風吹雪地區深路塹處置方案

溫啟明

摘 要：風吹雪在北疆地區廣泛存在，其存在嚴重影響公路的正常使用功能。本文對已有的風吹雪處置方案進行總結，結合某北疆公路項目深路塹工點，提出風吹雪地區深路塹處置方案，以期為新疆地區類似工程提供參考。

關鍵詞：風吹雪;深路塹;處置方案

0 引言

新疆位于中國西北邊陲，地域遼闊，是中國陸地面積最大的省級行政區，總面積166萬平方公里。受溫帶大陸性氣候影響，新疆北部地區冬季長而嚴寒，晝夜溫差大，降雪時間長，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）。

隨著國家“一帶一路”和“絲綢之路”政策的不斷推進，北疆地區的基礎設施建設得到長足的發展，其中以公路建設發展最為迅猛。但北疆地區冬季溫度低，降雪量大，冬季風吹雪現象尤其明顯。如何保證公路能在風吹雪條件下保持暢通一直是一個難題。到目前為止，隨著工程技術人員的不斷努力，對于風吹雪路段填方路段、淺挖路段已經積累了一定的設計經驗及工程經驗，但對于深挖路塹路段的處理仍然有所欠缺。

本文將在總結風吹雪路段處理方案的基礎上，結合工程實例，對深挖路段的設計及施工提出優化建議，以期為類似工程提供一定的參考。

1 常規處理方案

對于風吹雪路段，常規處理方案一般從三個方面進行考慮，包括路線布設、路基設計以及防護工程，具體分述如下：

（1）路線布設。路線布設一般優先考慮繞避讓雪害路段，丘陵區應利用陽坡布線，無法繞避時，應從雪害較輕部位以最短距離通過，路線走向宜與風雪流的主導風向平行或交角不大于30°。

（2）路基設計。風吹雪地段優先填方斷面形式，同時路基和路肩上不宜設置各種設施，并應清除路基兩側距坡腳各20 m范圍內的障礙物及構造物。

路基采用填方斷面形式時，需根據道路等級及雪害程度確定路堤的最小填高，并根據風向確定邊坡坡率（一般迎風側坡率為1：3～1：4）。

當風吹雪路段必須采用挖方時，首先應避免采用深路塹。當挖方深度不大時，應采用緩邊坡的敞開式路基，邊坡坡率一般為1：2～1：5;當挖方深度超過2 m時，則需在邊坡底部兩側設置積雪平臺（寬度不小于5 m）。當路線走向與主導風向垂直或呈45°～90°相交時，應采用緩坡率的敞開式路基，并加寬積雪平臺。

當風吹雪路段為半填半挖時，則根據路線走向與主導風向夾角來確定。當夾角小于45°時，應增加挖方區的路基寬度，寬度不宜小于2 m;當夾角為45°～90°時，挖方區則應采用緩邊坡的敞開式路基。

（3）防治工程。公路風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、阻、導三種治理措施。常用的防護形式主要包括防雪林、防雪柵、導向板等。

可以看出，常規風吹雪路段對于填方路基、淺挖路基都給予了明確的設計方案，但對于深挖路塹卻沒有明確給出處置方案。但在實際工程中，風吹雪路段的深路塹卻是實實在在存在的，下文將結合工程實例簡要介紹深路塹的處置方案。

2 工程實例應用

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

（2）深挖路塹工點。本工程對應樁號K238+700～K239+

200路段需穿越山脈，從路線走向來看，采用路線繞避方案是不可行的;而工程區為丘陵區，采用隧道方案不經濟;故只能考慮采用挖方斷面形式通過，經現場選線后，最大挖方高度為25.5 m，為深路塹路段。

深路塹工點沿線山體主要為凝灰巖（強風化層，呈碎片、碎塊狀，以灰綠色、灰黑色為主，干燥，稍密。強風化層厚3 m～4 m，弱風化層厚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）設計思路。本工點重點需解決兩個問題，一個是需考慮如何減小風吹雪影響。對于挖方路段，由于主風向與局部渦旋風的相互干擾，導致在弱風區產生積雪，當積雪量較大時，將會使得路面產生積雪。為解決這一問題，比較合理的是采用有利于風雪流通過的緩坡率敞開式斷面，并設置積雪平臺，以使路面無積雪或少積雪。

另一個問題則是常規深路塹工點的防護處置方案。本工程山體主要為凝灰巖及角礫、砂礫，整體而言，山體穩定性較好，建議采用常規圬工骨架防護處置方案。

（4）工程設計方案。結合上述設計思路，對于本工點，設計組設計了以下方案，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），坡底設置5 m寬積雪平臺（平臺頂距離路面頂按1.5 m控制），路肩、坡腳、坡頂等有棱角的地方應做成圓弧形，以利于風雪流近地順滑通過，提高路面能見度。

邊坡防護方案：根據《公路路基設計規范》的推薦坡率，對于角礫、砂礫，挖方坡率建議采用1：1～1：1.5;對于凝灰巖，挖方坡率建議采用1：0.75～1：1。故對于本深路塹路段，為保證挖方邊坡的穩定性以及擴大挖方斷面的敞開度，建議挖方邊坡率采用1：1.5，邊坡防護形式采用拱形骨架圬工防護。

其他設計：該工點位于丘陵區，當挖方位于小山包或挖方已將大部分山體開挖完成時，建議將整個山包或山體挖除，不僅可以增加路基斷面的敞開度，避免弱風區積雪，同時還可以減少邊坡防護工程量，減少工程造價。

3 結語

本文以北疆某公路工程為實例，介紹了該工程風吹雪路段深挖工點的主要設計思路以及相應的處置方案，可以為類似工程提供一定的參考。

但值得注意的是，由于項目區以西北風為主，而項目路線走向由南向北，工點處路線走向與風主導風向平行近乎平行，減少了風吹雪的影響。而如果路線走向與風主導風向夾角大于45°或近似垂直時，挖方坡頂的積雪在風力作用下必然會對公路正常使用產生不利影響，那是又將如何處理仍然是個難題，也是工程設計人員需要繼續探討的重要問題。

參考文獻：

[1]工程地質手冊（第四版）.

[2]GB50021-2001，巖土工程勘察規范[S].

[3]JTG D30-2015，公路路基設計規范[S].

[4]劉勝斌，高鵬，劉海強.風吹雪地區的公路設計探析[J].道路工程，2017（3）：29-30.