淺談公路風(fēng)吹雪的防治

淺談公路風(fēng)吹雪的防治

1公路風(fēng)吹雪沉積的影響風(fēng)雨霧災(zāi)發(fā)生在中國(guó)東北、西藏和新疆等地區(qū)，嚴(yán)重?fù)p害了道路運(yùn)輸。在風(fēng)吹雪強(qiáng)烈時(shí),能見(jiàn)度急劇下降,道路難辯,影響駕駛員視線和視距,影響行車(chē)速度或迫使車(chē)輛停駛,甚至引發(fā)重大交通事故。另外,風(fēng)吹雪沉積在公路上,埋沒(méi)道路、阻斷交通,影響運(yùn)輸和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn),而且對(duì)山區(qū)公路影響時(shí)間更長(zhǎng),造成重大經(jīng)濟(jì)損失。針對(duì)公路風(fēng)吹雪雪害,我國(guó)科技工作著進(jìn)行了幾十年的科學(xué)研究,本文從工程防治角度闡述防治公路風(fēng)吹雪的幾種方法。2防雪墻2.1構(gòu)固定的特點(diǎn)漿砌片石(磚)擋雪墻是用片石或磚砌成的一種永久性防雪設(shè)施,建成高度可達(dá)4m以上,具有成本相對(duì)低廉、結(jié)構(gòu)堅(jiān)固的特點(diǎn)。土質(zhì)擋雪墻是利用路側(cè)廢土堆建而成的擋雪設(shè)施,成本低廉,但由于墻的橫截面呈梯形,因此同等高度的擋雪能力比石(磚)砌擋雪墻要差。雪質(zhì)擋雪墻是將自然降雪或者風(fēng)吹雪形成的積雪切割成雪塊堆砌而成的擋雪墻,高度一般小于2m,成本低廉、易于建設(shè),而且隨著積雪的增多可以逐漸加高,提高阻雪能力,整體防雪效果較好。2.2防雪墻前后減速區(qū)當(dāng)風(fēng)吹雪時(shí),由于受到防雪墻的阻擋影響,風(fēng)速逐漸減小,越接近防雪墻風(fēng)速越小,風(fēng)速最低的位置在防雪墻前3m左右的地方,越過(guò)防雪墻后風(fēng)速迅速增大,但在墻角形成渦漩減速區(qū),到墻高10～15倍左右恢復(fù)原來(lái)的風(fēng)速。也就是說(shuō)在這一區(qū)域沉積積雪。利用防雪墻前后減速區(qū)這一原理來(lái)防治風(fēng)吹雪對(duì)公路的危害。在平坦地區(qū),風(fēng)雪流受擋雪墻影響,積雪大部分集中在下風(fēng)側(cè);受墻高、地形的影響,阻雪量可達(dá)每延米幾十立方米。2.3影響雪蓋效果的主要因素(1)阻雪能力的增加擋雪墻的高度與阻雪能力有密切的關(guān)系,阻雪能力隨著墻的高度的增加呈線性增大,高度為h米的擋雪墻,其最大阻雪量可達(dá)每延米12h～15hm3。(2)擋雪墻走向與風(fēng)向擋雪墻走向與風(fēng)向垂直時(shí)阻雪量最大、效果最好,隨著夾角的減小擋雪墻的阻雪量也逐漸減少。由于走向與風(fēng)向往往不垂直,從而造成擋雪墻走向與風(fēng)向成一定銳角。一般來(lái)說(shuō),擋雪墻的走向與風(fēng)向的夾角應(yīng)大于45°,對(duì)于擋雪墻的走向與風(fēng)向的夾角大于45°且小于75°時(shí)必須對(duì)墻體的端部進(jìn)行處理,或者采取交錯(cuò)式短墻、折線型、人字型擋墻。(3)風(fēng)吹雪的積積量擋雪墻所處的地形部位以及山坡坡度的大小對(duì)其防雪效果的影響也很大:迎風(fēng)坡上設(shè)置的擋雪墻,風(fēng)吹雪迎坡而上,雖然受到地形的抬高作用,處于逐漸增速的條件下,但由于受到擋雪墻的阻擋作用,使其風(fēng)速逐漸減小,越接近擋雪墻風(fēng)速越小,在擋雪墻前方3m左右的地方風(fēng)速最低,越過(guò)擋雪墻后風(fēng)速逐漸增大,風(fēng)吹雪形成的積雪主要集中在墻的上風(fēng)側(cè),占總阻雪量的70%以上,4m高的擋雪墻總阻雪量為50m3/m;在背風(fēng)坡上設(shè)置的擋雪墻,由于風(fēng)吹雪從高處向低處順坡而下,在上風(fēng)側(cè)受其擋雪墻的影響較小,上風(fēng)側(cè)沉積的雪量就少。由于擋雪墻的作用,風(fēng)吹雪越過(guò)擋雪墻后,風(fēng)速增加的速度比較緩慢,導(dǎo)致大量雪粒沉積在下風(fēng)側(cè)。2.4適用土地(1)適用于公路風(fēng)吹雪雪害輕度積雪區(qū)和中度積雪區(qū)。(2)適用于山區(qū),不適用于風(fēng)景區(qū),要與當(dāng)?shù)丨h(huán)境相協(xié)調(diào)。(3)擋雪墻的設(shè)置可以根據(jù)阻雪量或移雪量的大小需要設(shè)計(jì)為矮,也可以高,可以單道,也可以多排。2.5防護(hù)雪墻施工技術(shù)(1)確定雪蓋結(jié)構(gòu)要根據(jù)當(dāng)?shù)氐匦?