挂沙障，其特征在于：沙障网片的幅宽h即是沙障障体的高度，沙障网片的幅宽h优选45cm。

7、  一种抗多向风三维格状系列聚合物立式穿挂沙障的制作方法，其特征在于：对权利要求1所述的沙障的制做方法如下：首先，利用编织技术，将宽度为2～3mm的聚乙烯或聚丙烯宽带(1)用尼龙丝(2)编成按设计要求的幅宽和孔隙度的沙障网片(3)；其次采用多张或一个整张的上述沙障网片(3)，采用折叠的方式进行造型，将沙障网片叠成网格，采用编扎或粘结或烫压的方式将网眼相互接触的网壁连接牢固，使沙障网片成为竖向间隔设置、构成具有不同形状网格的三维立体式障体，得到本产品。

8、  根据权利要求7所述的抗多向风三维格状系列聚合物立式穿挂沙障的制作方法，其特征在于：对沙障网片的折叠是采用梯形与三角形相组合、六边形与三角形相组合、方格形、菱形、三角形或波浪形进行的。

9、  根据权利要求7所述的抗多向风三维格状系列聚合物立式穿挂沙障的制作方法，其特征在于：编织得到的沙障网片幅宽为10～200cm之间，优选45cm，其孔隙度在0.2～0.4之间。

抗多向风三维格状系列聚合物立式穿挂沙障及其制作方法
一、技术领域：本发明涉及一种抗风、固沙用的沙障，特别是一种能抗多向风用的三维网格状立式穿挂的固沙型沙障。
二、背景技术：我国是世界上遭受风沙危害最为严重的国家之一，根据1994年林业部第一次全国荒漠化监测，我国沙漠戈壁、沙化土地面积168.9万km²，比全国耕地面积还大。近年地下水位连续下降，土地沙漠化速度以每年损失一个中等县的面积在不断扩大，沙尘暴频率和强度也在增大，治沙形势相当严峻。以设置沙障为主要手段的机械固沙措施，在西北干旱地区，尤其降水量在200mm乃至几十、十几毫米以下的不能造林种草的极端干旱地区和植物不能生长的冻土区，沙障是固定流沙的主要措施乃至唯一措施。即使降水量200～400mm的干旱或半干旱地区，要想在流动沙地或流动沙丘上造林种草，也必须先设置沙障方能确保植株存活。否则就要被风掏蚀，植株不能立足。所以设置沙障被誉为治沙的先锋措施。各国普遍采用。由于沙障能固定流沙、又能拦截外来流沙阻止流沙前移，所以多用它保护沙区铁路、公路、农田、牧场、油田、电网、桥梁、水渠等大型工程设施，使其免遭沙打、沙割、风蚀和沙埋。
国内外大都用柴草制作沙障。如我国包兰铁路沙坡头段，采用麦草方格沙障；兰新铁路蘑菇滩——精河——沙泉子段采用芦苇带状沙障和方格沙障。此外民间多就地取材，用红柳、白茨、芨芨草、沙蒿、稻草等作沙障保护农田。
柴草沙障是从古老作业中沿袭下来的，它对固定流沙成效显著，但也存在许多弊端，急需改革。首先沙区柴草奇缺，用它制作沙障与牲畜争饲料、与民生争薪柴、与造纸业争原料。沙区本来就植被稀疏，保护现有植被是治沙防沙的重要措施之一，如果从中提取，就直接违反了这个保护措施，势必破坏生态环境，造成流沙泛起。因此大量割取当地柴草防风固沙形同剜肉补疮，饮鸩止渴，实不可取。为此各国都在想方设法寻找可制作沙障的新材料，选什么材料取代柴草制作沙障已经成为当前机械固沙研究的焦点。进入80年代国内外相继研制出尼龙网沙障，它是由圆滑的直径0.7mm的尼龙丝编织而成，或用立柱挂起，或四周镶框，网眼均匀分布，孔目1mm左右，类似民用纱窗，也因成本过高且网片不能相互交叉构成三维网格抗多向风而不能普遍推广。
三、发明内容：
1、发明目的：本发明提供一种抗多向风三维格状系列聚合物立式穿挂沙障及其制作方法，其目的在于解决现有的沙障多为柴草制作而成，浪费农业资源，而尼龙网沙障成本过高且网片不能相互交叉构成三维网格抗多向风，而现在尚没有能抗多向风的由聚合物制作的三维立式网格沙障，原因是制作聚合物三维立式网格沙障在工艺上未能解决网壁的相互交叉问题。
2、技术方案：本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种抗多向风三维格状系列聚合物立式穿挂沙障，它包括沙障网片，沙障网片是由聚合物扁平宽带和尼龙丝编织而成；其特征在于：该沙障由多张或一个整张的沙障网片采用折叠、编扎、或粘结、或烫压的方式进行造型连接，形成竖向上间隔设置的结构，网壁相互交叉构成不同形状网格的立体式障体的沙障。
