浅谈路基的综合排水

2010-08-15徐洪双

黑龙江交通科技 2010年8期

潘峰,徐洪双

(1.黑龙江省公路工程监理咨询公司;2.黑龙江省龙建路桥第四工程有限公司)

水是影响公路质量和使用品质的一大要素,设计完善的排水系统是十分重要的。路面排水设计应根据公路等级、降水量、地形、地貌、地质及水文地质条件等因素,结合路基排水、桥涵结构物排水、地下排水系统的设计,合理地布置路面排水设施,使排水系统有机地构成一个完整、畅通的排水体系,确保路基、路面稳定和行车安全。

公路排水设计包括路界地表排水、路面内部排水、地下排水和公路构造物及下穿道路排水等;路界地表排水包括路面表面排水、中央分隔带排水和坡面排水。坡面排水顾名思义是排除边坡上的降水,并汇同路面水迅速、快捷地排出路界以外。坡面排水设施按其功能可分为边沟、排水沟、截水沟、边坡平台截水沟及边坡急流槽等,按断面形状可分为三角形、矩形、梯形、U形、碟形等。

在设计的路基排水设计中,由于自然情况、路线布置等情况往往比较复杂,对于某些路段需要进行路基排水的综合设计,以提高排水效率,发挥各类排水实施的优点,降低工程造价。

1 综合排水设计的主要原则

(1)流向路基的地面水和地下水,需要在路基范国以外的地点设置截水沟、排水沟或渗沟等进行拦截,并引至指定的地点;路基范围内的水源,分别采用边沟、渗沟渗井及排水沟予以排除。路基排水需要横跨路基时,尽量利用拟设的桥涵,必要时设置涵洞、倒虹吸或渡槽。水流落差较大时,应设置跌水或急流槽。

(2)对于明显的天然沟槽,一般宜依沟设涵,不必勉强改沟与合并。对于沟槽不明显的漫流,应在上游设置柬流设施,加以调节.汇集成沟,导流排除。对于较大水流,注意因势利导,不可以轻易改变流向,必要时配以防护工程.进行分流或束流。

(3)为提高截流效果,减少工程量,地面沟渠宜大体沿等高线布置,使沟槊垂直于水流方向,力求短捷,水流通畅。沟渠弯道处应以圆曲线相连,减少水流的冲击力。

(4)各排水沟渠地基应稳固,不得渗漏或滞留,并有适当的纵坡。沟槽的基底与淘底及构壁,必要时应予以加固,不得溢水渗水,防止损害路基,引起水土流失。

(5)路基排水综合设计,必须做好事先调查研究工作,查明水源和有关现状,测绘现场图纸,进行必要的水力水文计算,做出总体规划,提出总体布置方案,逐段逐项进行细部设计计算,并进行效益分析与经济核算。

2 路基排水

路基排水设计的目的,就是将影响路基强度及稳定性的地下水及地面水及时排出公路范围之外,路基排水设施主要由排水垫层、边沟、排水沟、截水沟、急流槽、盲沟、渗沟、涵洞等组成,并与原有沟渠、河流等相连。设计应遵循塘路分家、田路分家的原则,使高等级公路排水系统自成体系。

路基地面排水主要是通过全线贯通的边沟来进行的,一般采用 60cm×60cm的矩形边沟,以 30cm厚的 7.5#浆砌片石砌筑,边沟纵坡一般不小于 0.3%,坡长不大于 300m,边沟水均应引离路基,排入原有水系中的河流、排水渠及取土坑内,但不排入鱼塘内。当边沟与涵洞、通道发生交叉时,一般将边沟水直接排入涵洞,或在灌溉涵、通道处让路基边沟向两侧排走或设边沟倒虹吸涵通过。在挖方地段,一般还应设置 40cm×40cm的矩形平台截水沟,并在坡顶外侧设60cm×60cm的矩形或梯形地面截水沟,截水沟以 25cm厚的 7.5#浆砌片石砌筑。截水沟用以拦截和排除流向路基的地表径流,防止冲刷和侵蚀挖方边坡,还可减轻边沟的排水负担。地下水带来的危害往往很大,地下水会使得路基泡软、坍塌,并严重影响路面结构的安全,在平原微丘区修建高等级公路须重视地下排水设计。

(1)软基处理段。高等级公路沿线往往会遇到淤泥质软土层,地下水含量较大,为保证软土段路基的稳定,迅速排除地下水至关重要。为此,设计往往会根据实际情况采取塑料排水板+砂垫层+超载预压的深层、粉喷搅拌桩、换填砂砾等措施,值得注意的是为确保软土路段地下水迅速由砂垫层排入边沟,需在砂垫层与排水沟相接的斜面上做 15cm厚的级配碎石(粒径 2～4cm)反滤层,且泄水孔出口应高于边沟底 30cm左右。

(2)低矮路堤。高等级公路也会有很多路段处于水稻田的低矮路堤(路基边缘设计标高与原地面标高之差小于1.5m),为及时排除地下水,确保路基不处于过湿状态,设计会采取排水沟加深的措施,以便降低路基中地下水位,实际使用效果良好,但应注意排水沟出水口不应低于常水位标高或利用的排水沟渠的底面标高。

(3)挖方路段。高等级公路如处于丘陵区,路基基本设计成路堑形式,对于水稻田地段的土质挖方段,尤其是边沟长、沟底坡度缓的地段,采用渗沟隔断地下水向路基渗流的路径;对于石方挖方段,可结合取土,尽量使路两侧边沟挖深、加宽,以利截流地下水和降低路基中地下水位。无论采用何种形式边沟,都应注意控制最小纵坡及最大沟深,以保证边沟出水口不低于常水位标高或被利用的排水沟渠的底面标高。

(4)填挖交接段。对于路堑和路堤交接处,如路堑地下水位较高,为防止路堑下含水层中的水沿路基纵向流入路堤,使路堤湿化、坍塌,设计会增设横向渗沟措施,拦截纵向水流。