、地質(zhì)條件,因地制宜的選用不同的結(jié)構(gòu)、不同材料的擋雪墻,根據(jù)雪量和雪害的大小,可以設(shè)置單層或多層擋雪墻。(2)作用范圍越廣擋雪墻高度越高,其阻雪的總量越大,作用范圍也越廣。但隨著擋雪墻高度的增加對(duì)其防雪效果的變化程度逐漸變緩。一般設(shè)置高度為2～6m。(3)擋雪墻與道路的距離可根據(jù)地形、迎風(fēng)坡、背風(fēng)坡、風(fēng)速等確定。一般情況下:①平原擋雪墻與道路的距離10h～15h(墻高);②迎風(fēng)坡?lián)跹εc道路的距離不少于8h(墻高);③背風(fēng)坡?lián)跹εc道路的距離15h～25h(墻高)。(4)擋雪墻設(shè)置位置由于風(fēng)的繞流效應(yīng),在擋雪墻端部的風(fēng)吹積雪要大的多、長(zhǎng)的多,特別是當(dāng)風(fēng)向與墻的走向夾角較小時(shí),如果擋雪墻的設(shè)置距離不夠?qū)⒅苯訉?dǎo)致積雪上路。因此,在擋雪墻的端部應(yīng)適當(dāng)設(shè)置交錯(cuò)式短墻、折線型、人字型擋墻。3雪棚3.1防雪柵的安裝擋雪柵欄一般由柵欄板塊和支撐組成,柵欄板塊一般由模板、木方、鐵皮和角鐵、槽鋼等制成。支撐一般由木方、角鐵、槽鋼、鐵絲通過(guò)埋、支撐、拉等手段安裝。固定式:在整個(gè)防雪期間都不能移動(dòng),固定設(shè)置。移動(dòng)式:在整個(gè)防雪期間,可根據(jù)柵前柵后的積雪情況隨時(shí)移動(dòng)的一種防雪柵?？v欄式防雪柵:其結(jié)構(gòu)與橫欄式相似,只是柵欄板條垂直于地面的方向設(shè)置,并在柵欄間設(shè)置縱向的間隙?？烧{(diào)節(jié)透風(fēng)率式防雪柵:在防雪柵的支架上,對(duì)每塊防雪柵板設(shè)置可調(diào)節(jié)角度的裝置,用于調(diào)節(jié)防雪柵的透風(fēng)率。3.2風(fēng)吹雪雪粒因數(shù)當(dāng)風(fēng)吹雪穿越擋雪柵欄時(shí),一部分由于受到防雪柵的阻擋作用,損耗風(fēng)能,在防雪柵前后形成渦漩減速區(qū),使風(fēng)吹雪的風(fēng)速迅速下降,減至雪粒起動(dòng)風(fēng)速以下,大量風(fēng)吹雪雪粒沉積在防雪柵欄前后。3.3影響雪蓋效果的主要因素(1)周邊達(dá)到最大達(dá)到1.5%周邊達(dá)到4.5%周邊達(dá)到4.5%周邊達(dá)到0.5%以上隨著透風(fēng)率的增加,防雪柵欄的最大阻雪量也呈增加趨勢(shì),并在66%附近達(dá)到最大值。不同透風(fēng)率的擋雪柵欄對(duì)風(fēng)速的影響范圍和影響程度有著很大的差異,透風(fēng)率越低,阻擋效果越大,風(fēng)速的減弱程度越大,但同時(shí)恢復(fù)的也越快,從而其影響范圍也就越小。(2)墻單元高度擋雪柵欄的高度對(duì)防雪效果也有較大影響,總體上說(shuō),防雪柵欄的高度越高,其阻雪的總量越大,作用范圍也越廣。但由于風(fēng)雪流中的雪粒子主要集中在近地面2m以下的范圍內(nèi),因此,隨著擋雪柵欄高度的增加對(duì)其防雪效果的變化程度逐漸變緩。(3)地形在山區(qū)使用擋雪柵欄,主要會(huì)遇到三種地形:寬闊平坦地形、迎風(fēng)坡地形、背風(fēng)坡地形。其中坡度較大的山坡對(duì)擋雪柵欄的使用效果影響較大。(4)禁止滑翔一般來(lái)說(shuō),擋雪柵欄的走向應(yīng)與主風(fēng)向垂直,其效果最好,隨著夾角的減小阻雪量也逐漸減少。3.4雪區(qū)和擋雪設(shè)施(1)擋雪柵欄即適用于公路風(fēng)吹雪雪害輕度積雪區(qū),也適用于中度積雪區(qū)和重度積雪區(qū)。(2)擋雪柵欄適用于山區(qū),也使用于風(fēng)景區(qū)。(3)在木材缺乏地區(qū)一般采用鐵制的擋雪柵欄。3.5安裝防雪圍欄的技術(shù)(1)確定雪蓋的結(jié)構(gòu)形狀可根據(jù)風(fēng)向與道路的夾角、移雪量、地形、環(huán)境等確定結(jié)構(gòu)形式,在風(fēng)吹雪災(zāi)害嚴(yán)重地區(qū),可以用多層擋雪柵欄。(2)擋雪設(shè)施高度防雪柵欄的高度越高,其阻雪的總量越大,作用范圍也越廣。但隨著擋雪柵欄高度的增加對(duì)其防雪效果的變化程度逐漸變緩。如柵欄高度大于6m則可設(shè)雙層擋雪柵欄。(3)雪丘阻雪能力大、板條不干,板條不干,擋雪柵欄的透風(fēng)率宜設(shè)置在50%～70%之間,雪丘較平緩,阻雪量比較大,板條和空隙相等,制作方便,并具有阻雪和防風(fēng)性能兩大優(yōu)點(diǎn)。(4)側(cè)墻與道路之間的距離確保下風(fēng)側(cè)雪丘不會(huì)延伸到路面上,因此,不同透風(fēng)率和高度的