高速公路排水細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)分析

嚴(yán)華

（河北省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院，河北 石家莊 050011）

一、河北省高速公路工程特點(diǎn)

公路排水系統(tǒng)是由攔截、匯集、輸送、排放公路用地范圍內(nèi)地表水和地下水的設(shè)施組成的系統(tǒng)，通常在設(shè)計(jì)中遵循“截、引、排”的排水原則，采用攔水帶、急流槽、邊溝、截水溝、排水溝、集水溝、集水井、盲溝、排水墊層、蒸發(fā)池、滲井等各類(lèi)排水結(jié)構(gòu)物來(lái)組成排水系統(tǒng)。

河北省雨水較為集中，基本在7月份至9月份，總體降水量不大，但有時(shí)也會(huì)遭受較強(qiáng)的暴雨襲擊。一般可供高速公路排放雨水的排瀝溝渠極少，高速公路缺乏排水口，排水多采用集中排水方式，把路基范圍內(nèi)的雨水排至邊溝，并利用其蒸發(fā)、滲透功能排水，特殊情況下輔以泵站、蒸發(fā)池、滲井等設(shè)施加強(qiáng)排水設(shè)計(jì)。

二、高速公路排水設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮的細(xì)節(jié)問(wèn)題及解決方案

（一）排水設(shè)施的水文、水力計(jì)算

設(shè)計(jì)徑流量的水文計(jì)算及排水溝、管、泄水口、滲溝、滲井等排水設(shè)施的水力計(jì)算均可根據(jù)《公路排水設(shè)計(jì)規(guī)范》的相關(guān)公式計(jì)算。但平原區(qū)高速公路項(xiàng)目的邊溝大多不適合采用《規(guī)范》的計(jì)算方法確定其尺寸，這是由于河北省的高速公路項(xiàng)目大多并無(wú)出水口，而《規(guī)范》的水力計(jì)算方法是基于“水能夠排走”的情況，計(jì)算并確定邊溝的尺寸。因此，河北省的平原區(qū)項(xiàng)目往往是在“水無(wú)法排走”的情況下，采用蒸發(fā)池的蒸發(fā)、滲透理論計(jì)算，并結(jié)合區(qū)域內(nèi)類(lèi)似項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)確定邊溝尺寸。在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)分段調(diào)查項(xiàng)目區(qū)域內(nèi)的地形、水文地質(zhì)，根據(jù)有無(wú)出水口、是否有條件增設(shè)出水口等情況，分別采取與之相適應(yīng)的方法設(shè)計(jì)邊溝，從而打破“全線邊溝同一個(gè)尺寸”的設(shè)計(jì)思路。由于各地水文地質(zhì)條件的差異，蒸發(fā)池的計(jì)算方法也不一致。

（二）服務(wù)區(qū)貫通車(chē)道與主線間的區(qū)域排水設(shè)計(jì)

服務(wù)區(qū)貫通車(chē)道與主線間的區(qū)域較窄，但該區(qū)域承擔(dān)了主線半幅路面、邊坡及區(qū)域自身的徑流量，因此該區(qū)域排水設(shè)計(jì)也不容忽視。可根據(jù)水文、水力計(jì)算結(jié)果，調(diào)整區(qū)域排水溝底縱坡，并按匯水量大小、地形等實(shí)際情況，在交匯處根據(jù)需要設(shè)置2處至4處排水涵洞，排除該區(qū)域匯水。有時(shí)，還需在場(chǎng)區(qū)外增設(shè)蒸發(fā)池、滲井等配套設(shè)施，排除區(qū)域積水。

（三）互通匝道間或匝道與主線間的路基交匯區(qū)域排水設(shè)計(jì)

交匯處的排水情況應(yīng)分為兩種情況設(shè)計(jì)，一是自然排水狀態(tài)。該狀態(tài)下，為防止邊坡長(zhǎng)期沖刷，可設(shè)置硬化碟形溝，把區(qū)域積水排至高速公路邊溝中，如圖1所示。

圖1 互通區(qū)路基交匯區(qū)域排水方案（一）

另一種是與自然排水反向狀態(tài)，可根據(jù)區(qū)域段落長(zhǎng)度，設(shè)置反向坡及碟形溝并在交匯的低點(diǎn)位置設(shè)置集水井和排水管等排水結(jié)構(gòu)物的方法排除區(qū)域積水，如圖2所示。

圖2 互通區(qū)路基交匯區(qū)域排水方案（二）

（四）分離式路基交匯區(qū)域排水設(shè)計(jì)

分離式路基交匯區(qū)域一般相對(duì)較寬，可在分離式路基中央設(shè)置中間排水溝排除積水。但當(dāng)路線經(jīng)過(guò)區(qū)域范圍不允許設(shè)置排水結(jié)構(gòu)物時(shí)，則應(yīng)采取其他配套排水方案。例如下穿鐵路路基時(shí)，中間排水溝在進(jìn)入鐵路段區(qū)域前應(yīng)截止并設(shè)置溝底反向縱坡，采取把積水排至排水涵洞等相應(yīng)的排水結(jié)構(gòu)物來(lái)排除積水。

