風(fēng)吹雪地區(qū)深路塹處置方案

溫啟明

摘 要：風(fēng)吹雪在北疆地區(qū)廣泛存在，其存在嚴(yán)重影響公路的正常使用功能。本文對(duì)已有的風(fēng)吹雪處置方案進(jìn)行總結(jié)，結(jié)合某北疆公路項(xiàng)目深路塹工點(diǎn)，提出風(fēng)吹雪地區(qū)深路塹處置方案，以期為新疆地區(qū)類似工程提供參考。

關(guān)鍵詞：風(fēng)吹雪;深路塹;處置方案

0 引言

新疆位于中國(guó)西北邊陲，地域遼闊，是中國(guó)陸地面積最大的省級(jí)行政區(qū)，總面積166萬(wàn)平方公里。受溫帶大陸性氣候影響，新疆北部地區(qū)冬季長(zhǎng)而嚴(yán)寒，晝夜溫差大，降雪時(shí)間長(zhǎng)，降雪量大（以瑪拉斯縣為例，其最冷月（一月）平均氣溫零下18.4℃，極端最低氣溫零下37.4℃。年均降雪量74.4 mm，占全年降水量的27%。積雪深度約15 cm～25 cm，最大年降雪量深度33 cm）。

隨著國(guó)家“一帶一路”和“絲綢之路”政策的不斷推進(jìn)，北疆地區(qū)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)得到長(zhǎng)足的發(fā)展，其中以公路建設(shè)發(fā)展最為迅猛。但北疆地區(qū)冬季溫度低，降雪量大，冬季風(fēng)吹雪現(xiàn)象尤其明顯。如何保證公路能在風(fēng)吹雪條件下保持暢通一直是一個(gè)難題。到目前為止，隨著工程技術(shù)人員的不斷努力，對(duì)于風(fēng)吹雪路段填方路段、淺挖路段已經(jīng)積累了一定的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)及工程經(jīng)驗(yàn)，但對(duì)于深挖路塹路段的處理仍然有所欠缺。

本文將在總結(jié)風(fēng)吹雪路段處理方案的基礎(chǔ)上，結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)深挖路段的設(shè)計(jì)及施工提出優(yōu)化建議，以期為類似工程提供一定的參考。

1 常規(guī)處理方案

對(duì)于風(fēng)吹雪路段，常規(guī)處理方案一般從三個(gè)方面進(jìn)行考慮，包括路線布設(shè)、路基設(shè)計(jì)以及防護(hù)工程，具體分述如下：

（1）路線布設(shè)。路線布設(shè)一般優(yōu)先考慮繞避讓雪害路段，丘陵區(qū)應(yīng)利用陽(yáng)坡布線，無(wú)法繞避時(shí)，應(yīng)從雪害較輕部位以最短距離通過(guò)，路線走向宜與風(fēng)雪流的主導(dǎo)風(fēng)向平行或交角不大于30°。

（2）路基設(shè)計(jì)。風(fēng)吹雪地段優(yōu)先填方斷面形式，同時(shí)路基和路肩上不宜設(shè)置各種設(shè)施，并應(yīng)清除路基兩側(cè)距坡腳各20 m范圍內(nèi)的障礙物及構(gòu)造物。

路基采用填方斷面形式時(shí)，需根據(jù)道路等級(jí)及雪害程度確定路堤的最小填高，并根據(jù)風(fēng)向確定邊坡坡率（一般迎風(fēng)側(cè)坡率為1：3～1：4）。

當(dāng)風(fēng)吹雪路段必須采用挖方時(shí)，首先應(yīng)避免采用深路塹。當(dāng)挖方深度不大時(shí)，應(yīng)采用緩邊坡的敞開式路基，邊坡坡率一般為1：2～1：5;當(dāng)挖方深度超過(guò)2 m時(shí)，則需在邊坡底部?jī)蓚?cè)設(shè)置積雪平臺(tái)（寬度不小于5 m）。當(dāng)路線走向與主導(dǎo)風(fēng)向垂直或呈45°～90°相交時(shí)，應(yīng)采用緩坡率的敞開式路基，并加寬積雪平臺(tái)。

當(dāng)風(fēng)吹雪路段為半填半挖時(shí)，則根據(jù)路線走向與主導(dǎo)風(fēng)向夾角來(lái)確定。當(dāng)夾角小于45°時(shí)，應(yīng)增加挖方區(qū)的路基寬度，寬度不宜小于2 m;當(dāng)夾角為45°～90°時(shí)，挖方區(qū)則應(yīng)采用緩邊坡的敞開式路基。

（3）防治工程。公路風(fēng)吹雪工程一般分為工程治理和植物治理，工程治理的核心可概括為穩(wěn)、阻、導(dǎo)三種治理措施。常用的防護(hù)形式主要包括防雪林、防雪柵、導(dǎo)向板等。

可以看出，常規(guī)風(fēng)吹雪路段對(duì)于填方路基、淺挖路基都給予了明確的設(shè)計(jì)方案，但對(duì)于深挖路塹卻沒(méi)有明確給出處置方案。但在實(shí)際工程中，風(fēng)吹雪路段的深路塹卻是實(shí)實(shí)在在存在的，下文將結(jié)合工程實(shí)例簡(jiǎn)要介紹深路塹的處置方案。

