基于多孔渗入式的PE管型公路渗沟应用研究

吴颖峰，夏国权，潘翔

(1.浙江交通职业技术学院，杭州　311112；2.杭州长虹路桥工程有限公司，杭州　311200；

3.浙江佳途勘测设计有限公司，浙江 丽水 323000)

基于多孔渗入式的PE管型公路渗沟应用研究

吴颖峰1，夏国权2，潘翔3

(1.浙江交通职业技术学院，杭州311112；2.杭州长虹路桥工程有限公司，杭州311200；

3.浙江佳途勘测设计有限公司，浙江 丽水 323000)

摘要:多孔渗入式PE管型渗沟适用于路基地下排水较长的路段，PE管道结构抗变形能力强，表面开孔率高，错位开孔设置合理，外裹透水土工布反滤效果好，排水性能良好，施工快速方便。多孔渗入式PE管型渗沟的有效应用，既延长了路基使用年限，又提高了公路服务能力，具有很好的应用前景。

关键词：多孔渗入式；PE管型渗沟；错位开孔；透水土工布

0引言

在我国公路建设发展迅猛的同时，各级公路的早期损坏也相当严重，其中以水毁和水损害问题尤为突出，公路水毁造成的经济损失数额巨大，水是危害公路路基路面的主要自然因素已成为不争的事实。为此，公路部门对公路路基排水也很重视，但在排水方面的设置一般都偏重于路基地面排水，而路基地下排水设置方面普遍较为粗糙。如常用的碎石盲沟，因碎石孔间隙容易被泥砂淤塞，导致地下排水效果不良；而设有地下排水管的渗沟虽有改进，但存在着设置欠合理、排水效果不佳等问题，且常用的PVC排水管材料强度与韧性方面性能较为一般，使用寿命偏短，这些都影响着公路的水稳定性。

综合上述常用路基地下排水方法所存在的缺陷，引入多孔渗入式PE管公路渗沟可有效解决路基地下排水问题，该渗沟应用于一些路基自然排水不畅、地下水位较高的路段，地面以下汇集流向路基的地下水[1]，将水排引至公路路基以外，使填料内部保持干燥；所用PE管材经久耐用，通过保证排水效率来维持路基的稳定性，就可减少路基损坏的发生概率，延长道路的使用寿命。

1PE管型渗沟特点

所使用的沟底排水管采用PE管材，该管道耐压能力强，柔韧性好，耐冲击强度高，适应土体变形能力强；自重轻，加工简单，施工方便；管道连接可靠稳定，施工工艺比较成熟，可保证接口处密实不漏，综合性价比优于常用的PVC管材。PE管径一般为150～400 mm，管壁所开圆孔分布在圆管断面的下半截[2]，排水圆孔的直径为5～10 mm[3]，纵向间距75～100 mm，在管道外壁沿左右两侧呈四列错位设置；靠近出水口约110 cm长的范围内，设置不开孔的PE排水管。安装排水管时，所开圆孔必须面向沟底，便于地下渗流从下部漫入排水管内。排水管的出口位置应尽量与涵洞口、排水沟相接，或引入低洼地、河道或蒸发池，使路基保持干燥或中湿状态，确保路基路面结构的稳定性。

使用透水土工布包裹多孔错位开孔的PE管用过滤泥砂，防止堵塞，水经过透水土工布过滤后，流入排水圆孔通过主管道排出；它可以有效排除地下水、路面渗水和路床残留水，能阻断边坡内的层间水、裂隙水侵入路基、路面而导致公路破坏。渗沟内的碎石填料层可用来疏导地下水，阻隔毛细水，促进土层固结，使土体C、Φ值得到提高，抗剪强度增大，从而提高路基承载力。

反滤层使用的透水土工布“媒介”作用明显，使被保护的土体内形成了“天然”反滤层，可有效过滤泥砂，达到快速排水的目的。用透水土工布包裹下部带孔的PE管可有效过滤泥砂，保证排水畅通。当土中水流过无纺织布时，水可以顺畅穿过，而土粒却被阻留。水流会将细小土粒从纤维间隙中带走，由于其质量轻且体积小，即使在缓慢的流速中也不易形成沉淀，但是土粒中的超细颗粒(含泥砂量)也不能过多，否则也会影响水流速度，甚至可能导致局部阻塞。