（五）超高側(cè)排水設(shè)計(jì)

目前河北省高速公路的超高段排水方式基本根據(jù)車(chē)道數(shù)確定，即雙向四車(chē)道項(xiàng)目采用在中央分隔帶設(shè)計(jì)排水槽的方案，路面水流經(jīng)內(nèi)側(cè)路面排除；車(chē)道數(shù)超過(guò)四車(chē)道的，采用地下排水系統(tǒng)單側(cè)排除。

對(duì)于采用地下排水系統(tǒng)的方案，超高段集水井的設(shè)置需注意兩個(gè)方面，一是集水井的間距，二是集水井的位置。《公路排水設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定集水井的間距宜為20m～50m，且路線縱坡小于0.3%的路段，可增加集水井?dāng)?shù)量。由于各地區(qū)的降雨強(qiáng)度各異，其間距可根據(jù)水文計(jì)算和水力計(jì)算確定，也可根據(jù)項(xiàng)目區(qū)域的成功經(jīng)驗(yàn)做法設(shè)置；集水井的位置則應(yīng)在項(xiàng)目實(shí)施時(shí)，根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)調(diào)整間距。

對(duì)于超高側(cè)路面層間滲水，可在集水溝與面層交匯處設(shè)置無(wú)砂混凝土或者碎石盲溝排除，如圖3所示。

圖3 超高段路面層間排水設(shè)計(jì)圖

（六）下挖通道被交路的排水設(shè)計(jì)

被交路下挖通道的常規(guī)設(shè)計(jì)方法是根據(jù)下挖深度采用加大加深邊溝、增設(shè)蒸發(fā)池或者增設(shè)滲井的方式排水，如圖4所示。

圖4 下挖通道蒸發(fā)池設(shè)計(jì)方案

當(dāng)下挖較深時(shí)，應(yīng)在被交路一側(cè)或兩側(cè)設(shè)置人行道，滿足人行即可，無(wú)需下挖被交路；另一部分為降低路基高度，適當(dāng)下挖，并滿足車(chē)輛通行的凈高要求，從而實(shí)現(xiàn)人車(chē)分流通行，如圖5所示。

圖5 下挖通道人車(chē)分流設(shè)計(jì)方案

（七）應(yīng)結(jié)合地下水位設(shè)計(jì)排水

對(duì)于地下水位較低且無(wú)出水口的路段，可采用大邊溝方案，利用其蒸發(fā)、滲透的排水方式排出路段積水。而對(duì)于地下水位較高，且路基高度受限的路段，則應(yīng)采用路段區(qū)域封水和降低地下水位相結(jié)合的方式設(shè)計(jì)排水方案。

（八）路基排水涵洞密度應(yīng)適中

高速公路排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)，除了應(yīng)考慮高速公路路界范圍內(nèi)自身的排水外，還應(yīng)考慮項(xiàng)目對(duì)區(qū)域內(nèi)原有排灌系統(tǒng)的影響，例如部分高速公路項(xiàng)目造成的“水淹地”和“水沖地”現(xiàn)象。當(dāng)出現(xiàn)高速公路阻攔地表水由一側(cè)流向另一側(cè)時(shí)，高速公路無(wú)異于一道阻水堤壩，地勢(shì)較高的一側(cè)積水形成了“水淹地”，對(duì)于該類(lèi)路段則應(yīng)增設(shè)引排溝并適當(dāng)加密路基排水涵洞釋放積水；當(dāng)高速公路與低洼路段交叉時(shí)，可在地勢(shì)低的一側(cè)增設(shè)導(dǎo)流溝，把水引至自然排水區(qū)域或蒸發(fā)池等排水結(jié)構(gòu)物。

（九）路緣帶標(biāo)線開(kāi)口設(shè)計(jì)

高速公路路面水通過(guò)橫坡橫向排出時(shí)，通常會(huì)受到路緣帶標(biāo)線的阻礙，減緩水流速度，造成行車(chē)道表面留存薄層積水，成為雨后行車(chē)的一大安全隱患。為降低該安全隱患，路緣帶標(biāo)線可以每隔15m左右設(shè)置一道長(zhǎng)15cm的開(kāi)口，釋放路表薄層積水，確保行車(chē)安全。

三、結(jié)語(yǔ)

高速公路排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)不僅關(guān)系到高速公路的路基穩(wěn)定性，還事關(guān)廣大人民群眾的生命、財(cái)產(chǎn)安全問(wèn)題。作為高速公路從業(yè)者，應(yīng)當(dāng)及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決高速公路建設(shè)期及運(yùn)營(yíng)期出現(xiàn)的各類(lèi)排水問(wèn)題，不斷總結(jié)和完善高速公路排水設(shè)計(jì)，為群眾設(shè)計(jì)出安全可靠的高速公路。