高天雨,王 琪
(1.國家林業(yè)和草原局大興安嶺勘察設計院,黑龍江 大興安嶺 165000;2.浙江廣廈建設職業(yè)技術(shù)學院,浙江 322100)
涎流冰通常被稱為冰灘或冰湖,是寒區(qū)公路常見的病害之一。涎流冰是地下水溢到地面上,逐層凍結(jié)成冰。規(guī)模較小的涎溜冰,往往會影響交通、威脅車輛人身安全。規(guī)模較大的涎溜冰會造成路基與橋梁的水毀,公路的翻漿、邊坡滑塌,降低公路使用年限。該林業(yè)公路涎流冰6處,影響行車安全約848 m。筆者結(jié)合該林業(yè)公路談一下涎流冰勘測要點及防治的一些想法和建議。
水是形成涎溜冰的主要因素,同一地點,降水量大的年份,往往涎溜冰的規(guī)模大,降水量小的年份,往往涎溜冰的規(guī)模也小。形成涎溜冰的地區(qū),往往都是高海拔或者高緯度,因為高海拔或者高緯度氣溫往往氣溫較低。低溫寒冷的氣溫是形成涎溜冰的外在動力。就大興安嶺地區(qū)來說,無霜期只有80余天,年平均氣溫-2.8 ℃,極端最低溫度-52.3 ℃,大興安嶺由于降水、氣候等特點,很多地方都有涎溜冰。第三個因素就是隔水層,隔水層是防止水的下滲,水在地表流淌,在低溫寒冷的情況下,凍結(jié)成涎溜冰。圍繞這三個因素進行外業(yè)調(diào)查。
外業(yè)過程中,應到當?shù)貧庀蟛块T了解氣象資料,包括降水、氣溫、地溫、降霜、凍深、晝夜溫差、凍結(jié)起止時間等等。結(jié)合氣象資料,我簡單闡述一下在大興安嶺涎流冰發(fā)育過程與時間的變化。10月下旬到12月中旬,涎流冰開始形成,排水溝、涵洞等排水構(gòu)造物里面的水開始結(jié)凍成冰,冰未完全凍結(jié),有液體流動。12月下旬到次年2月初,氣溫、低溫明顯降低,涎流冰得以進一步生長。2月中旬到3月末,氣溫開始回升,白天冰雪融化成水流,夜間凍結(jié)成涎流冰,涎流冰達到最大規(guī)模。4月初到5月末,氣溫平均到達0 ℃,涎流冰開始融化,直至消失。結(jié)合涎流冰得發(fā)展過程,筆者建議大興安嶺地區(qū)調(diào)查涎流冰的時間在2月中旬到3月末進行。其他地區(qū)涎溜冰發(fā)育情況根據(jù)各地區(qū)的氣溫及地溫的具體情況不同而不同。在涎溜冰調(diào)查的過程中,往往不是涎溜冰發(fā)展最大的時候或者根本看不到涎溜冰,這時建議向當?shù)氐酿B(yǎng)護部門及附近的居民咨詢、調(diào)查。如設計周期等條件允許,也可以在涎溜冰發(fā)育比較大的時候進行補勘補測變更等方式進行外業(yè)調(diào)查。
涎溜冰多出現(xiàn)在地下水天然露頭或空山水匯集的地方。當我們進行勘測的時候,主要調(diào)查水源地位置、上路樁號、形成成因、類型、流量等。根據(jù)涎溜冰形成的原因、積冰范圍、厚度等具體情況,我們進行防治??偠灾蚜锉谕鈽I(yè)調(diào)查的時候,要著重弄清楚涎溜冰形成的原因,初步形成處理措施,做到有地放矢。
涎溜冰防治原則:預防為主,防治結(jié)合,因地制宜,經(jīng)濟合理。具體做法為:防、排、堵、截等方法相結(jié)合,綜合治理,具體舉例如下:
(1)繞避法。根據(jù)地質(zhì)資料、水文資料、沿線調(diào)查、及占地等情況的要求,在選線時應該盡量避讓涎溜冰地段。做到兩點,一是遠離涎流冰,二是路線盡量從涎流冰上游通過。在工程造價允許情況下,應該首先考慮這種方式,特別是新建公路。
(2)修建排水構(gòu)造物法。具體做法修建橋涵,以排為主。根據(jù)歷年的最高涎溜冰的最高水位并考慮涎溜冰壅冰高度,適當?shù)脑黾訕蛄旱目鐝絻艨铡H缭靸r等方面限制,修建涵洞時,建議修建箱涵、或者蓋板涵。因為冬季涵洞冬季容易凍脹,春季容易發(fā)生水毀。在修建構(gòu)造物時,需同時加深和清理河道,加大排水溝等輔助措施。
(3)修建擋冰構(gòu)造物。如修建擋冰墻、擋冰堤、聚冰溝與聚冰坑、擋冰柵欄,以堵為主。對于新建公路,當涌水量不是很大,可以挖聚冰溝,溝底寬度不小于1.0 m,深度要挖到含水層,位置建議距離路基坡頂不小于3.0 m,同時把溝內(nèi)挖出的土向路的一側(cè)進行反培,起到一定的擋冰作用。如果涌水量很大,建議修建擋冰墻、擋冰堤。對于已經(jīng)建成的公路,可以考慮修擋冰柵欄。擋冰柵欄建議修在路基與泉眼之間,擋冰柵欄的數(shù)量和高度根據(jù)涎流冰得冰量而定,埋深建議在0.3~0.8 m之間。立柱盡量就地取材,大興安嶺林區(qū)可以考慮松樹。橫向可以采用造價較低、韌性好,工作強度大,不易破裂的塑料布。也可以用鐵的立柱,橫向采用鋼板,在鋼板上寫上一些宣傳標語,這種擋冰柵欄造價相對要高很多。在修建建擋冰構(gòu)造物時,盡量與自然景觀相協(xié)調(diào)。
(4)提高路基
為防止涎溜冰上路,在路線經(jīng)過低洼段時候,可以采用抬高路基的方法,路基高度要大于最高涎溜冰的最高水位并考慮涎溜冰壅冰高度0.5 m以上。在涎流冰一側(cè)可以采用塊石或者塊石+植草防護加固。
(5)其他措施
如果冰量不大,對于已建成的公路,可以采用爐灰或者用一些小粒徑的碎石鋪到冰面上,增加車輪和冰面的摩擦系數(shù),使行車更安全。同時在涎流冰出現(xiàn)的地方,起終點立上警告標志,提醒司機注意安全。
涎流冰是高海拔或者高緯度常見的道路病害,設計人員應該高度重視,在外業(yè)上要認真對待,因地制宜,具體問題具體分析,采用多種措施,多種措施共同處理,從源頭上消除涎流冰病害,從而保證林區(qū)公路的正常施工、運營。