2 工程實(shí)例應(yīng)用

（1）工程概況。工程區(qū)位于準(zhǔn)噶爾盆地中部和布克賽爾蒙古自治縣。根據(jù)調(diào)查及收集周邊氣象資料，工程區(qū)極端最低氣溫-42.8℃，最高氣溫50℃，年平均氣溫5℃左右，常年多偏西北風(fēng)，最大風(fēng)力可達(dá)8級(jí)，最大風(fēng)速達(dá)7.2 m/s，年均風(fēng)速1.5 m/s。受擬建線路主導(dǎo)西北風(fēng)的影響，擬建線路冬季容易形成風(fēng)積雪。

（2）深挖路塹工點(diǎn)。本工程對(duì)應(yīng)樁號(hào)K238+700～K239+

200路段需穿越山脈，從路線走向來(lái)看，采用路線繞避方案是不可行的;而工程區(qū)為丘陵區(qū)，采用隧道方案不經(jīng)濟(jì);故只能考慮采用挖方斷面形式通過(guò)，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)選線后，最大挖方高度為25.5 m，為深路塹路段。

深路塹工點(diǎn)沿線山體主要為凝灰?guī)r（強(qiáng)風(fēng)化層，呈碎片、碎塊狀，以灰綠色、灰黑色為主，干燥，稍密。強(qiáng)風(fēng)化層厚3 m～4 m，弱風(fēng)化層厚7 m～8 m）以及角礫、圓礫（土黃色、灰黑色，稍濕～潮濕，稍密～中密）。

（3）設(shè)計(jì)思路。本工點(diǎn)重點(diǎn)需解決兩個(gè)問(wèn)題，一個(gè)是需考慮如何減小風(fēng)吹雪影響。對(duì)于挖方路段，由于主風(fēng)向與局部渦旋風(fēng)的相互干擾，導(dǎo)致在弱風(fēng)區(qū)產(chǎn)生積雪，當(dāng)積雪量較大時(shí)，將會(huì)使得路面產(chǎn)生積雪。為解決這一問(wèn)題，比較合理的是采用有利于風(fēng)雪流通過(guò)的緩坡率敞開式斷面，并設(shè)置積雪平臺(tái)，以使路面無(wú)積雪或少積雪。

另一個(gè)問(wèn)題則是常規(guī)深路塹工點(diǎn)的防護(hù)處置方案。本工程山體主要為凝灰?guī)r及角礫、砂礫，整體而言，山體穩(wěn)定性較好，建議采用常規(guī)圬工骨架防護(hù)處置方案。

（4）工程設(shè)計(jì)方案。結(jié)合上述設(shè)計(jì)思路，對(duì)于本工點(diǎn)，設(shè)計(jì)組設(shè)計(jì)了以下方案，具體如下：

橫斷面形式：斷面采用敞開式斷面形式，邊坡采用緩坡（邊坡坡率按1：3控制），坡底設(shè)置5 m寬積雪平臺(tái)（平臺(tái)頂距離路面頂按1.5 m控制），路肩、坡腳、坡頂?shù)扔欣饨堑牡胤綉?yīng)做成圓弧形，以利于風(fēng)雪流近地順滑通過(guò)，提高路面能見度。

邊坡防護(hù)方案：根據(jù)《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》的推薦坡率，對(duì)于角礫、砂礫，挖方坡率建議采用1：1～1：1.5;對(duì)于凝灰?guī)r，挖方坡率建議采用1：0.75～1：1。故對(duì)于本深路塹路段，為保證挖方邊坡的穩(wěn)定性以及擴(kuò)大挖方斷面的敞開度，建議挖方邊坡率采用1：1.5，邊坡防護(hù)形式采用拱形骨架圬工防護(hù)。

其他設(shè)計(jì)：該工點(diǎn)位于丘陵區(qū)，當(dāng)挖方位于小山包或挖方已將大部分山體開挖完成時(shí)，建議將整個(gè)山包或山體挖除，不僅可以增加路基斷面的敞開度，避免弱風(fēng)區(qū)積雪，同時(shí)還可以減少邊坡防護(hù)工程量，減少工程造價(jià)。

3 結(jié)語(yǔ)

本文以北疆某公路工程為實(shí)例，介紹了該工程風(fēng)吹雪路段深挖工點(diǎn)的主要設(shè)計(jì)思路以及相應(yīng)的處置方案，可以為類似工程提供一定的參考。

但值得注意的是，由于項(xiàng)目區(qū)以西北風(fēng)為主，而項(xiàng)目路線走向由南向北，工點(diǎn)處路線走向與風(fēng)主導(dǎo)風(fēng)向平行近乎平行，減少了風(fēng)吹雪的影響。而如果路線走向與風(fēng)主導(dǎo)風(fēng)向夾角大于45°或近似垂直時(shí)，挖方坡頂?shù)姆e雪在風(fēng)力作用下必然會(huì)對(duì)公路正常使用產(chǎn)生不利影響，那是又將如何處理仍然是個(gè)難題，也是工程設(shè)計(jì)人員需要繼續(xù)探討的重要問(wèn)題。

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