淺談路基的綜合排水

潘 峰,徐洪雙

(1.黑龍江省公路工程監(jiān)理咨詢公司;2.黑龍江省龍建路橋第四工程有限公司)

水是影響公路質量和使用品質的一大要素,設計完善的排水系統是十分重要的。路面排水設計應根據公路等級、降水量、地形、地貌、地質及水文地質條件等因素,結合路基排水、橋涵結構物排水、地下排水系統的設計,合理地布置路面排水設施,使排水系統有機地構成一個完整、暢通的排水體系,確保路基、路面穩(wěn)定和行車安全。

公路排水設計包括路界地表排水、路面內部排水、地下排水和公路構造物及下穿道路排水等;路界地表排水包括路面表面排水、中央分隔帶排水和坡面排水。坡面排水顧名思義是排除邊坡上的降水,并匯同路面水迅速、快捷地排出路界以外。坡面排水設施按其功能可分為邊溝、排水溝、截水溝、邊坡平臺截水溝及邊坡急流槽等,按斷面形狀可分為三角形、矩形、梯形、U形、碟形等。

在設計的路基排水設計中,由于自然情況、路線布置等情況往往比較復雜,對于某些路段需要進行路基排水的綜合設計,以提高排水效率,發(fā)揮各類排水實施的優(yōu)點,降低工程造價。

1 綜合排水設計的主要原則

(1)流向路基的地面水和地下水,需要在路基范國以外的地點設置截水溝、排水溝或滲溝等進行攔截,并引至指定的地點;路基范圍內的水源,分別采用邊溝、滲溝滲井及排水溝予以排除。路基排水需要橫跨路基時,盡量利用擬設的橋涵,必要時設置涵洞、倒虹吸或渡槽。水流落差較大時,應設置跌水或急流槽。

(2)對于明顯的天然溝槽,一般宜依溝設涵,不必勉強改溝與合并。對于溝槽不明顯的漫流,應在上游設置柬流設施,加以調節(jié).匯集成溝,導流排除。對于較大水流,注意因勢利導,不可以輕易改變流向,必要時配以防護工程.進行分流或束流。

(3)為提高截流效果,減少工程量,地面溝渠宜大體沿等高線布置,使溝槊垂直于水流方向,力求短捷,水流通暢。溝渠彎道處應以圓曲線相連,減少水流的沖擊力。

(4)各排水溝渠地基應穩(wěn)固,不得滲漏或滯留,并有適當的縱坡。溝槽的基底與淘底及構壁,必要時應予以加固,不得溢水滲水,防止損害路基,引起水土流失。

(5)路基排水綜合設計,必須做好事先調查研究工作,查明水源和有關現狀,測繪現場圖紙,進行必要的水力水文計算,做出總體規(guī)劃,提出總體布置方案,逐段逐項進行細部設計計算,并進行效益分析與經濟核算。

2 路基排水

路基排水設計的目的,就是將影響路基強度及穩(wěn)定性的地下水及地面水及時排出公路范圍之外,路基排水設施主要由排水墊層、邊溝、排水溝、截水溝、急流槽、盲溝、滲溝、涵洞等組成,并與原有溝渠、河流等相連。設計應遵循塘路分家、田路分家的原則,使高等級公路排水系統自成體系。

路基地面排水主要是通過全線貫通的邊溝來進行的,一般采用 60cm×60cm的矩形邊溝,以 30cm厚的 7.5#漿砌片石砌筑,邊溝縱坡一般不小于 0.3%,坡長不大于 300m,邊溝水均應引離路基,排入原有水系中的河流、排水渠及取土坑內,但不排入魚塘內。當邊溝與涵洞、通道發(fā)生交叉時,一般將邊溝水直接排入涵洞,或在灌溉涵、通道處讓路基邊溝向兩側排走或設邊溝倒虹吸涵通過。在挖方地段,一般還應設置 40cm×40cm的矩形平臺截水溝,并在坡頂外側設60cm×60cm的矩形或梯形地面截水溝,截水溝以 25cm厚的 7.5#漿砌片石砌筑。截水溝用以攔截和排除流向路基的地表徑流,防止沖刷和侵蝕挖方邊坡,還可減輕邊溝的排水負擔。地下水帶來的危害往往很大,地下水會使得路基泡軟、坍塌,并嚴重影響路面結構的安全,在平原微丘區(qū)修建高等級公路須重視地下排水設計。

(1)軟基處理段。高等級公路沿線往往會遇到淤泥質軟土層,地下水含量較大,為保證軟土段路基的穩(wěn)定,迅速排除地下水至關重要。為此,設計往往會根據實際情況采取塑料排水板+砂墊層+超載預壓的深層、粉噴攪拌樁、換填砂礫等措施,值得注意的是為確保軟土路段地下水迅速由砂墊層排入邊溝,需在砂墊層與排水溝相接的斜面上做 15cm厚的級配碎石(粒徑 2～4cm)反濾層,且泄水孔出口應高于邊溝底 30cm左右。

(2)低矮路堤。高等級公路也會有很多路段處于水稻田的低矮路堤(路基邊緣設計標高與原地面標高之差小于1.5m),為及時排除地下水,確保路基不處于過濕狀態(tài),設計會采取排水溝加深的措施,以便降低路基中地下水位,實際使用效果良好,但應注意排水溝出水口不應低于常水位標高或利用的排水溝渠的底面標高。

(3)挖方路段。高等級公路如處于丘陵區(qū),路基基本設計成路塹形式,對于水稻田地段的土質挖方段,尤其是邊溝長、溝底坡度緩的地段,采用滲溝隔斷地下水向路基滲流的路徑;對于石方挖方段,可結合取土,盡量使路兩側邊溝挖深、加寬,以利截流地下水和降低路基中地下水位。無論采用何種形式邊溝,都應注意控制最小縱坡及最大溝深,以保證邊溝出水口不低于常水位標高或被利用的排水溝渠的底面標高。

(4)填挖交接段。對于路塹和路堤交接處,如路塹地下水位較高,為防止路塹下含水層中的水沿路基縱向流入路堤,使路堤濕化、坍塌,設計會增設橫向滲溝措施,攔截縱向水流。

3 結 語

目前我國高速公路建設發(fā)展很快,由于現場地形復雜,關于排水專項設計很難面面俱到,針對性不強,每條高速公路的排水設計還要結合現場地形地貌,需要進一步優(yōu)化設計,但每條公路排水方案都離不開“攔”、“匯”、“導”三字經。只有在現場上狠下工夫,在施工中不斷優(yōu)化設計才能解決好排水問題。

[1]公路排水設計規(guī)范(JTJ018297).

[2]鄧學均.路面設計原理與方法[M].北京:人民交通出版社,2001.17-18.

[3]黃曉明.瀝青路面設計[M].北京:人民交通出版社,2004.28-29.