沙障网片折叠连接后形成网格的网眼形状为多边形系列、方格形系列、菱形系列、三角形系列和波浪形系列。
多边形系列分为梯形多边形结构和六边多边形结构两种形式，其中梯形多边形结构的网眼由梯形和三角形双交叉组合而成；六边多边形结构的网眼由六边形和三角形双交叉组合而成。
各种网眼系列的主要规格如下：
①、梯形多边形系列障体：
小网眼每片：长宽高为18m×9m×0.45m；
梯形网眼上底0.8m、下底2m、高1.5m；三角形网眼底1.2m、高1.5m；
大网眼每片：长宽高为20m×9m×0.45m；
梯形网眼上底1m、下底2.5m、高1.5m；三角形网眼底1.5m、高1.5m；
②、六边多边形系列障体：
小网眼每片：长宽高为20m×9m×0.45m；
六边形网眼长边1.5m、短边0.9m；三角形网眼底1m、高0.75m；
大网眼每片：长宽高为18m×10m×0.45m；
六边形网眼长边2m、短边1.41m；三角形网眼底2m、高1m；
③、方格形系列障体：
小网眼每片：长宽高为18m×9m×0.45m，方格形网眼1.5m×1.5m；
大网眼每片：长宽高为20m×10m×0.45m，方格形网眼2m×2m；
④、菱形系列障体：
小网眼每片：长宽高为20m×10m×0.45m，菱形格边长1.5m；
大网眼每片：长宽高为18m×10m×0.45m，菱形格边长1.8m；
⑤、三角形系列障体：
小网眼每片：长宽高为20m×9m×0.45m；三角形网眼底为2m，高为1.5m；
大网眼每片：长宽高为20m×9m×0.45m；三角形网眼底为2m，高为1.8m；
⑥、波浪形系列障体：
小网眼每片：长宽高为20m×9m×0.45m；三角形网眼底为2m，高为1.5m；
大网眼每片：长宽高为20m×9m×0.45m；三角形网眼底为2m，高为1.8m。
所述的沙障网片的孔隙度为0.2～0.4；沙障网片的幅宽为10～200cm。
沙障网片的幅宽h即是沙障障体的高度，沙障网片的幅宽h优选45cm。
一种抗多向风三维格状系列聚合物立式穿挂沙障的制作方法，其特征在于：对权利要求1所述的沙障的制做方法如下：首先，利用编织技术，将宽度为2～3mm的聚乙烯或聚丙烯宽带用尼龙丝编成按设计要求的幅宽和孔隙度的沙障网片；其次采用多张或一个整张的上述沙障网片，采用折叠的方式进行造型，将沙障网片叠成网格，采用编扎或粘结或烫压的方式将网眼相互接触的网壁连接牢固，使沙障网片成为竖向间隔设置、构成具有不同形状网格的三维立体式障体，得到本产品。
对沙障网片的折叠是采用梯形与三角形相组合、六边形与三角形相组合、方格形、菱形、三角形或波浪形进行的。
编织得到的沙障网片幅宽为10～200cm之间，优选45cm，其孔隙度在0.2～0.4之间。
3、优点及效果：通过本发明技术方案的实施，能够很好地解决现有的沙障多为柴草制作而成，浪费农业资源，而尼龙网沙障成本过高且不能构成三维网格抗多向风，而现在尚没有能抗多向风的由聚合物制作的三维立式网格沙障，原因是制作聚合物三维立式网格沙障在工艺上未能解决网壁的相互交叉问题。本发明沙障的最大特点是解决了这个难题，使网壁纵横交叉形成三维立体结构，而且网格形式多样都能抗御多方向的风沙流袭击。它可以用于固定流动沙丘，拦截流沙侵袭和防止沙漠化。还可在沙障内造林种草为美化绿化流动沙地、促进生态平衡创造条件。本发明沙障能保护沙区铁路、交通、工矿、油田、村庄、牧场、水库、水渠和农田免遭主害风、次主害风从各种不同角度进行的袭击。它还能抵御因工程本身和当地地形条件而引发的局地气流的袭击。对于各种不同风况的沙区均有高效而广泛的适用性，对沙尘暴的源头具有抑制作用。
聚合物的沙障网片不能相互交叉是当前机械治沙工程中遇到的最大的技术难题。而不交叉就无法构成网格，因而也就不能抵御多风向沙害。本发明产品采用多张或整张的聚合物沙障网片，用折叠造型的方法形成网格，并用编扎或粘结或烫压将网壁的接触处固定，解决了这个技术症结，使障体由平面变成立体，为开展大规模治沙提供了新的产品。同时采用折叠的方式处理后，大大降低了生产立体沙障的工艺难度与制成产品的运输难度。