2工程应用

2.1工程概况

本项目为某省道二级公路改建段工程，路基宽度为12 m，断面形式采用：(1.50 m土路肩+0.75 m硬路肩+3.75m行车道)×2。地基情况为：有一长度为803 m路段，位于丘陵间洼地，地势平缓，多雨年份积水成滩，地表土层主要是第四系沼积青灰色高液限粘土和低液限粉土，土质松软，地质条件一般，土基的承载能力较差，地下常水位为1.5～2.5 m，雨季最大积水深度为0.35m。局部(长约250 m)最大软土层厚度为4.0 m，其余软土层厚度均在2.0 m左右。故采用在路基底部设置石渣垫层，冲击压路机冲压密实的处理措施，同时考虑到地下排水段距离较长，为顺利排引路基下方的地下水，设置了地下PE管型渗沟，沿纵向设置于地下排水较长路段的边沟下方，在过长渗沟段应在路基下方加设横向排水管，起到快速分段排水效果。横向PE排水管出口大样与边沟下方PE管型渗沟截面分别见图1与图2。

图1　横向PE排水管出口大样(单位:cm)

图2　边沟下方PE管型渗沟截面(单位:cm)

2.2材料准备

渗沟内管道要保证排水顺畅，其控制因素主要由沟底纵坡度、所用填料的泥砂含量、反滤层施工质量、PE管结构性能与开孔布置方式组成。其沟底纵坡度应控制在0.5 %～1 %，以保证排水效率；所用砂石填料为连续级配材料，粒径不大于50mm，要求进行筛选清洗，其中的含泥量不超过5%，含砂量不超过4%，如果清洗不到位，所含泥砂量过高，会造成排水管堵塞，导致渗沟损坏。

(1)碎石：选用20～40mm碎石，质地坚硬、耐久、干净的碎石或河软石，不应含有机制、粘土或其他有害物质，其中粘性和脆性颗粒不超过3 %，碎石磨耗值不应超过50 %，其级配应满足现行公路桥涵施工技术规范的开级配要求；

(2)片石：采用爆破法或楔劈法开采的片石，厚度不小于15 cm，其宽度与长度不小于厚度的1.5倍，无锋棱凸角，顶面及底面大致平行，尺寸较大，并稍加修整，其强度不小于30 MPa，石料应强韧、密实、坚固耐久，质地适当细致，色泽均匀，无风化剥落和裂纹及结构缺陷。石料的运输、储运和处理，应不使有过量的损坏和废料。

(3)混凝土：使用拌和机现场拌和，材料使用中(粗)砂、碎石。混凝土随拌随用，保持适宜和易性，并在拌和2～4h内使用完毕。

(4)透水土工布：在规格100～800g/m2间任意选择，最大幅宽7.2m，其性能要求见表1。

表1　土工布性能要求

(5)PE管：结构强度与尺寸符合设计要求，圆管下半部开孔到位。

2.3施工管理

2.3.1施工放样

施工前仔细查明地上、地下有无管线及其它影响路基施工的建筑物，对施工有影响的要提前改迁或拆除，同时注意开挖边界以外的建筑物是否安全。对设置渗沟处的道路中心线位置桩、主要控制点、水准点以及测量资料进行检查，核对无误后，对渗沟线位进行放样，并用白线在地面上标明其具体位置的轮廓线，并用白灰在地上画出，根据此开挖线，清除施工区域内的草皮、树根等杂物。

2.3.2沟槽开挖

开挖沟槽的开挖方法分为人工或机械开挖法，采用的具体方式由渗沟的尺寸与地质条件来决定，采用自排水管出水口向上游方向进行，所开挖的宽度及边坡放线要以设计文件与地质、土质、地下水位情况为依据开展，开挖过程中严格控制沟底高程，以保证沟底纵坡度，同时尽量少扰动地基土层。地下水位较高部位在开挖过程中要注意引流排水，以免沟槽泡在水中。

开挖出来的废土运输至弃土场后，使用推土机推平，并大致碾压平整，使之稳定齐整，周边需砌筑防护设施，同时应确保弃土堆上方或周边排水畅通，以保证周边建筑物、河流及其它设施不受干扰。

