雪害地段路基施工技術(shù)

房 華

（新疆交通建設(shè)管理局項目執(zhí)行一處，新疆 烏魯木齊 830200）

0 引言

公路路基雪害主要指公路路基風(fēng)吹雪問題，即因風(fēng)夾雜雪粒在近地面空氣中的運(yùn)動造成的災(zāi)害。我國雪害問題主要發(fā)生在東北地區(qū)、青藏高原地區(qū)以及新疆的西部及北部地區(qū)。雪害中強(qiáng)大的雪流不僅會造成公路工程嚴(yán)重的積雪而且直接影響公路交通運(yùn)輸?shù)陌踩?，同時也會極大地增加除雪養(yǎng)護(hù)費(fèi)用的支出。因此，深入分析公路雪害的特點(diǎn)，并在公路工程路基施工過程中采取科學(xué)合理的措施進(jìn)行防范處理，已成為風(fēng)吹雪多發(fā)地區(qū)公路路基施工的關(guān)鍵，這對于提高這些地區(qū)的公路建設(shè)水平也具有重要的作用。

1 路基風(fēng)吹雪的形成理論

1.1 風(fēng)吹雪害類型

路基風(fēng)吹雪主要指公路沿線區(qū)域出現(xiàn)降雪以后，如果該區(qū)域的風(fēng)力達(dá)到一定的強(qiáng)度，風(fēng)速超過4～8m/s時，由于風(fēng)吹揚(yáng)雪粒就會造成風(fēng)雪流問題的發(fā)生，進(jìn)而由于雪粒子的移動、沉積造成風(fēng)吹雪害問題的出現(xiàn)。

由于風(fēng)雪流的運(yùn)動主要受風(fēng)力強(qiáng)度的影響，因此風(fēng)吹雪害按照風(fēng)的吹揚(yáng)高度以及能見度的不同，可以分為低吹雪、高吹雪以及暴風(fēng)雪三種類型。

（1）低吹雪主要是指風(fēng)速在5.5～7.9m/s之間，風(fēng)吹雪流表現(xiàn)為地面的雪粒貼著地面運(yùn)行。通常情況下吹揚(yáng)高度都在2m以下，能見度一般在10km左右。

（2）高吹雪主要是指速度為8.0～10.7m/s的清勁風(fēng)將地面雪粒吹起。一般情況下，風(fēng)吹雪的吹揚(yáng)高度在2m以上，能見度通常在10km以下。

（3）暴風(fēng)雪主要是指在速度為10.8～13.8m/s左右的強(qiáng)風(fēng)或者超強(qiáng)風(fēng)造成雪粒隨風(fēng)運(yùn)行。暴風(fēng)雪的能見度一般在1km以下。

1.2 公路風(fēng)吹雪災(zāi)害的形成條件

（1）動力條件

動力條件主要指能夠使雪啟動運(yùn)行的風(fēng)。風(fēng)作為風(fēng)吹雪害發(fā)生的動力條件，決定著風(fēng)吹雪的運(yùn)動規(guī)律以及發(fā)展方向。其中道路走向與風(fēng)向之間的關(guān)系直接影響風(fēng)吹雪害發(fā)生的輕重程度。一般情況下風(fēng)向與道路走向的夾角越大，風(fēng)吹雪害就會越嚴(yán)重。風(fēng)速主要是決定風(fēng)吹雪的發(fā)展趨勢以及運(yùn)動形式。

（2）物質(zhì)條件

風(fēng)吹雪害發(fā)生的物質(zhì)條件主要是雪，影響因素主要有雪粒粒徑、雪的密度、雪顆粒的形狀、雪的溫度、雪的濕度以及積雪深度等，其都不同程度地影響著雪害的發(fā)生。

（3）沉積條件

沉積條件主要指障礙物。通常情況下平坦開闊、地勢較高以及通風(fēng)順暢的區(qū)域不會發(fā)生風(fēng)吹雪害問題，但如果地面起伏較大、路基兩側(cè)存在導(dǎo)致風(fēng)速減弱的障礙物時，因會造成氣雪分離以及雪粒的沉積，從而誘發(fā)風(fēng)吹雪害的發(fā)生。

1.3 公路風(fēng)吹雪害的危害分析

對于公路安全運(yùn)輸來說，風(fēng)吹雪存在著較多的安全隱患。首先，風(fēng)吹雪流會降低公路行車的能見度，嚴(yán)重影響駕駛員的視線，造成視程障礙。其次，風(fēng)吹雪還會造成路面積雪，導(dǎo)致行車速度降低甚至造成交通阻斷，影響公路的通車。

2 公路風(fēng)吹雪害的防治技術(shù)原則

（1）對于公路風(fēng)吹雪害問題，應(yīng)按照“以預(yù)防為主，工程技術(shù)措施處置為輔”的處理手段。在降雪量以及風(fēng)速較大的區(qū)域，應(yīng)盡可能地將路線調(diào)整到積雪少以及積雪時間相對較短的區(qū)域。同時設(shè)置必要的工程技術(shù)輔助措施，以避免工程風(fēng)吹雪問題的發(fā)生，確保冬季公路通車安全。

（2）如果公路施工作業(yè)區(qū)域的風(fēng)吹雪害問題經(jīng)常發(fā)生，應(yīng)采取永久性的治理措施，可以通過調(diào)整路基高度以及路基邊坡或者設(shè)置防雪林、擋雪墻等措施進(jìn)行處理，同時在風(fēng)吹雪害問題發(fā)生后應(yīng)及時清除積雪。