本发明申请的产品是发明人的专利号“ZL200420032205.X三维可折可拼聚合物网片立式穿挂沙障”专利产品的进一步拓展。在那项技术中用网片加横档的办法在施工现场解决网壁纵横交叉问题。而本发明产品则一步到位，网壁直接交叉，而且网格形式多样，构成系列，可供用户选择。其中方格形沙障还可根据当地风况施工时调节网眼间距，变方格网眼为平行四边形网眼。而多边形沙障是梯形加三角形或六边形加三角形的双交叉网格结构，世上前所未有，为我国首创，它更能适用于沙区多变的风况，并且图案具有一定的可观赏性。
本发明沙障是柴草沙障、粘土沙障、尼龙网沙障最为理想的更新换代产品。同柴草沙障和尼龙网沙障相比，无论从材质选择还是从设计构思上，它都是创新型产品。由于解决了网壁交叉问题，也就解决了长期困扰人们的沙障选材难题。本发明沙障优点显而易见，概括如下：
①取代柴草，保护生态；②原料充足，价格低廉；③方便操作，省工省时；④立竿见影，成效显著；⑤不可降解，经久耐用。
对以上前4点分述如下：
(1)保护生态促进生态平衡。用聚合物编织沙障取代柴草沙障，一方面可以将节省下来的大量柴草，改作它用，从而减轻对柴草的需求数量；另一方面设置本沙障后流沙得到固定，可以造林种草。这两方面都对生态平衡有促进作用。
(2)聚合物原料充足，价格低廉。目前市场上幅宽2m的遮阳网另售价每延长米2-3元。本发明产品大批量生产后价格会更低廉。根据中国石油天然气总公司塔里木油田分公司龚福华高级工程师对塔里木沙漠公路固沙体系研究，2×2m芦苇方格沙障“全线平均宽度118m，K₀-K₂₁₉段平均成本为130000元/Km，K₂₁₉-K₄₄₆段平均成本为170000元/Km。第一次扎设，加上现在正常维护补扎费，结合物价指数，换算成1998年价格，平均200000元/Km。以3～5年重扎一次计，15年平均成本为750000～1150000元/Km。”(以上引自<中国沙漠>2001.第21卷第1期，第47页)。
这就是说，他们的第一次初设成本费每公顷为11000元至14400元。加上每年的维修平均成本达到16950元/公顷。这是按1998年的物价指数计算的，成本相当高。折合现在物价质数计算，成本就更高。
发明人为辽宁省林业厅研究员级高级工程师，上世纪六十年代至七十年代初曾在甘肃民勤治沙站工作十四年，是我国粘土沙障首创者之一。他研制成功的粘土沙障同障内梭梭造林一起荣获全国科学大会奖，本人享受国务院颁发的政府特殊津贴待遇，退休后仍坚持治沙的研究，经过多次反复实验，得到本发明的产品，很好的解决了传统治沙、防沙产品的多种缺点。成本也得到降低。
四、附图说明：
附图1为本发明所用的沙障网片结构示意图；
附图2为本发明网眼为梯形多边形的沙障障体结构俯视图；
附图3为本发明网眼为六边多边形的沙障障体结构俯视图；
附图4为本发明网眼为方格形的沙障障体结构俯视图；
附图5为本发明网眼为菱形的沙障障体结构俯视图；
附图6为本发明网眼为三角形的沙障障体结构俯视图；
附图7为本发明网眼为波浪形的沙障障体结构俯视图；
附图8为本发明沙障用的附件—竹板条立柱结构示意图。
五、具体实施方式：
本发明是一种防止多向风沙危害的三维立体式沙障，它包括一个整张的沙障网片或多个沙障网片，沙障网片是由聚合物扁平宽带和尼龙丝编织而成，它做为制作本发明沙障的原始材料，具体结构见图1。选用的沙障网片的孔隙度在0.2～0.4之间，将沙障网片采用折叠的造型方式，使它成为竖向间隔设置的结构，具有不同网格的立体式障体，对相邻网壁的接触处采用编扎、或粘结、或烫压的方式连接固定。沙障网片的幅宽h就是沙障障体的高度，本发明沙障网片的幅宽优选45cm。沙障网片间形成网格的网眼形状可以是多边形系列、方格形系列、菱形系列、三角形系列和波浪形系列，见图2-图7。其中多边形系列分为梯形多边形和六边多边形两种形式，第一种梯形多边形的网眼由梯形和三角形双交叉复合型结构组合而成，见图2；第二种六边多边形的网眼由六边形和三角形双交叉复合型结构组合而成，见图3。而方格形、菱形、三角形和波浪形的网眼均为单一型结构，具体结构见图4、5、6、7所示。
