摘 要:路基病害嚴重影響了道路質量及其使用壽命,其中水是造成路基病害的一個重要因素。水的作用可以影響到路基的強度以及穩定性,因此在路基施工中必須做好路基排水工程,建立起一個良好的排水系統,以保護路基、減少路基病害。本文介紹了主要路基排水設施的施工技術,并提出了一些質量控制措施。
關鍵詞:公路;路基排水;施工技術;質量控制
1 路基排水設施概述
路基的強度與穩定性在很大程度上會受到水的影響,水對路基的危害主要表現為通過沖刷和滲透降低路基的穩定性,甚至引起膨脹、凍脹、翻漿邊坡滑坍、山坡滑坡等現象。而路基排水設施指的是一系列的匯集、攔截、引排地表水以及地下水的設施,其目的在于確保路基始終處于干燥的環境下,減少和控制水對路基的侵蝕和危害,進而維持路基的強度和穩定性。
具體說來,路基排水設施可以分為路基地面排水設施以及路基地下排水設施兩大類。地下排水設施主要有明溝與排水槽、暗溝、滲井和滲溝等。地面排水設施主要有邊溝、截水溝、排水溝、跌水與急流槽等,在施工中應該綜合考慮各種可能進入路基的水流,附近的排水工程等,以確定排水設施的排水能力。
2 路基地面排水設施施工技術
2.1 邊溝
邊溝也就是在路基兩邊設置的水溝,挖方地段和填土高度小于邊溝深度的填方地段均應設置邊溝。邊溝一般設置在路塹的路肩外側后者路基的坡腳外側,其目的在于匯集和排除路面、路肩以及挖方邊坡上流水,防止積水滲入路基,因此邊溝地基應堅密壓實。邊溝斷面形式及尺寸應根據地形地質條件、邊坡高度及匯水面積等確定。邊溝的縱坡(出水口附近除外)一般與路線縱坡一致,并不宜小于0.3%。困難情況下,可減小至0.1%。為了充分發揮邊溝的作用,減少邊溝內的積水,一般在隔300~500m處應該設排水涵,將邊溝內的水引出。
2.2 截水溝
截水溝設置在挖方路基邊坡坡頂部,其目的在于攔截山坡上方流向路基的地面水,以確保路基不受流水沖刷。針對一般土質,截水溝的邊緣和挖方路基坡頂之間的距離應該不小于5米,以維持邊坡的穩定性。如果截水溝的長度大于500米,應改在合適的地點設出水口,將水引至自然溝中或橋涵進水口。截水溝的出水口必須牢固,在多雨地區還可以根據需要設置排水溝、跌水或急流槽。此外,還應該注意截水溝的出水口和其他排水設施之間的銜接應該順暢。
2.3 排水溝
排水溝指的是將邊溝、截水溝和路基附近匯集的水引向路基以外的水溝。排水溝的橫斷面一般采用梯形,尺寸大小應經過水力水文計算選定。排水溝的設置和路堤坡腳的距離應該不小于2m。排水溝的線形要求平順,盡可能采用直線形,轉彎處宜做成弧線,其半徑不宜小于10m,排水溝長度根據實際需要而定,通常不宜超過500m2,其目的是將水流從路基排至路基范圍以外的低洼處。為了防止水的沖刷和滲漏,截水溝應進行加固防護和防滲處理。
2.4 跌水與急流槽
跌水與急流槽是路基地面排水溝渠的特殊形式。跌水是階梯形的排水設施,每級高度不小于0.2m,不大于2.0m,水流以瀑布的形式通過,利用臺階跌水消能。跌水用于陡坡地段,溝底總坡度可以達到45度。急流槽適用于坡度更陡的地帶,是具有很陡縱坡的水槽。急流槽包括進口、主槽和出口三個部分,用片石、混凝土建造,其作用與跌水相同,他們的共同特點是水流不離槽底。
3 地下排水設施施工技術
3.1 明溝與排水槽
明溝與排水槽主要用來攔截、引排埋藏深度在2m以內的地下水,同時也可以起到排除地表水的作用。明溝與排水槽壁都是通過設置泄水孔以排除地下水,同時,為了避免泄水孔的淤塞,需要在溝壁上設置反濾層。
3.2 暗溝
