高速公路排水细节设计分析

2021-06-27严华

中国公路 2021年9期

严华

（河北省交通规划设计院，河北石家庄 050011）

一、河北省高速公路工程特点

公路排水系统是由拦截、汇集、输送、排放公路用地范围内地表水和地下水的设施组成的系统，通常在设计中遵循“截、引、排”的排水原则，采用拦水带、急流槽、边沟、截水沟、排水沟、集水沟、集水井、盲沟、排水垫层、蒸发池、渗井等各类排水结构物来组成排水系统。

河北省雨水较为集中，基本在7月份至9月份，总体降水量不大，但有时也会遭受较强的暴雨袭击。一般可供高速公路排放雨水的排沥沟渠极少，高速公路缺乏排水口，排水多采用集中排水方式，把路基范围内的雨水排至边沟，并利用其蒸发、渗透功能排水，特殊情况下辅以泵站、蒸发池、渗井等设施加强排水设计。

二、高速公路排水设计中应考虑的细节问题及解决方案

（一）排水设施的水文、水力计算

设计径流量的水文计算及排水沟、管、泄水口、渗沟、渗井等排水设施的水力计算均可根据《公路排水设计规范》的相关公式计算。但平原区高速公路项目的边沟大多不适合采用《规范》的计算方法确定其尺寸，这是由于河北省的高速公路项目大多并无出水口，而《规范》的水力计算方法是基于“水能够排走”的情况，计算并确定边沟的尺寸。因此，河北省的平原区项目往往是在“水无法排走”的情况下，采用蒸发池的蒸发、渗透理论计算，并结合区域内类似项目经验确定边沟尺寸。在设计时，应分段调查项目区域内的地形、水文地质，根据有无出水口、是否有条件增设出水口等情况，分别采取与之相适应的方法设计边沟，从而打破“全线边沟同一个尺寸”的设计思路。由于各地水文地质条件的差异，蒸发池的计算方法也不一致。

（二）服务区贯通车道与主线间的区域排水设计

服务区贯通车道与主线间的区域较窄，但该区域承担了主线半幅路面、边坡及区域自身的径流量，因此该区域排水设计也不容忽视。可根据水文、水力计算结果，调整区域排水沟底纵坡，并按汇水量大小、地形等实际情况，在交汇处根据需要设置2处至4处排水涵洞，排除该区域汇水。有时，还需在场区外增设蒸发池、渗井等配套设施，排除区域积水。

（三）互通匝道间或匝道与主线间的路基交汇区域排水设计

交汇处的排水情况应分为两种情况设计，一是自然排水状态。该状态下，为防止边坡长期冲刷，可设置硬化碟形沟，把区域积水排至高速公路边沟中，如图1所示。

图1 互通区路基交汇区域排水方案（一）

另一种是与自然排水反向状态，可根据区域段落长度，设置反向坡及碟形沟并在交汇的低点位置设置集水井和排水管等排水结构物的方法排除区域积水，如图2所示。

图2 互通区路基交汇区域排水方案（二）

（四）分离式路基交汇区域排水设计

分离式路基交汇区域一般相对较宽，可在分离式路基中央设置中间排水沟排除积水。但当路线经过区域范围不允许设置排水结构物时，则应采取其他配套排水方案。例如下穿铁路路基时，中间排水沟在进入铁路段区域前应截止并设置沟底反向纵坡，采取把积水排至排水涵洞等相应的排水结构物来排除积水。

（五）超高侧排水设计

目前河北省高速公路的超高段排水方式基本根据车道数确定，即双向四车道项目采用在中央分隔带设计排水槽的方案，路面水流经内侧路面排除；车道数超过四车道的，采用地下排水系统单侧排除。

对于采用地下排水系统的方案，超高段集水井的设置需注意两个方面，一是集水井的间距，二是集水井的位置。《公路排水设计规范》中规定集水井的间距宜为20m～50m，且路线纵坡小于0.3%的路段，可增加集水井数量。由于各地区的降雨强度各异，其间距可根据水文计算和水力计算确定，也可根据项目区域的成功经验做法设置；集水井的位置则应在项目实施时，根据实际情况适当调整间距。

对于超高侧路面层间渗水，可在集水沟与面层交汇处设置无砂混凝土或者碎石盲沟排除，如图3所示。

图3 超高段路面层间排水设计图

（六）下挖通道被交路的排水设计

被交路下挖通道的常规设计方法是根据下挖深度采用加大加深边沟、增设蒸发池或者增设渗井的方式排水，如图4所示。

图4 下挖通道蒸发池设计方案

当下挖较深时，应在被交路一侧或两侧设置人行道，满足人行即可，无需下挖被交路；另一部分为降低路基高度，适当下挖，并满足车辆通行的净高要求，从而实现人车分流通行，如图5所示。

图5 下挖通道人车分流设计方案

（七）应结合地下水位设计排水

对于地下水位较低且无出水口的路段，可采用大边沟方案，利用其蒸发、渗透的排水方式排出路段积水。而对于地下水位较高，且路基高度受限的路段，则应采用路段区域封水和降低地下水位相结合的方式设计排水方案。

（八）路基排水涵洞密度应适中

高速公路排水系统设计，除了应考虑高速公路路界范围内自身的排水外，还应考虑项目对区域内原有排灌系统的影响，例如部分高速公路项目造成的“水淹地”和“水冲地”现象。当出现高速公路阻拦地表水由一侧流向另一侧时，高速公路无异于一道阻水堤坝，地势较高的一侧积水形成了“水淹地”，对于该类路段则应增设引排沟并适当加密路基排水涵洞释放积水；当高速公路与低洼路段交叉时，可在地势低的一侧增设导流沟，把水引至自然排水区域或蒸发池等排水结构物。