公路路基排水设计及施工中存在的问题

2021-11-24韩肖雄

商品与质量 2021年12期

关键词：边沟排水沟水沟

韩肖雄

山西诚达公路勘察设计有限公司晋中分公司山西晋中 030600

1 公路路基常见病害

1.1 路基沉降

首先，路基沉降是由于路基的压缩沉降引起的，或者当路基的承载力不能承受路面上车辆荷载时，造成挤压沉降。

1.2 边坡坍落度

由于水侵蚀、结构不合理、路堤边坡陡峭或边坡支护侵蚀，或料位布置不当。崩塌边坡风化岩面温度、湿度的相互作用以及降雨、地表岩石或大型岩石从边坡上坠落的动力作用[1]。

1.3 路基滑动

该坡度填充在陡峭的山丘上，路基被雨水浸湿而形成滑动面，并且在斜坡上没有提供必要的支撑，从而造成路基滑落。地下水的变化会降低路基的稳定性。因此，必须采取措施改变地下水的形态或数量。如地下水位较高，路堤填料为粘土时，水会通过毛细作用进入路堤，从而增加填料的含水量，降低强度。其次，如果管沟段开挖的管沟低于地下水位，如果管沟边坡土体为细土，则边坡的稳定性会受到地下水渗漏动水压力的影响。如果切割体是破碎的岩块，如果地下水从裂隙或含水层中流出，水中的碎屑也会被清除，导致边坡稳定性降低。地表水对路基的影响主要体现在以下两个方面。一是对公路行车安全的影响，二是对路基使用质量和使用寿命的影响。

2 路基排水设计原则

2.1 实地调查与分析

道路路基排水系统设计前，设计人员应首先调查道路所在区域的周围环境、气候条件、水文地质条件和农业发展情况，详细调查记录道路沿线现有水系和排水沟，了解周边道路工程的排水系统设计，根据各路段的水文地质条件和道路结构，结合路基排水与桥涵布置的协调，对道路排水系统进行综合规划，并通过各种排水沟平面布置与竖向布置的协调，科学合理地设计排水设施的位置。

2.2 因地制宜，合理规划，科学布局，综合治理

因地制宜是设计的主要原则。尽量利用地形，不破坏原有水系，尽量不占用农田排水，避免资源浪费。通过系统分析，理清排水系统的主次重点，确定道路路基排水系统的总体思路[2]。

2.3 结合道路横、纵、横向线形设计

排水系统应充分考虑道路等级和用途，在选择道路路线时也应充分考虑路基排水要求，避免因路基设置在排水不利的位置而引起路基泛水和失稳。排水系统设计应合理利用道路横断面和纵断面。

2.4 特异性

路基排水设施应具体，不得用于其他用水目的。路基排水设施最基本、最重要的功能应该是实现路基积水的排水。特别是路基排水沟不应与灌溉沟共用。路基排水系统主要按照农田灌溉水不影响道路路基的基本原则进行规划。

2.5 环境友好性

道路路基排水设计还应遵循保护周边生态环境的原则。在考虑排除路面和地下水的同时，还应注意减少和防止沿线水土流失和水污染，尽量减少对路基和路面的破坏。为了追求排水效率，对环境的破坏不容忽视。排水设计应充分考虑当地环境，使排水系统与周围环境相协调，排水设计应与自然因素有机结合。

2.6 经济性

路基排水设计要注重就地选材理念，充分利用道路周边可利用的建筑材料，节约成本；不断总结经验，采用新材料、新技术、新工艺以降低成本；重视临时排水设施与永久排水设施的通用性，节省投资。

3 公路路基排水设计及施工要点

3.1 路基排水设施设计要点研究

3.1.1 边沟

边沟一般设置在挖方坡脚，也可用于低路堤坡脚。边沟的作用是收集和排放路基范围内的地表水。应根据不同的地质条件采用相应的断面形式。如一般挖方、低填方地段可采用矩形断面或梯形断面，石方开挖地段可采用L形断面，穿越村镇地段可采用矩形断面带盖板边沟，以保证安全，断面形式应合理尽量统一。边沟纵坡应与线路纵坡一致，且不小于0.3%。边沟出口应因地制宜设置在自然坡面上。当条件限制时，可与排水沟连接。边沟长度不宜过长。可设置边沟跌水井，将边沟内的水引至涵洞内排放[3]。

