高海拔寒冷山區公路涎流冰病害的防治措施

耿萬國

（中交二公局第四工程有限公司 河南洛陽 471013）

1 涎流冰概述

涎流冰就是常說的冰椎，換而言之，就是在寒冷環境下，地表水或地下水露頭，并且沿斜坡表層一直滲漏到路面，由下至上在短時間內就凝結成冰狀。涎流冰會使行車道光滑、不平，或產生冰坎、冰槽等，進而使正常的交通受到嚴重的影響。在春季時期，涎流冰會由于溫度上升，進而消融，冰變成水狀后，就會出現下滲的情況，進而出現公路翻漿、路基下沉的嚴重問題，甚至會使高寒區域公路的施工及運營安全受到極大威脅。

在高海拔寒冷山區中，常常能看到這種公路涎流冰的現象，并且其類型非常多樣化。基于涎流冰的產生位置，能將其歸類成山坡涎流冰及河谷涎流冰。

2 涎流冰的形成條件

公路涎流冰的產生需要特性的環境作為基礎。而這主要是因為特定的水文地質結構下，密閉水體會形成強大的凍結-壓力作用，進而漸漸形成地下水、負氣溫等特殊的環境及地貌。另外，凍土、季節性凍土與覆蓋層等長時間的存在，久而久之就會產生涎流冰。

2.1 特殊的水文地質構造

涎流冰的形成地點通常是地勢低洼、溝口與山麓地帶，其主要的特點是山坡涎流冰。如圖1所示，涎流冰地帶典型水文地質上部是腐殖土及碎石土層，其透水性相對較好，而中間部分則是含水層，其蓄水性能非常好，下部是巖層或凍土層，其并不具備透水性能。但是在公路修建的過程中，含水層常常會因為人為因素的存在下，這就會導致地下水產生出露的現象，或會導致含水層局部出現嚴重的擾動影響，進而使產生人為特殊地質構造-擾動三層體，而涎流冰也是在此基礎上產生的。在負溫條件下，此密閉水體會凍結，進行形成較強的凍結-壓力。假若水壓大于薄弱區域的強度閾值，薄弱范圍就會產生開裂的情況，地下水就會出現溢出的問題，并且產生涎流冰的嚴重問題。因此，公路涎流冰產生的基本條件就是此凍結-壓力作用。

圖1 涎流冰地帶典型水文地質剖面圖

2.2 水源條件

水是產生誕流冰因素中最重要的因素。而產生涎流冰的水源中主要就是淺層地下水，因此多年凍土區也就是凍結層上水，其補給的來源是大氣降水。地下水的形成，與水量的多少，是涎流冰的實際規模與產生的主要影響因素。

2.3 寒冷的氣候條件

產生涎流冰的另一主要因素就是寒冷的氣候環境。在高海拔寒冷山區，其氣候大都是典型的高原大陸型氣候，那里人們要經歷長時間的冬季，并且幾乎是沒有夏天的存在，一年中大部分時間都是寒冷氣候，并且氣候變化性非常大，在冬季時，大都是寒冷并且風雪多的天氣，在夏秋季節時，大都是暴雨或冰雹的天氣，并且夏秋季節的時間在一年中所占比重特別少[1]。在秋末時節，會出現非常多的降雨水，這就會使涎流冰能得到充足的水源補給；并且由于冬季寒冷負溫度天氣通常會持續很長的一段時間，這就極大地促進了涎流冰的產生。

2.4 地形地貌特征

地形地貌是地下水產生過程中非常關鍵的一個因素，并且時涎流冰產生的主要客觀條件。青藏高寒區域是涎流冰產生的主要區域，那里主要是馬蹄形且三面環山的地形，在簸箕形山前斜地的區域通常會形成相對較大的匯水規模，這就為大氣降水的滲入及匯合形成了良好的客觀條件，進而使誕流冰的產生具備良好的水源補給。

