浅谈公路风吹雪的防治

浅谈公路风吹雪的防治

1公路风吹雪沉积的影响风雨雾灾发生在中国东北、西藏和新疆等地区，严重损害了道路运输。在风吹雪强烈时,能见度急剧下降,道路难辩,影响驾驶员视线和视距,影响行车速度或迫使车辆停驶,甚至引发重大交通事故。另外,风吹雪沉积在公路上,埋没道路、阻断交通,影响运输和工农业生产,而且对山区公路影响时间更长,造成重大经济损失。针对公路风吹雪雪害,我国科技工作着进行了几十年的科学研究,本文从工程防治角度阐述防治公路风吹雪的几种方法。2防雪墙2.1构固定的特点浆砌片石(砖)挡雪墙是用片石或砖砌成的一种永久性防雪设施,建成高度可达4m以上,具有成本相对低廉、结构坚固的特点。土质挡雪墙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石(砖)砌挡雪墙要差。雪质挡雪墙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,成本低廉、易于建设,而且随着积雪的增多可以逐渐加高,提高阻雪能力,整体防雪效果较好。2.2防雪墙前后减速区当风吹雪时,由于受到防雪墙的阻挡影响,风速逐渐减小,越接近防雪墙风速越小,风速最低的位置在防雪墙前3m左右的地方,越过防雪墙后风速迅速增大,但在墙角形成涡漩减速区,到墙高10～15倍左右恢复原来的风速。也就是说在这一区域沉积积雪。利用防雪墙前后减速区这一原理来防治风吹雪对公路的危害。在平坦地区,风雪流受挡雪墙影响,积雪大部分集中在下风侧;受墙高、地形的影响,阻雪量可达每延米几十立方米。2.3影响雪盖效果的主要因素(1)阻雪能力的增加挡雪墙的高度与阻雪能力有密切的关系,阻雪能力随着墙的高度的增加呈线性增大,高度为h米的挡雪墙,其最大阻雪量可达每延米12h～15hm3。(2)挡雪墙走向与风向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,或者采取交错式短墙、折线型、人字型挡墙。(3)风吹雪的积积量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。2.4适用土地(1)适用于公路风吹雪雪害轻度积雪区和中度积雪区。(2)适用于山区,不适用于风景区,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为矮,也可以高,可以单道,也可以多排。2.5防护雪墙施工技术(1)确定雪盖结构要根据当地地形、地质条件,因地制宜的选用不同的结构、不同材料的挡雪墙,根据雪量和雪害的大小,可以设置单层或多层挡雪墙。(2)作用范围越广挡雪墙高度越高,其阻雪的总量越大,作用范围也越广。但随着挡雪墙高度的增加对其防雪效果的变化程度逐渐变缓。一般设置高度为2～6m。(3)挡雪墙与道路的距离可根据地形、迎风坡、背风坡、风速等确定。一般情况下:①平原挡雪墙与道路的距离10h～15h(墙高);②迎风坡挡雪墙与道路的距离不少于8h(墙高);③背风坡挡雪墙与道路的距离15h～25h(墙高)。(4)挡雪墙设置位置由于风的绕流效应,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,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、人字型挡墙。3雪棚3.1防雪栅的安装挡雪栅栏一般由栅栏板块和支撑组成,栅栏板块一般由模板、木方、铁皮和角铁、槽钢等制成。支撑一般由木方、角铁、槽钢、铁丝通过埋、支撑、拉等手段安装。固定式:在整个防雪期间都不能移动,固定设置。移动式:在整个防雪期间,可根据栅前栅后的积雪情况随时移动的一种防雪栅。纵栏式防雪栅:其结构与横栏式相似,只是栅栏板条垂直于地面的方向设置,并在栅栏间设置纵向的间隙。可调节透风率式防雪栅:在防雪栅的支架上,对每块防雪栅板设置可调节角度的装置,用于调节防雪栅的透风率。3.2风吹雪雪粒因数当风吹雪穿越挡雪栅栏时,一部分由于受到防雪栅的阻挡作用,损耗风能,在防雪栅前后形成涡漩减速区,使风吹雪的风速迅速下降,减至雪粒起动风速以下,大量风吹雪雪粒沉积在防雪栅栏前后。3.3影响雪盖效果的主要因素(1)周边达到最大达到1.5%周边达到4.5%周边达到4.5%周边达到0.5%以上随着透风率的增加,防雪栅栏的最大阻雪量也呈增加趋势,并在66%附近达到最大值。不同透风率的挡雪栅栏对风速的影响范围和影响程度有着很大的差异,透风率越低,阻挡效果越大,风速的减弱程度越大,但同时恢复的也越快,从而其影响范围也就越小。(2)墙单元高度挡雪栅栏的高度对防雪效果也有较大影响,总体上说,防雪栅栏的高度越高,其阻雪的总量越大,作用范围也越广。但由于风雪流中的雪粒子主要集中在近地面2m以下的范围内,因此,随着挡雪栅栏高度的增加对其防雪效果的变化程度逐渐变缓。(3)地形在山区使用挡雪栅栏,主要会遇到三种地形:宽阔平坦地形、迎风坡地形、背风坡地形。其中坡度较大的山坡对挡雪栅栏的使用效果影响较大。(4)禁止滑翔一般来说,挡雪栅栏的走向应与主风向垂直,其效果最好,随着夹角的减小阻雪量也逐渐减少。3.4雪区和挡雪设施(1)挡雪栅栏即适用于公路风吹雪雪害轻度积雪区,也适用于中度积雪区和重度积雪区。(2)挡雪栅栏适用于山区,也使用于风景区。(3)在木材缺乏地区一般采用铁制的挡雪栅栏。3.5安装防雪围栏的技术(1)确定雪盖的结构形状可根据风向与道路的夹角、移雪量、地形、环境等确定结构形式,在风吹雪灾害严重地区,可以用多层挡雪栅栏。(2)挡雪设施高度防雪栅栏的高度越高,其阻雪的总量越大,作用范围也越广。但随着挡雪栅栏高度的增加对其防雪效果的变化程度逐渐变缓。如栅栏高度大于6m则可设双层挡雪栅栏。(3)雪丘阻雪能力大、板条不干,板条不干,挡雪栅栏的透风率宜设置在50%～70%之间,雪丘较平缓,阻雪量比较大,板条和空隙相等,制作方便,并具有阻雪和防风性能两大优点。(4)侧墙与道路之间的距离确保下风侧雪丘不会延伸到路面上,因此,不同透风率和高度的