浅谈道路工程地表水与地下水处理方法

齐 杰

(龙建路桥股份有限公司第七分公司，黑龙江 哈尔滨 150009)

1 地表水和地下水对道路工程的影响

道路工程伴随着我们的生活而产生，随着社会大环境的变化，我们对道路工程的要求逐渐提高，满足我们舒适出行。同时，道路贯穿祖国的大江南北，对经济的发展起到重要的作用。而随着社会发展也呈现出一些问题。近年来很多原有道路出现大面积裂缝、塌陷、弹软等现象，已不能正常使用，需要进行改建或者重建，国家投入大量的资金来修复道路。而影响道路工程稳定性的关键因素就是水。地表水对道路进行冲刷，沿着裂缝渗入到路基内，造成路基弹软，影响道路的使用。地下水腐蚀着路基，让路基失去承力层作用，从而破坏面层结构。地表水与地下水已严重影响了道路工程的稳定性，影响公路的使用寿命。近年来对于道路工程中的地表水与地下水进行深层次的研究，已形成一系列有效的处理办法。

2 道路工程中地表水和地下水的处理方法

2.1 地表水的处理方法

道路工程中地表水的处理方法有：边沟、排水沟、截水沟、拦水带、跌水、跌井、急流槽、蒸发池等。

(1)边沟

适用于道路工程中挖方地段和填方高度小于边沟深度地段。边沟的结构形式有：土质结构、水泥混凝土结构等。边沟形状可分：梯形、矩形、三角形、流线型。边沟尺寸：一般底、高为0.4～0.6 m，特殊的局部加大尺寸。路堤靠山一侧的坡脚可铺设一层隔水层或不透水的土工织物。纵坡大于3%的土质边沟需要加固。

(2)排水沟

适用于填方较高和路堑边坡较陡的地段，主要是将汇集的水引向路基以外的河流或者蒸发池。排水沟半径大于10 m，长度小于500 m，线形流畅，弯点做成弧线。在边坡上通常设置多条排水沟，将水引流和收集汇入河流。排水沟的形状和尺寸与边沟无大的差别。树枝状排水沟可用在滑坡面上。

(3)截水沟

主要针对道路工程路基施工，将山坡上外部水拦截，沿着既定的方向引流，汇入到排水沟内，避免上部水下流对道路造成伤害。道路施工前应先施工截水沟，根据具体施工情况对截水沟进行防渗和加固处理。根据具体情况可设置多条截水沟。间距一般是50～60 m。

(4)拦水带

适用于填方较高的地段，水自上向下沿边坡流动，会冲刷边坡，需要在边坡两侧安装拦水带，拦截水不能随意向下流动，按照固定间距或地理位置设置排水口。

(5)跌水

适用于坡度较大，沟底纵坡大于45°的地段，水流速较快，对排水沟底有较大的冲刷力，为减少冲刷力，在坡度较陡的位置，设置台阶形或者消力石，减小流速，缓解冲刷力。

(6)跌井

道路两侧水需要引流到河流内，遇到转折点，改变方向，克服一定的高差流进河流，需要设置跌井。

(7)急流槽

适用于比较陡的地段，道路是沿着一定的线形设置的，急流槽配合着拦水带等排水设施使用。急流槽应做加固措施。

(8)蒸发池

适用于排水困难、气候干旱地区，可利用取土坑收集水，利用物理原理，逐渐降低地表水量。蒸发池没有固定的大小、形状和尺寸，需要因地制宜，与周边环境相结合，充分利用水资源。可以形成梅花式、葡萄串式、矩阵式等多种形态和布局。

2.2 地下水(大水流)处理方法

道路工程中地下水(大水流)处理方法有：暗沟、渗沟、渗井、检查井等。

(1)暗沟(管)

适用于排出地下集中水流和泉水，把水流到路基以外。沟底必须埋入不透水层内，采用混凝土或浆砌片石砌筑时，在与水层接触面的沟壁上设置向内倾斜的渗水孔，渗水孔可设置一排或者多排，最低一排渗水孔高出沟底大于200 mm。沟壁应做反滤层设置，在软硬岩分界处应设置伸缩缝和沉降缝。每间隔10～15 m应设置一道。

(2)渗沟

适用于地下水埋藏浅或无固定含水层时，为降低地下水位或拦截地下水，设置渗沟。渗沟可分为：填石渗沟、管式渗沟和洞式渗沟。渗沟均应设置排水层、反滤层和封闭层。管式渗沟可采用预制钢筋混凝土管和塑料聚乙烯管，针对流量较大、引流较长的地区。每100 m在其末端设疏通井和横向泄水管排水。洞式渗沟沟底设置在干燥地层上，填料高度高于地下水位，填料采用透水性好的材料。适用于地下水流量较大的地段。