2.5 多年凍土層和季節凍融層

多年凍土層厚度布局的主要控制因素就是土層所處區域的實際海拔高度，在高海拔寒冷區域，其海拔的均值＞4000m。由于多年凍土層并不具備透水性，因此，其是一種天然的隔水底板，在夏天時，可以產生凍結層上水，并且在融化層進行存儲，在冬天時，由于表層土壤出現凍結現象，就會產生承壓水盆地或的現象，如此，地下水就會從高水壓處流往低水區域，這樣就能很好地聚集并且產生地下水。而含水層實際范疇的決定性因素主要是季節凍融層，并且其還在很大程度上影響著地下水的實際運動形式及面積，進而導致地下水呈現出不穩定的動力特性，最終產生涎流冰，可見其對涎流冰的影響程度是非常大的。

2.6 覆蓋層條件

植被、積雪等均具備良好的攔水及蓄水的功能，因此這一類的覆蓋層就是一種良好的攔水、蓄水設施，植被層厚的區域就會對地表徑流產生極大的阻礙影響，這就能使地表水滲入的能力得到強化，使淺層地下水得到有效的補給。

3 涎流冰的防治

涎流冰非常多樣化，而導致其產生的實際原因也是非常多元化的，在設計道路，并且實際開始建設前，應該深入調查涎流冰的區域、種類、面積及具體產生的原因所在，多方面進行綜合分析，制定切實有效的預防措施，并且采取防治結合主要手段，因此，文章制定下面這幾種涎流冰病害的治理及防范手段。

3.1 繞避

在實際設計時，假若具備較強的技術可行性，并且經濟層面上同樣不存在任何不當之處，就一定要規避涎流冰區域。不然，就一定要制定切實有效的措施防治涎流冰，如此，公路的安全性才能得到保障。

3.2 盡量多填少挖，提高路基高度

在實際設計涎流冰地區路基時，一定要將路基高度抬升，這樣就能避免涎流冰上路，還要進行路基的淺挖或不挖施工，如此便能有效防止含水層的切割現象。此方式的運用條件時河谷誕流冰及涎流冰面積相對較小的區域，如此，便能有效避免涎流冰，這種方式不斷非常簡單，具備較高的可行性，其經濟性也是非常好的[2]。因此，通常來說，路基高度應該超出涎流冰最高時頂面高度0.5m，此外，應該選擇碎礫石作為基本的筑路材料，這是因為這種材料具備非常好的透水性，如此便能有效避免出現地下水上升的現象，避免路基被浸濕。

3.3 修建橋涵與地下排導

地下水出露點和路線之間的距離相對較小，而且具備集中分布的特點，其切割水溝槽非常顯著。橋涵的修建能獲得很好的防治效果。橋涵孔徑不但應該依照最大洪水量來完成設計，還應該基于歷年最高涎流冰水位，來展開核算，還應該分析雍冰可能會形成的高度，通常來說，尺寸應該稍微增加。此外，應該運用加深及清理河道等方式。涵洞通常來說，設置圓管涵存在很大的困難，但是設置成箱涵相對來說要容易一些，并且養護相對方便一些。而此方式中，橋涵的定位尤為重要，不但要使橋涵在冬天寒冷時能進行排冰工作，還要在雨季時能達到泄洪的目標，進而同時實現這兩個目標。

在涎流冰的防治措施中，地下排導的使用頻率相對較高，并且已經設置了滲池（集水井）、暗管（盲溝），沉砂井、出13水井等結構。

3.4 聚冰溝與聚冰坑

聚冰溝與聚冰坑的使用條件均是山坡相對較緩，若想使溝、坑中的積冰能有效排出，節約溝（坑）的面積一般和橋涵一起運用。此外還出現有擋冰堤、擋冰墻，檔冰柵欄、超挖掘邊坡、拓展邊溝以及對應的截水溝渠規格等處置涎流冰的形式。

4 結束語

綜上所述，涎流冰的治理與防護是一種技術層面相對較為繁瑣，針對性質相對較強的作業，在選取治理形式時，要求本著因地制宜，就地選材、防范與治理相切合的作業準則開展。不但可讓所采用的防治形式得到顯著的收益，具備對應的經濟效益，還可有效地避免其發生的概率。

[1]張浩.公路涎流冰形成機理與防治技術研究[D].西安：長安大學，2016.

[2]楊鵬.公路涎流冰病害成因及主要影響因素分析[D].西安：長安大學，2015.