黑龙江省公路风吹雪雪害防治技术

黑龙江省公路风吹雪雪害防治技术

风带着分散的雪。在一定条件下，雪颗粒从操作（滑动、跳跃和悬挂）到沉积，逐渐形成深雪，埋在道路上，堵塞交通，导致道路风险等风雨阻滞。公路风吹雪雪害在黑龙江省是频发的雪害之一,公路风吹雪雪害防治措施主要分为工程防治和生物防治以及工程防治和生物防治相结合的综合防治三种。其中工程防治分为挡雪墙和防雪栅等防治措施,这里主要介绍挡雪墙的防治技术。1抗雪墙类型1.1砂浆石砖用于雪墙是用片石或者砖砌成的一种永久性挡雪设施,建设高度可达4m以上,具有成本相对低廉、结构坚固效果又比较好的特点。1.2土壤屏障是利用路侧废土堆建而成的挡雪设施,成本低廉,但由于墙的横截面呈梯形,因此同等高度的挡雪能力比砖(石)砌挡雪墙要差些。1.3不同有效液积液防雪能力m是将自然降雪或者风吹雪形成的积雪切割成雪块堆砌而成的挡雪墙,高度一般小于2m,而且随着积雪的增多还可以逐渐加高,提高阻雪能力,整体防雪效果较好。其特点是,利用积雪修筑雪质挡雪墙,不但成本低廉,易于建设,而且可以利用雪质挡雪墙阻挡的风吹雪积雪根据需要继续加高,缺点是有积雪的情况下才能修建。2影响雪盖效果的主要因素2.1挡雪墙阻雪能力挡雪墙的高度与阻雪能力有密切的关系,挡雪墙的阻雪能力在一定范围内随着墙高度的增加而增大,高度为H米的防雪墙,其最大阻雪量可达每延米12H～15Hm3。2.2抗雪墙的方向和风的角度挡雪墙走向与风向垂直时阻雪量最大、效果最好,随着夹角的减小挡雪墙的阻雪量也逐渐减少。2.3挡雪墙后风速随高度变化的变化特性挡雪墙所处的地形部位以及山坡坡度的大小对其防雪效果的影响也很大。迎风坡上设置的挡雪墙,风吹雪迎坡而上,虽然受到地形的抬高作用,处于逐渐增速的条件下,但由于受到挡雪墙的阻挡作用,使其风速逐渐减小,越接近挡雪墙风速越小,在挡雪墙前方3m左右的地方风速最低,越过挡雪墙后风速逐渐增大,风吹雪形成的积雪主要集中在墙的上风侧,占总阻雪量的70%以上,4m高的挡雪墙总阻雪量为50m3/m。在背风坡上设置的挡雪墙,由于风吹雪从高处向低处顺坡而下,在上风侧受其挡雪墙的影响较小,上风侧沉积的雪量就少。由于挡雪墙的作用,风吹雪越过挡雪墙后,风速增加的速度比较缓慢,导致大量雪粒沉积在下风侧,所以说,挡雪墙的阻雪量主要集中在下风侧。在背风平缓的山坡(坡度为12°)以上,1.6m高的挡雪墙总阻雪量约为24m3/m。2.4道路之间的距离(1)雪墙后风速情况分析挡雪墙前后的流场可以看到,风速受到挡墙的影响由3.4m/s最低降到0.5m/s,下降了近85%;经过挡雪墙后,风速逐渐升高,到10倍墙高(10H)左右恢复到来流风速的68%,到15倍墙高(10H)左右恢复到来流风速的85%,到20倍墙高(20H)左右风速完全恢复。由此可知,要有效地阻挡风吹积雪,避免路面积雪,挡雪墙与路肩外沿的距离至少应保持在10H～15H以上,对于风吹雪灾害严重地段,有条件的话该距离可以设为20H。(2)墙体近地面侧由于迎风坡上设置的挡雪墙的积雪主要分布在上风侧,即远离公路的一侧,因此,为了节省购地费用,墙体可以适当靠近路侧,但与路肩外沿的距离不应少于8H。(3)与公路距离背风坡上设置的挡雪墙的积雪主要分布在下风侧,因此其与公路的距离一般要比平坦地段远一些,可以选择15H～25H作为与公路距离。另外,对于坡度较大的背风山坡,将挡雪墙设置在坡顶平缓地段,从而控制积雪来源的方案比直接设置在山坡上效果更好。2.5挡雪墙的设置距离由于风的绕流效应,在挡雪墙端部的风吹积雪要大的多、长的多,特别是当风向与墙的走向夹角较小时端部雪堤的长度可以达到墙中部的2倍以上,如果挡雪墙的设置距离不够将直接导致积雪上路。