3.1.2 截水沟

截水沟的作用是拦截坡顶的水流，防止水流冲刷坡顶。截水沟根据地形条件和汇水面积设计，分为坡顶截水沟和平台截水沟。路堑边坡顶部截水沟距沟槽不小于5m。截水沟外侧设土桩进行防渗处理。同时，要根据地形合理布置。石方开挖边坡可不设平台截水沟，土石方开挖边坡应在边坡平台上设截水沟，拦截收集坡面上的水，并通过溜槽排入下一平台截水沟，以防冲刷下一个坡面。

3.1.3 升降槽

跌水槽适用于坡度大于10%或水头差大于1m的陡坡地段，是一种特殊的地表排水沟形式，可有效避免流速过快对路基的冲刷。溜槽的设置应因地制宜，并与地形相结合。为保证溜槽的稳定性，应采取防滑措施，如设置防滑平台或榫头，以保证溜槽不会滑动。出水口可用片石混凝土加固，并设置消能措施，防止水流过大冲击。

3.1.4 排水沟

排水沟的主要功能是将边沟、截水沟、低洼处的水排出路基范围外，并与其他排水设施连接通畅。沟底纵坡不宜小于0.3%，长度不宜大于500m，一般采用梯形断面，断面尺寸根据水流情况确定。对易受水流冲刷的排水沟应进行防护加固。

3.1.5 蒸发池

在气候干旱、排水困难的低洼路段可设置蒸发池。蒸发池的设计应注意以下几点：蒸发池与路基之间应保持合理的距离，不应小于5m，位于湿陷性黄土地区时，应不小于黄土的湿陷半径，以保证路基的稳定和安全；蒸发池设计水位应低于排水沟底高程，蒸发池设计库容应结合当地气候条件计算，保证不发生沼泽化、盐碱化；蒸发池周围应设置防护措施，防止发生溺水事故。

3.2 明渠和排水渠

当地下水位深度较浅或没有固定的水层时，开放式水道和排水通道通常是合适的。使用开放式沟渠和排水管时，注意不要在温度过低的地方使用。在明渠施工过程中，有必要增加明渠的纵向坡度，以确保及时的水流。在开挖沟槽的过程中，检查控制基座的高度，控制横截面的大小，并使用人机协作进行相关的挖掘。在测量和设置开放式沟渠时，应使用经纬仪或全站仪，并且在进行设计时，必须根据设计图的规则进行科学工作。在整个过程中，开放沟槽的泄漏孔的结构应保持垂直，并且保证其没有阻塞[4]。

3.3 暗沟

地下排水沟通常安装在地下，在不引起洪水和集水的情况下引导水到地下排水沟。适用于城市下水道、雨水管道及公路路基排水。

地下沟的主要功能是引导地下水流，控制地下水位高度。室外暗渠的施工通常由进水暗渠的容积上盖板组成。地下排水沟设备的断面多为矩形结构，根据实际施工面积，有时为梯形结构。在实际施工过程中，沟槽宽度控制在0.3m～0.5m，高度控制在1m～1.5m，根据实际施工区域泉水的具体位置和高度，尽量选择排水路径最短的路基。同时，在开挖过程中要注意防水工作，泉水必须及时排除，防止堵塞的发生。在开挖过程中，相关人员应及时检查地基承载力。如果地基承载力不强，需要采取一些加固措施。在修建盲沟时，必须注意确保沉淀物、土壤和石头不会落入沟或压盖中，以防堵塞。

3.4 渗水沟

目前渗水沟有三种类型：管渗水沟、集石渗水沟和溶洞渗水沟。管沟主要用于地下水长、流量大的地区。当管沟长度为100m～300m时，必须设置水平排水段，排放地下水。从选材角度看，贯流管排水管可采用陶瓷、混凝土、水泥等材料，排水孔宜设在排水管壁上。排水孔的分布要有一定的顺序，缝隙不宜过大，一般不超过20厘米。堆石渗漏沟只适用于渗漏距离长、坡度小于1%的地段。截面通常为矩形或梯形。堆石渗漏沟埋深不得低于原地下水位。岩石沟槽底部和中心填充有漂石或砾石，具体比例取决于漂石或砾石的两侧和顶部，形成两部分，厚约15cm，填充有粒径。空心沟主要用于水域。洞沟的墙通常是砖砌的。孔的顶部必须用盖板盖住，以防异物进入。在公路排水施工设计中，这三种不同类型的沉管沟通常是有效结合的。根据实际情况设计了不同的排水沟和排水沟，以减少排水沟和排水沟对地下水的侵蚀量。