(3)渗井

适用于地下水埋藏较深或有固定含水层时，降低地下水位或拦截地下水，。渗井粒料填筑自下层至上层从大粒径到小粒径。井顶应加盖井盖。多个含水层时，将上部水引入到更深的含水层中。

(4)检查、疏通井

适用于含水层较长且较深的地段。配合暗沟(管)、渗沟完成排水工作。在转弯点或者直线段100 m处设置检查、疏通井。兼顾渗井作用的应设置反滤层。深度超过20 m，应设置检查梯和安全设备。井口高出地面0.3～0.5 m，并设井盖。

2.3 地下水(层间水)处理方法

层间水指土体内天然含水率30%～70%，孔隙比1.0～1.9。

地下水(层间水)处理方法有：垫层和浅层处理、竖向排水体、真空预压、粒料桩、加固土桩、刚性桩、爆炸挤淤、路堤地基隔离墙、强夯和强夯置换。

(1)垫层和浅层处理

适用于含水层深度小于3 m的浅层地段。主要是对原地面碾压处置后直接填筑或者换填上透水性较好的材料，形成排水层，排出地下水，把水引流到排水沟或河流。垫层和浅层处理方法对填料的要求和施工工艺有严格的规定。

(2)竖向排水体

适用于含水层深度大于3 m，层间含水较大的地段。竖向排水体可采用袋装砂井和塑料排水板。利用打桩机让竖向排水体底端进入到持力层，竖向排水体穿过地下水层，地下水进入到竖向排水体内，传入到上部的砂砾垫层，引流或排出地下水。竖向排水体顶端应埋入到砂垫层中，根据具体情况在砂垫层上设置防水层和排水管。

(3)真空预压

适用于含水层深度大于3 m，土性质很差、土源紧缺、工期紧的工程项目。真空预压是在竖向排水体的基础上增加了有孔洞的网络排水管、塑料薄膜、真空射流泵等。网络排水管应设置止回阀和闸阀，在砂垫层内，砂覆盖厚度0.1～0.2 m。塑料薄膜覆盖在砂垫层上，两侧深入土层，形成密闭空间，通过真空射流泵抽气，形成真空压力，促使地下水沿着竖向排水体向上传递，通过网络排水管排出或引流地下水。

(4)粒料桩

适用于含水层深度大于3 m，土层弹软，需要通过粒料桩加固土层的地段。粒料桩与竖向排水体相比，除排水外，还对土体进行加固补强，提高土体的承载力。粒料桩是成孔后，清孔、填料并振动，使粒料密实，增强粒料之间的咬合度，同时对土体有反作用的摩擦力，不仅排出地下水，还提高路基的承载能力。

(5)加固土桩

适用于地下水含量较小，抗剪强度大、有机质含量小的地段。加固土桩包括粉喷桩与浆喷桩。成功的避开水对路基的伤害，直接提高土体的承载力。地下水通过砂砾垫层排出路基范围以外。

(6)刚性桩

适用于地下水层较深、变形要求严格，荷载较大的地段。刚性桩排水原理与加固土桩排水原理一致，刚性桩的承载力更强。每次沉管前先灌入不小于1 m的混凝土，避免地下水或泥浆进入管内。

(7)爆炸挤淤

适用于含水层深度不宜大于15 m的沼泽地段。将抗水性好的炸药放在沼泽中爆炸，利用爆炸时的张力，把淤泥和沼泽扬弃。再回填透水性较好的材料，排出地下水。

(8)路堤地基隔离墙

适用于相邻两路堤之间或者新、旧路之间出现干扰产生不利影响情况下的地段。通过物理原理隔离地下水，使地下水不能渗入到路基内，保证道路的稳定性。

(9)强夯和强夯置换

适用于含水层不大于7 m的粘性土、粉土和软土等地段。强夯与竖向排水体相结合，在地表上铺设垫层，由内向外，采用隔行跳打的方式夯实。土体收到向下的冲击力，地下水受压，进入到排水体内，传入到砂砾垫层排出路基以外。

3 结 论

道路工程发展至今，已经形成一套比较成熟的体系。地表水与地下水的处理方法，进一步总结和归纳。对道路工程施工具有重大的参考意义。指导道路工程施工，减少水对道路工程的破坏，达到利国利民的研究目的。