浅议青藏高寒地区公路涎流冰病害的成因分析及防治

【摘 要】通过对青藏高寒地区公路涎流冰病害的类型及成因分析，本着预防为主，防治结合的原则，提出相应的涎流冰病害的防治措施。

【关键词】青藏高寒地区；公路涎流冰；成因；防治

1 引言

高寒地区的冬季，地下水溢出漫流在公路上，在适宜的负温条件下，随流随冻，在公路表面形成隆起的冰体。俗称公路涎流冰。它是我国高寒地区山区公路一种常见的工程地质病害。在春融期间，水份渗入路基内，常常会引起道路翻浆，路基出现不均匀沉陷，边坡滑坍等路基病害，影响正常的交通运输。

2 涎流冰的类型及形成条件

2.1 涎流冰的类型

青藏高寒地区公路涎流冰分布十分广泛，按涎流冰的形成位置划分主要有两种类型：一类系山坡涎流冰；另一类系河谷涎流冰。

2.2 涎流冰的形成条件

公路涎流冰的形成有其特定的条件。主要决定于特殊水文地质构造下，密闭水体的冻结—压力作用、地下水、负气温、地形地貌等等。此外，多年冻土、季节性冻土及覆盖层等，也是形成涎流冰的主要因素。

2.2.1 特殊的水文地质构造

涎流冰一般都出现在地势低洼、沟口及山麓地带，以山坡涎流冰为主要特征。其上为透水性好的腐殖土、碎石土（或砂砾）层，中间为蓄水能力强的含水层，而下面为不透水的岩层或多年冻土层。而在公路建设中，含水层经常遭到人为的破坏而使地下水出露，或使含水层发生其他局部扰动变化，形成一种人为特殊地质构造—扰动三层体，成为公路涎流冰得以形成的结构条件。随着负气温的出现，出露三层体的透水层开始冻结，当负气温降到其冻结温度时，在含水层出露处一侧也开始缓慢冻结。当透水层中的冻结峰面与含水层水位（上限）衔接时，在含水层上方形成了不透水盖板，并与下面的不透水岩层或多年冻土层底板以及侧面出露处的冻土挡板一起构成了一个以含水层为核心完全封闭体系—密闭水体。此密闭水体在负温下冻结时，将产生巨大的密闭水体的冻结—压力作用。当其水压超过薄弱处的强度极限，薄弱处出现开裂，地下水溢出，并冻结形成涎流冰。可见，密闭水体的冻结—压力作用，是公路涎流冰形成最重要的原因和条件。

2.2.2 水源条件

通过调查，在涎流冰分布区一般都存在丰富的浅层地下水，主要通过大气降水补给。当修建公路含水层被破坏时，夏季地下水出露，形成泉水；冬季则主要在单斜密闭水体的冻结—压力作用下形成涎流冰，地下水的存在与多寡，是决定涎流冰形成及规模的重要条件。

2.2.3 寒冷的气候条件

恶劣的气候条件也是形成涎流冰的重要因素。青藏高寒地区属于高原大陆型气候，长冬无夏，寒冷季节长，气候变化急剧，冬季寒冷多风雪，夏秋短多暴雨冰雹。尤其是秋末降雨水多，补给涎流冰丰富的水源；再加上寒冷的冬季气温，负温度持续时间长，为涎流冰的形成提供了客观条件；在冬末春初降雪多，日照强时融雪水多，涎流冰会加重。

2.2.4 地形地貌特征

地形地貌是地下水形成的重要因素，也是涎流冰形成的重要条件。青藏高寒区涎流冰发育地区，其地形均属马蹄形，三面环山，一面开口的簸箕形山前斜地，有较大的汇水面积，有利于大气降水的汇集和渗入，坡面上又有一定的植被覆盖或耕地，是天然的拦水、蓄水构造物，为浅层地下水提供了充足的水源。

2.2.5 多年冻土层和季节冻融层

青藏高寒地区平均海拔均在4000米以上。多年冻土层是良好的隔水底板，夏季形成冻结层上水，储存于融化层中，冬季随着表层土壤冻结而形成承压水盆地或斜地，使地下水由高水压处向低水压处流动，有利于地下水的形成和聚集。季节冻融层决定着含水层的范围、地下水的运动规模和形式，使地下水的动力特征发生周期性变化，这是形成涎流冰非常重要的因素。

2.2.6 覆盖层条件

植被、积雪等覆盖层是天然的拦水、蓄水构造物，植被层厚的地方阻碍地表径流，有利于地表水渗入，补给浅层地下水。初冬大雪覆盖，雪层厚的地方冻的晚，冻的慢。覆盖层本身起着隔热防冻的作用，不但造成各处季节冻层厚度不同，同时各处含水层厚度也不同，层位高度也有差异，当水动力特征发生变化时，往往从覆盖层薄弱处溢出，形成涎流冰。

3 涎流冰的防治

涎流冰的类型及成因多种多样，这需要在道路设计、施工前，做到详细的勘测，对涎流冰的地点、类型、规模、成因及当地的气象资料、防治经验等都要详细调查。本着预防为主，防治结合的原则。特提出以下五种涎流冰病害的防治措施。

3.1 绕避

在设计过程中，只要技术上可行，经济上合理，应尽量绕避涎流冰地带。否则，就必须对其进行防治。

3.2 尽量多填少挖，提高路基高度

在涎流冰地区路基设计时，尽量提高路基高度，防止涎流冰上路，并尽可能浅挖或不挖路基，避免切割含水层。

3.3 修建桥涵

地下水出露点距路线较近，又较集中，有明显的切割水沟槽，修建桥涵可以得到有效的治理。另外还可采用加深和清理河道等辅助措施。涵洞一般应设为箱涵，以利养护。这种方法最重要的是正确选择桥涵的位置，使之既可冬季排冰，又可在雨季泄洪，达到一举两得的功效。

3.4 地下排导

地下排导治理涎流冰是一种常用的方法，它设有渗池（集水井）、暗管（盲沟）、沉砂井、出口水井等结构。这种治理方法主要适用于山坡浅层地下水形成的涎流冰,效果比较明显，但施工工艺较为复杂，且一旦损坏不易养护。

3.5 聚冰沟与聚冰坑

这两种方法都适用于山坡较缓的涎流冰。聚冰沟的位置易远离路基，聚冰坑最好选择在涎流冰附近地势较低、土质可用做填筑路基。此外还有挡冰堤、挡冰墙、等处理涎流冰的方法。

4 结束语

对涎流冰的防治，是一项技术上比较复杂，针对性比较强的工作，在选择防治方案时，应本着因地制宜，就地取材、防治结合的原则。

参考文献

[1]王影,刘轶平.公路涎流冰形成特征、条件及分类.黑龙江交通科技,2006,(6).

[2]高思民,赵德龙,张玉晶.高寒地区公路涎流冰病害的治理.黑龙江交通科技，2001，（93）