本發明涉及鐵路沿線雪崩防護,特別涉及一種高原高寒鐵路雪崩導-攔-阻-儲防護系統。
背景技術:
1、高原地區易發雪崩,途徑的鐵路常受到雪崩的威脅。雪崩不僅會直接沖毀軌道等設施,堆積在道床上的雪層還可能導致列車脫軌,這嚴重影響到了乘客生命安全和列車正常運行,因此如何對高原鐵路進行雪崩防護十分重要。當前全球在高原鐵路雪崩防護上仍存不足,瑞士、美國、日本等國采取的常規措施效果有限,而中國的青藏、川藏等高原鐵路因地理與氣候條件特殊,面臨的環境挑戰則更為突出。
2、針對阿爾卑斯山區常發生雪崩的特點,奧地利采用防護林,并借助數字高程模型與高分辨率?rgb?正射影像結合隨機森林算法的遙感技術對雪崩的防護效果進行評估。顯然,以上措施并不適用于中國高原鐵路沿線更復雜的地形氣候、更長的線路跨度,以及難以匹配中國高原鐵路保障持續通行的運營場景。
3、針對中國高原鐵路雪崩防護場景,傳統防護方法多采用單一攔雪網或者擋雪墻,通過減少雪體直接沖擊鐵路沿線從而達到防護效果,該方法能一定程度上對低級別的雪崩進行防護,但當遭遇高強度、大范圍雪崩時,防護效果會隨雪崩能量增加而顯著弱化。且僅憑單一防護結構無法對雪崩發展全階段進行防護,致使雪體仍可能漫溢至軌道上,對列車運行安全構成威脅。
4、因此能否提出適合高原鐵路雪崩防護場景的全階段雪崩防護協同防護措施,實現高原鐵路沿線雪崩災害治理從單一結構被動阻擋到多階段多結構主動導控、攔截、阻擋與儲納的轉換升級,才是解決中國高原鐵路長線路、復雜氣候條件下雪崩防護難題的現實方案。
技術實現思路
1、本發明的目的是:針對上述背景技術中存在的不足,提供一種考慮了雪崩觸發階段、發展階段和靠近線路階段等不同階段情況的,實現高原鐵路沿線雪崩災害“導-攔-阻-儲”全流程主被動協同防控。
2、為了達到上述目的,本發明提供了一種高原高寒鐵路雪崩導-攔-阻-儲防護系統,包括導雪結構、攔雪結構、擋雪結構和儲雪排雪結構;
3、所述導雪結構包括弧形導雪墻、單側傾斜導雪墻和錨定基礎,所述弧形導雪墻、所述單側傾斜導雪墻均通過所述錨定基礎安裝于雪崩的源頭區域;所述弧形導雪墻設置有弧形面,以使垂直撞擊的雪流沿弧形面向兩側滑落,控制雪流從相鄰兩個所述弧形導雪墻之間的間隙通過;所述單側傾斜導雪墻設置在所述弧形導雪墻的下游,以承接從所述弧形導雪墻之間滑落的雪流,并將雪流導向遠離鐵路沿線的地方;
4、所述攔雪結構設置于所述導雪結構與所述擋雪結構之間,包括弧形攔雪塊,所述弧形攔雪塊在迎雪方向上設置有內凹的攔雪槽,所述攔雪槽用于將流經的雪流攔截并降低動能;
5、所述擋雪結構包括擋雪網、支撐框架和底座,所述擋雪網與所述支撐框架連接,所述支撐框架與所述底座連接,所述擋雪網用于承接雪流的主體;
6、所述儲雪排雪結構設置在山體斜坡與鐵路沿線之間,包括緊鄰山體斜坡末端開挖設置的截雪槽、回填在所述截雪槽內的黏土、鋪設在所述截雪槽內的級配礫石、以及布置在級配礫石上的截雪網,所述黏土用于截斷透水層防止雪水滲透地基,所述截雪槽底部設置有排水口。
7、進一步地,所述弧形導雪墻采用鋼筋混凝土制成,所述錨定基礎為鋼筋混凝土灌注樁。