（3）對于公路風(fēng)吹雪害的治理，應(yīng)按照因地制宜以及因害設(shè)防的原則，按照公路工程項目施工的實際情況，綜合考慮防雪設(shè)施的經(jīng)濟(jì)性以及技術(shù)可行性進(jìn)行施工建設(shè)。

（4）對于公路風(fēng)吹雪害問題，除了采取工程技術(shù)措施進(jìn)行處理之外，還應(yīng)積極地采用生態(tài)防治措施，即通過植樹造林、水土保持以及營造防雪林等措施來防治風(fēng)吹雪害問題。

3 公路路基風(fēng)吹雪害施工處理技術(shù)研究

S229線吉木乃至黑山頭路段路線全長22.3km，線路位于亞歐大陸腹地，遠(yuǎn)離海洋，屬大陸北溫帶寒冷氣候區(qū)，其中K9+000～K16+100段為特殊路基雪害地段，長度共計6.967km。

S319線吉木乃至吉木乃口岸公路改建工程項目位于吉木乃縣境內(nèi)，其主線起點(diǎn)K0+000位于吉木乃縣城南側(cè)，與S229線K250+990處相接。路線由東南向西北行進(jìn)，途經(jīng)卡爾克特村、衛(wèi)東嶺、吉木乃鎮(zhèn)、邊境檢查站，終點(diǎn)位于186團(tuán)興邊路與軍墾路交叉口，路線長度為26.24km。項目所在區(qū)域冬季降雪量大，平均積雪厚度為63cm，加之項目局部路段存在諾海風(fēng)的影響，因此在項目施工中必須充分考慮雪害對路基施工的影響。

以上兩個項目均存在雪害問題。經(jīng)施工總結(jié)分析并結(jié)合對于雪害路段的施工處理經(jīng)驗，具體采用雪害段處理方法如下。

（1）合理控制公路路基高度

相關(guān)科研結(jié)果表明，公路路基風(fēng)吹雪害問題與路基的高度有著直接的關(guān)系，80%以上的公路路基風(fēng)吹雪害問題發(fā)生在路堤高度不足2m或者挖方深度不足5m的路塹路段。因此本項目路基施工中為避免公路路基風(fēng)吹雪害問題的發(fā)生，在路基施工過程中，對路基高度進(jìn)行如下控制：一般地段路基高出原地面2m以上；挖方及低填方（H＜1.5m）段設(shè)敞開式路基。

（2）修整路基邊坡坡度

公路路基邊坡坡度直接影響路基頂面的風(fēng)速分布，對雪害程度也有著直接的影響。通常情況下，邊坡越陡，在路基頂面的路基設(shè)計位置與背風(fēng)路肩的風(fēng)速減弱速率也就越大。邊坡較緩則會減小風(fēng)速減弱速率。

類似的風(fēng)洞試驗數(shù)據(jù)結(jié)果表明，公路路基邊坡為1∶1.5時，路基表面會出現(xiàn)20cm左右的貼地層氣流分離現(xiàn)象。當(dāng)邊坡為1:3時，路基表面會出現(xiàn)15cm左右的貼地層氣流分離；當(dāng)邊坡坡度緩于1:8時，就不會出現(xiàn)明顯的氣流分離情況。因此，在本項目公路路基施工過程中，放緩邊坡至1∶4以改善氣流條件，同時設(shè)置流線型坡口、坡腳及路緣石，路基兩側(cè)設(shè)20m寬整平帶，舊路取土坑修整，設(shè)路側(cè)取土坑作為儲雪場。

（3）合理設(shè)置擋雪墻

設(shè)置擋雪墻的主要目的是當(dāng)出現(xiàn)公路路基風(fēng)吹雪時，由于受到擋雪墻的阻擋，風(fēng)速降低，在擋雪墻的前后位置形成渦旋減速區(qū)來避免風(fēng)吹雪對公路路基的危害。公路路基擋雪墻按照材料的不同分為：漿砌片石擋土墻、土質(zhì)擋土墻以及雪質(zhì)擋土墻等幾種形式，按照高度的不同則可以分為高度超過2m的高墻、1～2m中高墻以及1m以下的低墻。

本項目進(jìn)行路基擋雪墻設(shè)置時，在擋土墻的高度確定上，線路穿越平原區(qū)域的擋雪墻按照1.5～1.8m進(jìn)行控制，山區(qū)地區(qū)的擋雪墻高度控制在2～6m。擋雪墻設(shè)置與路之間的距離分以下幾種情況：平原地區(qū)的擋雪墻與路間距一般為墻高的12～14倍；山區(qū)的迎風(fēng)坡與路間距為墻高的8倍左右；背風(fēng)坡與路間距為墻高的15～25倍。為提高擋雪墻的防雪效果，擋雪墻的走向盡可能地按照與公路平行、主風(fēng)向的垂直方向進(jìn)行控制。

（4）其他措施

本項目路基施工中針對雪害段路基，除了上述措施外，同時還將路面滿鋪以利于車輛通行，并在路段兩端設(shè)緊急停車帶和警示標(biāo)以及便車回避措施，以免雪害問題造成通車安全事故的發(fā)生。

4 結(jié)語

風(fēng)吹雪作為影響公路行車安全以及路基穩(wěn)定性的不良因素，也是我國東北、新疆西北部以及青藏地區(qū)公路施工中的常見問題。因此，在這些雪害常發(fā)區(qū)域進(jìn)行施工作業(yè)時，必須深入分析風(fēng)吹雪的特點(diǎn)及其形成條件，進(jìn)而在路基工程施工過程中有針對性地采取措施進(jìn)行處理，防范風(fēng)吹雪問題對公路通車安全以及公路使用壽命造成不利影響。

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