公路路基排水施工技术及质量控制措施研究

2021-04-09刘城志

工程建设与设计 2021年5期

刘城志

（湖南省高速公路集团有限公司，长沙 410022）

1 引言

随着国家经济技术的不断发展，各种等级的公路工程日益增多，公路作为国家基础建设中最基本也最重要的设施之一，为国家经济发展做出了突出的贡献。而在公路工程的建设期和运营期，路基防排水工程是十分重要的，其是延长公路使用寿命的关键技术。众所周知，水毁灾害是公路路基常见的病害之一，在强降雨等自然因素的影响下，路基坍塌沉陷时有发生，尤其是在山区修建的公路，由于其特殊的地形条件，雨水的渗入量较小、水流汇集，常出现暴涨暴落现象，对山区公路路基及其排水设施造成了较大的破坏。因此，对公路路基的排水技术和质量控制措施展开研究是目前公路工程发展的当务之急[1]。

2 公路路基排水施工技术

路基排水主要是针对降雨、河流径流等地面水和地下水资源中的孔隙水。地面水的冲刷可能会导致路基部分甚至整体损坏，同时地表水有一部分会渗透进入路基内部，改变了其原有构造，尤其是对滑坡段路基、黄土路基等易受到水分影响的特殊地区路基工程，会造成不利影响；地下水的流动同样会导致路基受到不良影响，如冻胀、翻浆等，尤其是对膨胀土路基，甚至可能会造成毁灭性损害。

公路的使用寿命及稳定性是排水设计中所要考虑的2 个主要问题。为了有效地保证其使用年限和稳定性，针对地表水和地下水通常采用路面边沟、截水沟、排水沟、急流槽、涵洞、渗井等排水工程进行疏导（见图1），本文对以上几类排水工程的施工技术要点进行详细介绍。

图1 常见的公路路基排水技术

2.1 路面边沟施工技术

边沟是公路排水工程的关键组成部分，对提高公路路基的使用寿命和稳定性具有重要意义。路面边沟的施工技术必须结合实际工程，满足目前公路建设的需求。一般来说，在填方地段的坡脚外侧或挖方路段的路肩外侧进行边沟的布置，用来排除公路路基的少量地面水。山区路段有土质边坡时，为了避免土体坍塌滑入边沟，应该在边沟和边坡中间布设碎落台。碎落台和土路肩之间会产生一个纵向的流水槽，通常会用草皮铺盖在流水槽中，用以减少雨水冲刷的影响。边沟应该选取梯形或矩形断面，梯形边沟内侧选取的坡度范围是1∶1～1∶1.15，挖方路段首选矩形断面，在满足造价需求的前提下，可以使用带孔的盖板加盖到边沟上部，以确保行车安全性。

2.2 截水沟施工技术

水流量较大时应设置截水沟。当未堆放废土时，应根据实际土质确定路基边坡顶部与沟渠边缘之间的间距，以保证边坡的稳定性。一般情况下，截水沟距路堤坡脚趾2m，截水沟的截面为梯形，就其大小而言，应根据实际水流量而定。在废土存放的情况下，应保持截水沟边缘与土桩之间的距离，以确保两者之间的距离合理，从而更好地进行公路路基的排水施工。具体而言，路基斜坡顶部与土桩脚趾之间的距离应大于10m，并在土堆上方设置大约2%的倾斜角，以便水可以流到横坡处。截水沟的最佳长度约为300～500m。超过500m 时，应增加出水口，并使用滴水井排水。另外，为避免道路被雨水冲刷，有必要借助高渗透率的材料，注意沟渠的坚固性，以使道路路基能够得到加强，防止腐蚀和雨淋。

2.3 排水沟施工技术

在地下水位较高的情况下，通常采用排水沟的施工技术，以确保排水顺畅[2]。排水沟的施工技术也具有排除地表水的能力。如果天气太冷，则不宜进行地下水排水工作。用混凝土浇筑排水沟时，必须在含水量最高的地方设置渗水孔，并与沟壁接触。在沟渠壁的外部，通常会设置一个反滤层，材料一般选取土工合成材料，并应每隔一定时间在沟渠的边界处设置沉降缝。此外，排水沟必须具有平滑的线性形状，应尽可能根据线性形状进行设置，曲线位置多采用弧形。在排水沟的开挖和施工过程中，应与路基保持一定距离，距路基坡脚趾的距离应不少于4m。如果急流槽的长度太长，则应将其分开，并进行砌筑工作。另外，台阶的高度应根据实际地质情况确定，以适应当地情况。

2.4 急流槽施工技术

由于道路路面的溜槽和其他材料不同，连接处可能会出现裂缝。传统的修补方法是用建筑材料砂浆填充的非刚性修补方法。但是，修复后会出现裂纹，需要进行重复性灌浆。参照建筑工程中弯曲变形缝的处理，采用防水功能的填补材料填补与路面之间的空隙。具体内容方法是将卷材剪成条状，插入接缝处，然后在接缝处粘贴未乳化的道路沥青，实现超柔性连接。根据调查显示，使用3～4 年后，柔性连接仍无渗漏和裂缝。而急流槽的出入口和主槽段之间还需要设置过渡区域进行连接，过渡区域需要设置一些消能措施来降低水槽的流量，如跌水、消力坎等。此外，还可以采用粗糙化槽身、设置隆起等手段来减少水流能量。

2.5 涵洞施工技术

在涵洞设计时，应该注意以下问题：涵洞进口需要布设一个消力池，用以减缓流速消耗水流能量。消力池还可以起到沉淀池的作用，在池底沉积杂物，防止进水口堵塞；出水位置多与泄槽相连。在该位置设置消力池和跌水等，以消耗能量，避免冲刷力过大对路基造成破坏。当路基边坡较陡时，可设置跌水，当跌水较大时，可设计为耗能，必要时可设置多级跌水。

2.6 渗井施工技术

渗井的主要作用是排出浅层的地下水，用来保证公路路基的整体安全性[3]。当地下水含量较多时，路基中的地下水不能被及时排除，平式的渗沟不能满足排水要求，为此通常采用竖向的渗井来实现地下水的排出，使得上部地下水穿过不透水层传递至深部含水层中，可以有效地降低公路路基的含水量，保证其使用寿命及稳定性。

3 施工质量控制措施

为控制公路路基排水工程的施工质量，保证其使用寿命和稳定性满足要求，需要对现场情况进行实地调查，施工技术人员应对排水工程的施工质量进行控制[4]。

3.1 路基顶面排水优化处理

在路床顶面附近进行排水工程施工时，需要同时进行路基顶面排水系统和路基边沟的开挖，以保障路床的施工质量。与此同时，为了减轻路基受二类、三类水的影响，施工时需要在路堤填方高出地面一定高度后，及时施工路基纵向排水系统。路基边坡防护工程应根据实际情况进行施工。疏通路基顶部和斜坡上的集水时，路基顶部的排水应保持顺畅。