路塹段滲水路基的整治措施

張中華

摘 要：儒樂湖大街下穿地道敞口段路塹地段施工過程中出現路基滲水現象，嚴重影響路基的安全與穩定，對行車安全構成了威脅。本文通過對此段路基滲水現象的分析，并采取工程措施進行了整治，為今后整治路基滲水病害提供了有效參考和借鑒。

關鍵詞：路塹地段;基巖裂隙水;U型槽;碎石滲溝

1 概況

儒樂湖大街位于南昌市儒樂湖新城北部，是一條東西向的城市主干道，規劃紅線寬度42 m，雙向6車道，設計速度50 km/h。線路在樁號K0+287.708～K0+407.858處下穿昌北鐵路貨場，長120.15 m，箱涵主體結構由中鐵上海設計院集團有限公司南昌院設計，現狀已經施工完成。我院負責設計兩端接線工程及全線的道路工程，2018年12月完成施工圖設計，目前處于施工階段，兩側擋墻已經施工完成，路基鋪設至路床標高。

根據詳勘報告，勘察期間未揭示上層滯水與基巖裂隙水，故施工圖設計時考慮到地下水埋深深度較大，故對箱涵兩端敞口段未按U型槽考慮，按常規路基處理。機動車道、非機動車道采用不同的縱坡，存在高差，在機、非高差處設置擋土墻。

在后續箱涵東側路塹段開挖施工期間，發現兩側有基巖裂隙水滲出，低洼處長期積水，施工期間觀測積水水位標高在常25.2 m，預計水位變化幅度約為0.5 m～1.0 m。經過各參建單位現場確認，水源為地下水滲流后匯積形成。

2 病害情況分析

根據勘察單位現場確認，判斷該處積水原因為基巖裂隙水局部發育，該處敞口段路面設計標高為區域低點，兩側山體的基巖裂隙水往低洼處匯積，形成積水。勘察單位判斷勘察期間該處基巖裂隙水水位在25.0 m～25.5 m范圍內浮動，一般情況下水位季節變化幅度在1.0 m范圍內，在長期暴雨等極端情況下預計水位最大上升幅度可達2 m。

基巖裂隙水，是指埋藏在第四紀以前的堅硬、半堅硬巖石中的地下水。巖石中的各種孔隙，如裂隙、溶隙、孔隙是水在巖石中賴以賦存的基礎。

基巖裂隙水的埋藏、分布和運動規律都有它的獨特性，其主要特點如下：

（1）基巖裂隙水的埋藏和分布非常不均勻，含水層不規則，完全受各種裂隙發育帶產狀的控制。

（2）基巖裂隙含水層的形態是多種多樣的，基巖裂隙的大小、形狀受地質構造條件和地貌條件的控制。這也說明基巖裂隙水的埋藏、分布情況復雜。

（3）基巖斷裂帶脈狀含水層埋深大，但地下水的儲量往往不大。

（4）地質構造作用對基巖裂隙水的控制作用明顯。巖石中各種裂隙的形成和分布，絕大多數都與地質構造作用有關。在基巖富水帶的形成過程中，地質構造因素起主導作用。

（5）基巖裂隙水的動力性質有其特殊性。埋藏在同一基巖中的地下水，不一定都具有統一的地下水面，有時呈無壓水和承壓水交替出現。水的運動狀態也比較復雜，有層流也有紊流。在地下溶洞里還有管道流和明渠流等非滲流運動形式。這是由巖石裂隙和溶洞的特殊形態所決定的。

根據勘察報告，本工程范圍內的基巖裂隙水主要賦存在風化裂隙相對破碎的千枚巖中，該含水層富水性不均一，影響因素主要有風化網狀裂隙與構造節理控制的發育程度，裂隙（節理）多呈閉合狀，一般富水性較差，其含水量與裂隙的發育程度密切相關。

根據道路設計標高，該段樁號范圍內的路床頂面位于③-1全風化千枚巖中，該層土水泡易軟化，作為路基持力層時應及時澆筑墊層，避免被水浸泡。

該段道路最低點樁號為K0+480，標高為25.854 m，現場地下水穩定水位25.2 m，高差0.654 m，路面結構厚度為76 cm（4 cm細粒式+5 cm中粒式+7 cm粗粒式+20 cm水穩+20 cm水穩+20 cm級配碎石）。