因此,在挡雪墙的端部应适当设置“人”字形挡墙、在端部增大墙与公路的距离或者设置多重短墙对端部进行保护。2.6挡雪墙的长度当防雪墙走向与主风向交角较小时,防雪墙设置长度需要延长。3挡雪墙适用区(1)挡雪墙适用于公路风吹雪雪害轻度积雪区和中度积雪区;(2)挡雪墙适用于山区,不实用于风景区。要与当地环境相协调;(3)挡雪墙的设置可以根据阻雪量或移雪量的大小需要设计可矮,也可以高,可以单道,也可以多排;(4)挡雪墙适用于缺乏木材而砖、石、砂丰富的山区;(5)土质、雪质挡雪墙适用土和雪丰富的山区。4因害防治和设计(1)挡雪墙的设置要与当地周边环境相适应,要与当地环境相协调,不要破坏周边环境;(2)要根据雪害具体地段的长度,雪害的程度,选择高度和道数,因害设防;(3)要根据当地地形、地质、土地条件,因地制宜,选用不同的结构、不同材料的挡雪墙,达到就地取材、简便易行、施工简便、便于维修的要求;(4)当挡雪墙为永久性工程时,挡雪墙的设计应以当地十年一遇的暴风雪为标准;(5)挡雪墙的设置要充分考虑经济性。一般情况下,挡雪墙的建设费用应小于10a内发生风吹雪雪害清除的费用。5建设技术5.1挡雪墙体的选择要根据当地地形、地质、土地条件,因地制宜的选用不同结构、不同材料的挡雪墙,达到就地取材、简便易行、施工简便、有效便于维修的要求。挡雪墙的主要结构形式由土质挡雪墙、雪质挡雪墙、砖(石)质挡雪墙、不同透风率的等形式。5.2设置多层小层根据风吹雪雪害的严重程度,挡雪墙可以设置成单层和多层。考虑到挡雪墙的阻雪效应应用挡雪墙会占用大量路侧土地,因此山区的多层挡雪墙多为双层。(1)单盖雪墙单层挡雪墙因其阻雪能力不大,多用于连续降雪量不大,风吹雪现象不太严重的路段或为防治风吹雪导致的行车视程障碍的路段。(2)墙来增强挡雪效果在风吹雪灾害严重的地段,为了有效地阻挡风吹积雪上路,往往采取多层挡雪墙来增强挡雪效果。多层挡雪墙的排数和间距可根据移雪量Q移的大小和本身的高度来确定。如挡雪墙高为H,其相应的阻雪量为Q阻时,排数应大于或等于Q移/Q阻。挡雪墙之间的间距一般应为墙高的10～12倍,最大不要超过15倍。5.3防雪墙高度的影响防雪墙高度越高其阻雪的总量越大,作用范围也越广。但随着防雪墙高度的增加对其防雪效果的变化程度逐渐变缓。防雪墙的高度可根据当地地形、迎风坡、背风坡、路侧横向坡度、移雪量和阻雪量的需要确定。5.4抗冻墙通风公式的确定根据防雪墙透风式流场特征,积雪特点,阻雪量效果,场地,距离道路的距离等进行确定。5.5防雪墙与道路的距离可根据当地地形、迎风坡、背风坡、路侧横向坡度、场地、风速来确定。一般情况下:(1)平原防雪墙与道路的距离10H～15H(墙高);(2)迎风坡防雪墙与道路的距离不少于8H(墙高);(3)背风坡防雪墙与道路的距离15H～25H(墙高)。5.6挡雪墙走向与风向不垂直挡雪墙走向与风向垂直时阻雪量最大、效果最好,随着夹角的减小挡雪墙的阻雪量也逐渐减少。由于公路走向与风向往往不垂直,从而造成挡雪墙走向与风向成一定锐角。一般来说,挡雪墙的走向与风向的夹角应大于45°,对于挡雪墙的走向与风向的夹角大于45°且小于75°时必须对墙体的端部进行处理。夹角大于75°则可以和90°的情况一样对待。挡雪墙的走向与风向的夹角小于45°时可采用侧导风的形式。5.7端部雪堤的长度由于风的绕流效应,在挡雪墙端部的风吹积雪要大的多、长的多,特别是当风向与墙的走向夹角较小时,端部雪堤的长度可以达到墙中部的2倍以上,如果挡雪墙的设置距离不够将直接导致积雪上路。因此,在挡雪墙的端部应适当设置交错式短墙、折线型、雁行式、人字型挡墙。在端部增大墙与公路的距离或者设置多重短墙对端部进行保护。5.8道路雪害的长度当防雪