淺談公路風吹雪的防治

淺談公路風吹雪的防治

1公路風吹雪沉積的影響風雨霧災發(fā)生在中國東北、西藏和新疆等地區(qū)，嚴重損害了道路運輸。在風吹雪強烈時,能見度急劇下降,道路難辯,影響駕駛員視線和視距,影響行車速度或迫使車輛停駛,甚至引發(fā)重大交通事故。另外,風吹雪沉積在公路上,埋沒道路、阻斷交通,影響運輸和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn),而且對山區(qū)公路影響時間更長,造成重大經(jīng)濟損失。針對公路風吹雪雪害,我國科技工作著進行了幾十年的科學研究,本文從工程防治角度闡述防治公路風吹雪的幾種方法。2防雪墻2.1構固定的特點漿砌片石(磚)擋雪墻是用片石或磚砌成的一種永久性防雪設施,建成高度可達4m以上,具有成本相對低廉、結構堅固的特點。土質(zhì)擋雪墻是利用路側廢土堆建而成的擋雪設施,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,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)當風吹雪時,由于受到防雪墻的阻擋影響,風速逐漸減小,越接近防雪墻風速越小,風速最低的位置在防雪墻前3m左右的地方,越過防雪墻后風速迅速增大,但在墻角形成渦漩減速區(qū),到墻高10～15倍左右恢復原來的風速。也就是說在這一區(qū)域沉積積雪。利用防雪墻前后減速區(qū)這一原理來防治風吹雪對公路的危害。在平坦地區(qū),風雪流受擋雪墻影響,積雪大部分集中在下風側;受墻高、地形的影響,阻雪量可達每延米幾十立方米。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,其最大阻雪量可達每延米12h～15hm3。(2)擋雪墻走向與風向擋雪墻走向與風向垂直時阻雪量最大、效果最好,隨著夾角的減小擋雪墻的阻雪量也逐漸減少。由于走向與風向往往不垂直,從而造成擋雪墻走向與風向成一定銳角。一般來說,擋雪墻的走向與風向的夾角應大于45°,對于擋雪墻的走向與風向的夾角大于45°且小于75°時必須對墻體的端部進行處理,或者采取交錯式短墻、折線型、人字型擋墻。(3)風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其防雪效果的影響也很大:迎風坡上設置的擋雪墻,風吹雪迎坡而上,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,使其風速逐漸減小,越接近擋雪墻風速越小,在擋雪墻前方3m左右的地方風速最低,越過擋雪墻后風速逐漸增大,風吹雪形成的積雪主要集中在墻的上風側,占總阻雪量的70%以上,4m高的擋雪墻總阻雪量為50m3/m;在背風坡上設置的擋雪墻,由于風吹雪從高處向低處順坡而下,在上風側受其擋雪墻的影響較小,上風側沉積的雪量就少。由于擋雪墻的作用,風吹雪越過擋雪墻后,風速增加的速度比較緩慢,導致大量雪粒沉積在下風側。2.4適用土地(1)適用于公路風吹雪雪害輕度積雪區(qū)和中度積雪區(qū)。(2)適用于山區(qū),不適用于風景區(qū),要與當?shù)丨h(huán)境相協(xié)調(diào)。(3)擋雪墻的設置可以根據(jù)阻雪量或移雪量的大小需要設計為矮,也可以高,可以單道,也可以多排。2.5防護雪墻施工技術(1)確定雪蓋結構要根據(jù)當?shù)氐匦巍⒌刭|(zhì)條件,因地制宜的選用不同的結構、不同材料的擋雪墻,根據(jù)雪量和雪害的大小,可以設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其防雪效果的變化程度逐漸變緩。一般設置高度為2～6m。(3)擋雪墻與道路的距離可根據(jù)地形、迎風坡、背風坡、風速等確定。一般情況下:①平原擋雪墻與道路的距離10h～15h(墻高);②迎風坡?lián)跹εc道路的距離不少于8h(墻高);③背風坡?lián)跹εc道路的距離15h～25h(墻高)。(4)擋雪墻設置位置由于風的繞流效應,在擋雪墻端部的風吹積雪要大的多、長的多,特別是當風向與墻的走向夾角較小時,如果擋雪墻的設置距離不夠?qū)⒅苯訉е路e雪上路。因此,在擋雪墻的端部應適當設置交錯式短墻、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、鐵絲通過埋、支撐、拉等手段安裝。固定式:在整個防雪期間都不能移動,固定設置。移動式:在整個防雪期間,可根據(jù)柵前柵后的積雪情況隨時移動的一種防雪柵?？v欄式防雪柵:其結構與橫欄式相似,只是柵欄板條垂直于地面的方向設置,并在柵欄間設置縱向的間隙?？烧{(diào)節(jié)透風率式防雪柵:在防雪柵的支架上,對每塊防雪柵板設置可調(diào)節(jié)角度的裝置,用于調(diào)節(jié)防雪柵的透風率。3.2風吹雪雪粒因數(shù)當風吹雪穿越擋雪柵欄時,一部分由于受到防雪柵的阻擋作用,損耗風能,在防雪柵前后形成渦漩減速區(qū),使風吹雪的風速迅速下降,減至雪粒起動風速以下,大量風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)周邊達到最大達到1.5%周邊達到4.5%周邊達到4.5%周邊達到0.5%以上隨著透風率的增加,防雪柵欄的最大阻雪量也呈增加趨勢,并在66%附近達到最大值。不同透風率的擋雪柵欄對風速的影響范圍和影響程度有著很大的差異,透風率越低,阻擋效果越大,風速的減弱程度越大,但同時恢復的也越快,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防雪效果也有較大影響,總體上說,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,主要會遇到三種地形:寬闊平坦地形、迎風坡地形、背風坡地形。其中坡度較大的山坡對擋雪柵欄的使用效果影響較大。(4)禁止滑翔一般來說,擋雪柵欄的走向應與主風向垂直,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)和擋雪設施(1)擋雪柵欄即適用于公路風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(1)確定雪蓋的結構形狀可根據(jù)風向與道路的夾角、移雪量、地形、環(huán)境等確定結構形式,在風吹雪災害嚴重地區(qū),可以用多層擋雪柵欄。(2)擋雪設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,擋雪柵欄的透風率宜設置在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,并具有阻雪和防風性能兩大優(yōu)點。(4)側墻與道路之間的距離確保下風側雪丘不會延伸到路面上,因此,不同透風率和高度的