8、進一步地,所述弧形導雪墻的弧形面設置為非對稱曲面或拋物線曲面,以符合計算流體動力學模擬出的雪崩多相流流場。
9、進一步地,所述弧形導雪墻的對應表面設置有疏水/疏冰的涂層。
10、進一步地,所述弧形攔雪塊設置多個且陣列分布,積雪填充后的所述弧形攔雪塊陣列在局部形成微地形,以降低雪流的動能和速度。
11、進一步地,所述擋雪網采用熱鍍鋅低碳鋼絲編織,所述支撐框架采用熱鍍鋅鋼管,所述底座使用熱軋鋼板固定在地面上。
12、進一步地,所述擋雪網的長度、數量以及網孔密度可選擇設置。
13、進一步地,所述截雪槽設置為梯形,所述截雪網的高度低于所述截雪槽的最高位置。
14、進一步地,所述截雪網上的積雪直接清理或加溫消融排走。
15、本發明的上述方案有如下的有益效果:
16、本發明提供的高原高寒鐵路雪崩導-攔-阻-儲防護系統,在雪崩路線上的不同位置分別設置了導雪結構、攔雪結構、擋雪結構和儲雪排雪結構,通過雪崩觸發階段的導雪結構引導初始雪流走向,減少雪體向鐵路沿線區域匯聚,再借助雪崩發展階段的攔雪結構攔截部分雪流并削弱雪流的動能,進一步減少沖入線路的雪流,利用靠近鐵路沿線的擋雪結構阻擋大部分雪體,最后依托儲雪排雪結構儲蓄部分從擋雪結構中滲漏的雪體并借助排水口及時排走已經消融的雪水,避免積雪堆積以及進入鐵路沿線。最終,實現了高原鐵路沿線雪崩災害“導-攔-阻-儲”全流程主被動協同防控;
17、本發明的其它有益效果將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。
1.一種高原高寒鐵路雪崩導-攔-阻-儲防護系統,其特征在于,包括導雪結構、攔雪結構、擋雪結構和儲雪排雪結構;
2.根據權利要求1所述的高原高寒鐵路雪崩導-攔-阻-儲防護系統,其特征在于,所述弧形導雪墻采用鋼筋混凝土制成,所述錨定基礎為鋼筋混凝土灌注樁。
3.根據權利要求1所述的高原高寒鐵路雪崩導-攔-阻-儲防護系統,其特征在于,所述弧形導雪墻的弧形面設置為非對稱曲面或拋物線曲面,以符合計算流體動力學模擬出的雪崩多相流流場。
4.根據權利要求1所述的高原高寒鐵路雪崩導-攔-阻-儲防護系統,其特征在于,所述弧形導雪墻的對應表面設置有疏水/疏冰的涂層。
5.根據權利要求1所述的高原高寒鐵路雪崩導-攔-阻-儲防護系統,其特征在于,所述弧形攔雪塊設置多個且陣列分布,積雪填充后的所述弧形攔雪塊陣列在局部形成微地形,以降低雪流的動能和速度。
6.根據權利要求1所述的高原高寒鐵路雪崩導-攔-阻-儲防護系統,其特征在于,所述擋雪網采用熱鍍鋅低碳鋼絲編織,所述支撐框架采用熱鍍鋅鋼管,所述底座使用熱軋鋼板固定在地面上。
7.根據權利要求1所述的高原高寒鐵路雪崩導-攔-阻-儲防護系統,其特征在于,所述擋雪網的長度、數量以及網孔密度可選擇設置。
8.根據權利要求1所述的高原高寒鐵路雪崩導-攔-阻-儲防護系統,其特征在于,所述截雪槽設置為梯形,所述截雪網的高度低于所述截雪槽的最高位置。
9.根據權利要求1所述的高原高寒鐵路雪崩導-攔-阻-儲防護系統,其特征在于,所述截雪網上的積雪直接清理或加溫消融排走。