淺談地下排水設備

申洋

(哈爾濱市公路工程質量監督站)

路基及邊坡土體中的上層滯水，或埋藏很淺的潛水稱為地下水，當地下水影響路基路面強度或邊坡穩定時，應設置暗溝(管)、滲溝和檢查井等地下排水設施。

常用的路基地下排水設備有:盲溝、滲溝、滲水隧洞和滲井等，其特點是排水量不大，主要是以滲流方式匯集水流，并就近排出路基范圍以外。對于流量較大的地下水，應設置專用地下管道予以排除。

由于地下排水設備埋置地面以下，不易維修，在路基建成后又難以查明失效情況，因此要求地下排水設備牢固有效。

1 暗溝

相對于地面排水的明溝而言，暗溝又稱盲溝，具有隱蔽工程的含義。從盲溝的構造特點出發，由于溝內分層填以大小不同的顆粒材料，利用滲水材料透水性將地下水匯集于溝內，并沿溝排泄至指定地點，此種構造相對于管道流水而言，習慣上稱之為盲溝，在水力特性上屬于紊流。

一側邊溝下面所設的盲溝，用以攔截流向路基的層間水，防止路基邊坡滑坍和毛細水上升危及路基的強度和穩定性。

路基兩側邊溝下面均設盲溝，用以降低地下水位，防止毛細水上升至路基工作區范圍內，形成水分積聚而造成凍脹和翻漿，或土基過濕而降低強度等。

設在路基挖方與填方交界處的橫向盲溝，用以攔截和排除路重下面層間水或小股泉水，保持路堤填土不受水害。

以上所述的盲溝，溝槽內全部填滿顆粒材料，可以理解為簡易盲溝，其構造比較簡單，橫斷面成矩形，亦可做成上寬下窄的梯形，溝壁傾斜度約1∶0.2，底寬b與深度h大致為1∶3，深約1.0～1.5m，底寬約0.3～0.5m。盲溝的底部中間填以粒徑較大(3～5cm)的碎石，其空隙較大，水可在空隙中流動。粗粒碎石兩側和上部，按一定比例分層(層厚約10cm)填以較細粒徑的粒料，逐層粒徑比例大致按6倍遞減。盲溝頂部和底面，一般設有厚30cm以上的不透水層，或頂部設有雙層反鋪草皮。

簡易盲溝的排水能力較小，不宜過長，溝底具有1%～2%的縱坡，出水口底面高程應高出溝外最高水位20cm，以防水流倒滲。

寒冷地區的暗溝，應做防凍保溫處理或將暗溝設在凍結深度以下。

2 滲溝

采用滲透方式將地下水匯集于溝內，并通過溝底通道將水排至指定地點，此種地下排水設備統稱為滲溝，它的作用是降低地下水位或攔截地下水，其水力特性是紊流，但在構造上與上述簡易盲溝有所不同。

滲溝有三種結構形式。

盲溝式滲溝與上述簡易盲溝相似，但構造更為完善，當地下水流量較大，要求埋置更深時，可在溝底設洞或管，前者稱為滲洞，后者稱為滲水隧洞。

滲溝的位置與作用，視地下排水的需要而定，簡易盲溝相仿，但溝的尺寸更大，埋置更深，而且要進行水力計算確定尺寸。公路路基中，淺埋的滲溝約在2～3m以內，深埋時可達6m以上。

滲溝底部設洞或管，底部結構相當于頂部可以滲水的涵洞。洞式滲溝結構圖例之一，其洞寬b約20cm，高約20～30cm;蓋板用條石或混凝土預制板;板長約為2b，板厚P≥15cm，并預留滲水孔，以便滲入溝內的水匯集于洞內排出。洞身要求埋入不透水層內，如果地基軟弱還應鋪設砂石基礎;洞身埋在透水層中時，必要時在兩側和底部加設隔水層，以達到排水的目的。洞底設置不小于0.5%的縱坡，使集水通暢排出。

當排除地下水的流量更大，或排水距離較長，可考慮采用管式滲溝。滲溝底部埋設的管道，一般為陶土或混凝土的預制管，管壁上半部留有滲水孔，滲水孔交錯排列，設于邊溝下的管或滲溝。管的內徑D由水力計算而定，一般約0.4～0.6m，管底設基座。對于冰凍地區，為防止凍結阻塞，除管道埋在冰凍線以下外，必要時采取保溫措施，管徑亦宜較大一些。

3 滲井

滲井屬于立式地下排水設備，當地下存在多層含水層，其中影響路基的上部含水層較薄，排水量不大，且平式滲溝難以布置;采用立式(豎向)排水，設置滲井，穿過不透水層，將路基范圍內的上層地下水，引入更深的含水層中去，以降低上層的地下水位或全部予以排除。

滲井的平面布置，以及孔徑與滲水量，按水力計算而定，一般為直徑1.0～1.5m的圓柱形。亦可是邊長為1.0～1.5m的方形。井深視地層構造情況而定，井內由中心向四周按層次，分別填入由粗而細的砂石材料，粗料滲水，細料反濾。填充料要求篩分沖洗，施工時需用鐵皮套筒分隔填入不同粒徑的材料，要求層次分明，不得粗細材料混雜，以保證滲井達到預期排水效果。

鑒于滲井施工不易，單位滲水面積的造價高于滲溝，一般盡量少用。有時，因土基含水率較大，嚴重影響路基、路面的強度，其他地下排水設備不易布置，其他技術措施如隔離層的造價較高，此時滲井可作為方式之一，設計時應進行分析比較，有條件地選用。