由于地下水的存在，增加了路基土體的含水量，降低了路基土體的抗剪強度，在車輛荷載作用下，產生路基下沉或變形等病害。因此，有效的排導地下水，疏干路基基底，是徹底整治病害的關鍵所在。

3 整治方案

路基沉降是路基病害的重要內容之一，由于路基不均勻的沉降，會使得路面不平整，導致路面出現凹陷、波浪等情況，為行車安全帶來很大的隱患。鑒于路基沉降的重要危害，對路基沉降原因進行了分析。其中，地下水就是一個重要的因素。

滲水路基不僅會影響路基強度及穩定性，而且對行車安全構成很大威脅。為了徹底解決該處地下水對路基的不利影響，我院經組織專業技術人員論證，為保證路基穩定和排水安全，經多方方案比選，并綜合考慮工程經濟性及施工便利性，提出了鋼筋混凝土U型槽以及碎石滲溝+雨水泵站兩個方案。

3.1 U型槽方案

對于長三角地區，由于地下水位較高（一般按最不利地面以下0.5 m），因此常規設計思路中，對于下穿地道兩端的敞口段，最常見的處理方式是設置鋼筋混凝土U型槽結構。該方案止水效果好，施工工藝成熟。

對于本工程來說，由于車行道兩側的擋土墻已經施工完成，故必須考慮與其相結合，在滲水路段機動車道范圍修筑800 mm厚鋼筋混凝土底板與兩端已建的混凝土擋土墻連成一體，形成U型槽結構以抵擋地下水。同時為了滿足結構的抗浮要求，混凝土底板下部需設置抗拔樁，樁徑18 mm，間距200 mm，交錯布置（圖6）。

3.2 碎石滲溝+一體化泵站方案

在滲水路段下方機動車道范圍修筑80 cm碎石路基，其中橫向滲溝間距10 m布置一道，兩側布置縱向滲溝，滲溝尺寸均為80 cm×60 cm。滲溝底部設置一根D200 mmPPR透水軟管，管子腰部以下鉆有滲水孔，孔徑18 mm，間距200 mm，交錯布置。地下水通過橫向滲溝匯入縱向滲溝，之后根據道路縱坡匯入最低點。在最低點設置一體化泵站，通過泵站將地下水排出（圖7）。

3.3 方案比選

U型槽方案對于阻止地下水的外滲具有良好的效果。考慮到本工程現狀兩側擋土墻已建，本次只需新建800 mm厚混凝土底板，與兩側已建擋墻形成整體的U型槽結構，即可有效阻隔地下水的滲出，從止水效果來看，此種方案效果最佳。其主要缺點在于工程造價較高，且現狀已建的擋土墻基礎埋深不足，無法與新建800 mm厚鋼筋混凝土底板有效連接，對于施工來說處理起來存在較大的難度，另外對于抗浮不足的路段還需要考慮設置抗拔樁等抗浮措施。

碎石滲溝方案在公路滲水路基的處理中較為常用，是一種簡單有效的排除地下水的處理措施。在各地采用較多，其效果也得到了普遍的認可。它的主要優點是造價低廉、施工方便、施工工藝成熟。缺點在于對于地下水滲流量較大的路段，排水效果無法得到保證，同時必須配合泵站提升后排除地下水。

綜合以上分析，出于造價的考慮，本次設計偏向于采用滲溝+泵站的方式，后續施工按此方案實施。

4 結束語

基巖裂隙水對于山體路塹段的路基影響較大，本文以南昌市儒樂湖大街為例，詳細論述了基巖裂隙水的特性及對道路路基的危害，并結合本工程的特性，綜合考慮路基排水效果、工程造價、施工便利性等因素，最終確定采用碎石滲溝+一體化泵站的方案，解決了地道敞口段路基浸水的問題，可供其他類似工程參考。

參考文獻：

[1]楊會軍，韓文峰，諶文武，等.基巖裂隙水滲流特性探討與工程實例[J].巖石力學與工程學報，2013，22（增2）：2582-2587.

[2]CJJ 169-2012，城鎮道路路面設計規范[S].

[3]JTG D40-2011，公路水泥混凝土路面設計規范[S].