2.3.3基础施工

沟槽开挖至设计规定深度时，需做好沟槽清理工作，验收合格后按设计要求来浇筑20 cm的C15片石混凝土基础，浇筑时采用分层浇筑与振捣，每层厚度不超过50 cm，边振捣边往里加片石，片石数量不超过混凝土体积的25 %，在浇筑前每一石块用干净水洗静并使其彻底饱和，底层亦应干净并湿润。混凝土浇筑工作宜连续进行，一次浇完，并应在前层所浇的混凝土尚未初凝以前，将此层混凝土浇筑捣实完毕。施工时应严格控制模板变形，准确控制外形尺寸，并派专人在四周观摩，防止跑浆，暴模，以保持线形顺适。施铺设完成后应及时养生，防止混凝土开裂。沟槽通过岩层中的软硬衔接处或沿着沟槽方向每间隔10～15 m位置处时，应考虑设置沉降缝或伸缩缝[4]，以防止结构开裂破坏。

2.3.4铺设土工布与管道安装

待基底混凝土强度满足下道工序作业要求时，在混凝土基底上部和两侧同时进行土工布铺设，在铺设过程中保证土工布平整。土工布铺设完成后，铺设15～30 cm厚的砂砾垫层，在管道与混凝土基础间起应力缓和作用。然后安装已开过孔的PE排水管，管道外用透水土工布包裹，其安装时要保持管道平顺，管与管之间可用电热熔连接或热熔对接连接，特别是电热熔连接，它是在两条管道接口处用一个套管将其套住，通过套管内部的电热丝加热使两条管道和套管熔合在一块，使管道连接密封而不漏水。

2.3.5碎石回填

PE排水管拼装完成后，用纤维袋装碎石填实。纤维袋装碎石铺设采用人工铺设方法，人工铺设的外观应整齐顺适，其几何尺寸应满足设计要求。纤维袋装碎石铺设完毕后，应经监理工程师检验合格后方可进行路基填筑施工。管式渗沟上表面回填的砂石填至路基上路床顶标高，以使上路床集水后可以渗到路基旁渗沟纵向管内，然后排到填方边侧的排水沟中，可有效防止路基被水浸泡。

3结语

多孔渗入式PE管型渗沟施工结束后，经过工程应用后发现上方路基的干燥性良好，渗沟内管道排水通畅。此管式渗沟结构排水效果明显，很好地阻隔了土基的毛细水作用，促进土层固结，提高地基承载力；其施工周期短，施工质量有保证。通过多孔渗入式PE管型渗沟的应用，不仅延长了路基使用年限，又提升其服务能力，具有良好的应用前景。

参考文献:

[1]李志勇，王江帅，李彦伟，等.道路防排水技术[M].北京：人民交通出版社，2011.

[2]JTG/T D33—2012[S].北京：人民交通出版社，2013.

[3]刘伯莹，关彦斌，丁小军，等.《公路排水设计规范》释义手册[M].北京.人民交通出版社，2013.

[4]张国强.市政工程中盲渗沟施工的关键要素[J].建筑，2012,(2):80-81.

Application of the Porous Infiltration PE Pipe in Highway

Underground Trench

WU Ying-feng1, XIA Guo-quan2, PAN Xiang3

(1.Zhejiang Institute of Communications, Hangzhou 311112,China; 2.Zhejiang Chang-hong Corporation of Road & Bridge Engineering,

Hangzhou 311200,China; 3.Zhejiang Jia-tu Corporation of Reconnaissance & Design, Lishu 323000,China)

Abstract:The porous infiltration PE pipe is suitable for the underground drainage long sections in highway underground Trench. There are strong resistance to deformation, surface high hole rate and reasonable dislocation hole of the PE pipe structure. In addition, there are good filter performance of outside permeable geotextile, excellent drainage performance of PE pipe and convenient construction. The effective application of porous infiltration PE pipe in highway trench not only prolongs the service life of subgrade, but also improves the highway service ability. Therefore, the porous infiltration PE pipe has good application prospect in highway underground trench.

Key words:porous infiltration type; PE pipe highway underground trench; dislocation hole; permeable geotextile

文章编号：1671-234X(2015)01-0013-04

中图分类号:U412.37?

文献标识码：A doi：10.3969/j.issn.1671-234X.2015.01.004