本发明抗多向风三维格状系列聚合物立式穿挂沙障的制作方法如下：首先，利用编织技术，将宽度为2～3mm的聚乙烯或聚丙烯宽带1用尼龙丝2编成按要求的幅宽和孔隙度的沙障网片3，编织得到的沙障网片幅宽为45cm、孔隙度在0.2～0.4之间。；其次采用多张或一个整张的上述沙障网片3，对其采用折叠的造型方式，形成竖向上间隔设置的网格结构，使相邻的沙障网片构成网眼，采用编扎或粘结或烫压的方式将构成网眼的网壁与网壁的接触处用纤维绳或尼龙绳连接牢固。这样折叠的沙障网片在直段沙障网片间形成具有不同形状网眼的网格，折叠造型是对沙障采用梯形与三角形的双结构组合、六边形与三角形双结构组合、以及方格形、菱形、三角形或波浪形进行处理的，使一个整张的沙障网片或多个沙障网片连接后形成在竖向上具有不同网格的三维立体式障体，解决了网壁的相互交叉问题，得到本发明沙障。其中除菱形障体外，其他各种网格均能构成一条横直的网壁相互联结做为障体的骨架，用以抗御主害风袭击。
本发明沙障可以制成各种规格，其中常用的规格如下：
①、第一种多边形系列障体：
小网眼每片：长宽高为18m×9m×0.45m；
梯形网眼上底0.8m、下底2m、高1.5m；三角形网眼底1.2m、高1.5m；
大网眼每片：长宽高为20m×9m×0.45m；
梯形网眼上底1m、下底2.5m、高1.5m；三角形网眼底1.5m、高1.5m；
②、第二种多边形系列障体：
小网眼每片：长宽高为20m×9m×0.45m；
六边形网眼长边1.5m、短边0.9m；三角形网眼底1m、高0.75m；
大网眼每片：长宽高为18m×10m×0.45m；
六边形网眼长边2m、短边1.41m；三角形网眼底2m、高1m；
③、方格形系列障体：
小网眼每片：长宽高为18m×9m×0.45m，方格形网眼1.5m×1.5m；
大网眼每片：长宽高为20m×10m×0.45m，方格形网眼2m×2m；
④、菱形系列障体：
小网眼每片：长宽高为20m×10m×0.45m，菱形格边长1.5m；
大网眼每片：长宽高为18m×10m×0.45m，菱形格边长1.8m；
⑤、三角形系列障体：
小网眼每片：长宽高为20m×9m×0.45m；三角形网眼底为2m，高为1.5m；
大网眼每片：长宽高为20m×9m×0.45m；三角形网眼底为2m，高为1.8m；
⑥、波浪形系列障体：
小网眼每片：长宽高为20m×9m×0.45m；三角形网眼底为2m，高为1.5m；
大网眼每片：长宽高为20m×9m×0.45m；三角形网眼底为2m，高为1.8m。
采用本发明产品造价低廉：
多边形系列：
小网眼：13400元/公顷
大网眼：12000元/公顷
方格形系列：
小网眼：10200元/公顷
大网眼：7700元/公顷
三角形系列和波浪形系列的成本处在多边形系列和方格形系列之间。
本发明聚合物多边形系列沙障的成本略小于草方格沙障，而本发明聚合物方格形系列和菱形系列沙障的成本则远小于草方格沙障，甚至尚不及草方格沙障平均成本16950元/公顷的一半。而且采用本发明沙障产品在加有抗老化剂时三年内基本上无需维修，这又能节省一笔经费。由此可见，市场前景广阔。
使用本发明沙障省工省时便于操作。本发明沙障采用图8所示的立柱进行支撑和固定。立柱可采用廉价竹板条制作，板条上钻有三孔。在野外设置前将网壁穿挂在立柱上，然后再竖直、扦插，非常方便。在现场施工时，有42cm障体直接穿挂在立柱上。另在障体下部留出3cm作为缓冲带。遇到平坦沙面时，它可平卧在地上；遇到不平坦沙面时，它可垂立在地面上，使障体与沙面充分整合，防止风力集中、掏蚀沙面。如果感到竹板条取材不便，也可采用铝材制品代替。还可用Φ₄粗的揻有圆环的铁条作为立柱。
由于本发明沙障障体可以拼接，沙障变得可长可短、面积大小灵活自定。本发明沙障高效多能，采用45cm高，网眼间距L不大于2×2m。按控蚀公式r＝h-L/10计算，r均为正值，这表明障内沙面不仅不会受到风蚀，而且还能拦截一部分外来流沙，它的效果远大于低矮的麦草方格沙障，也优于芦苇沙障。
本发明产品的使用说明：
本发明聚合物格状立式沙障为固沙型沙障，在沙源丰富地区，可与发明人已授权的专利号为“ZL200420032205.X”的“三维可折可拼聚合物网片立式穿挂沙障”搭配使用，借以形成固阻结合的防治体系。