暗溝主要用來引導地下水流,將泉水和地下集中水流排除出路基范圍以外,但是沒有滲水和匯水作用。為了便于檢查滲溝的情況并便于定期清理、防止堵塞,一般每隔30m,或在滲水暗溝方向的轉折點及縱斷面變坡處應修筑檢查井。暗溝造價相對比明溝要高,而且一旦出現淤塞很難疏通,因此需要綜合比較分析明溝和暗溝優勢和劣勢較,擇優選用。
3.3 滲溝
滲溝一般適用于地下水含量較大、面積分布較廣的路段,用來降低地下水位或攔截地下水。滲溝利用填充材料的透水性通過分層填充不同粒徑的顆粒材料,采用滲透方式把路基附近的泉水和滲溝匯積的水流排到路基范圍以外。滲溝可以分為填石滲溝、管式滲溝以及洞式滲溝三種形式。在滲溝施工中,應該最大限度的和地下水流向保持垂直,此外滲溝的施工和暗溝一樣,一般采取由下游向上游施工的方式,隨挖隨撐隨填。
3.4 滲井
滲井一般用于地下水埋藏較深或有固定含水層的地質環境中,可以用來降低地下水位或攔截地下水。滲井在施工中需要依據土質情況采用合理的支撐形式,一般采取應隨挖隨支撐、及時回填的施工方式。但是滲井的施工比較困難,而且單位滲水面積造價高于滲溝,因此使用較少。
4 路基排水工程施工注意事項
第一,在路基施工開始之前,應該進一步檢查并確保道路路基的排水系統的設計科學合理。首先,路基排水系統的設計應該綜合考慮防、排、疏三項功能,以減輕和防止水對于路基的侵害。其次,路基排水系統并不是孤立的,還應該和路基施工中的路基防護、地基處理以及特殊路基等施工等工程有機的結合起來,以切實發揮其保護路基堅定性和穩定性的作用。此外,路基排水系統還應該注意和農田水利相結合,也就是要做到因地制宜,全面合理的規劃路基排水系統。
第二,在路基施工時應該注意以下幾個方面,首先,施工的過程中應防止造成周圍山坡的水土流失,此外排水設施盡量要科學合理,盡量不要破壞天然水系。其次,選擇有利的地址條件進行施工,有利于減少排水設施的防護加固工程的工作量。但是對于疏松土質、縱坡較陡等不利的地質條件下的排水溝渠,以及一些重點路段的重要排水設施,必須嚴格按照工程要求進行進行防護和加固。此外,在施工中還應該注意確保各施工層表面不應有積水;挖方施工中先做好路塹頂截水溝等排水系統,然后再開挖;路基各層頂面的縱、橫坡,應根據路塹橫斷面形狀、路線縱坡大小、路塹施工斷面長度和施工方法等因素確定,確保在施工中能及時使雨水排走。總之路基排水施工既要結合當地水地質條件,又要確保設施穩固適用。
第三,如果施工地區位于多雨地區或者在雨季進行,可以根據需要在施工現場設置臨時性的排水措施,以保證施工工程的順利開展。但是應該注意盡量將臨時排水設施和永久排水設施相結合,避免造成資源的浪費。其次,如果在雨季施工或者施工因故停止時,需要及時采取措施修正施工層表面,減少受到雨水的沖擊。如果在施工中挖方或者邊坡內出現地下水滲流,可以采取設置排水溝、集水井、滲溝等設施降低地下水位或將地下水排走。
5 結束語
綜上所述,路基排水施工要將地面排水和地下排水有機結合起來,合理利用地質條件和附近的排水工程,統籌規劃臨時排水設施和永久排水設施,根據施工要求科學施工,通過建設完善的路基排水系統以維護路基的強度和邊坡的穩定性。因此在路基施工中需要嚴格控制路基排水設施的施工質量,建設完善的排水設施。
參考文獻
[1]石偉.淺談公路路基工程施工技術問題[J].科技創新與應用,2012(27).
[2]段寶紅.對公路路基施工相關技術和方法的探討[J].黑龍江交通科技,2011(2).
[3]廉香蘭.淺談公路路基排水設計[J].科技創新導報,2012(34).
作者簡介:唐繼華(1984,10-),男,四川大家工程項目管理有限公司,助理工程師。