潘 峰,徐洪雙

(1.黑龍江省公路工程監(jiān)理咨詢公司;2.黑龍江省龍建路橋第四工程有限公司)

水是影響公路質(zhì)量和使用品質(zhì)的一大要素,設(shè)計完善的排水系統(tǒng)是十分重要的。路面排水設(shè)計應(yīng)根據(jù)公路等級、降水量、地形、地貌、地質(zhì)及水文地質(zhì)條件等因素,結(jié)合路基排水、橋涵結(jié)構(gòu)物排水、地下排水系統(tǒng)的設(shè)計,合理地布置路面排水設(shè)施,使排水系統(tǒng)有機地構(gòu)成一個完整、暢通的排水體系,確保路基、路面穩(wěn)定和行車安全。

公路排水設(shè)計包括路界地表排水、路面內(nèi)部排水、地下排水和公路構(gòu)造物及下穿道路排水等;路界地表排水包括路面表面排水、中央分隔帶排水和坡面排水。坡面排水顧名思義是排除邊坡上的降水,并匯同路面水迅速、快捷地排出路界以外。坡面排水設(shè)施按其功能可分為邊溝、排水溝、截水溝、邊坡平臺截水溝及邊坡急流槽等,按斷面形狀可分為三角形、矩形、梯形、U形、碟形等。

在設(shè)計的路基排水設(shè)計中,由于自然情況、路線布置等情況往往比較復(fù)雜,對于某些路段需要進行路基排水的綜合設(shè)計,以提高排水效率,發(fā)揮各類排水實施的優(yōu)點,降低工程造價。

1 綜合排水設(shè)計的主要原則

(1)流向路基的地面水和地下水,需要在路基范國以外的地點設(shè)置截水溝、排水溝或滲溝等進行攔截,并引至指定的地點;路基范圍內(nèi)的水源,分別采用邊溝、滲溝滲井及排水溝予以排除。路基排水需要橫跨路基時,盡量利用擬設(shè)的橋涵,必要時設(shè)置涵洞、倒虹吸或渡槽。水流落差較大時,應(yīng)設(shè)置跌水或急流槽。

(2)對于明顯的天然溝槽,一般宜依溝設(shè)涵,不必勉強改溝與合并。對于溝槽不明顯的漫流,應(yīng)在上游設(shè)置柬流設(shè)施,加以調(diào)節(jié).匯集成溝,導(dǎo)流排除。對于較大水流,注意因勢利導(dǎo),不可以輕易改變流向,必要時配以防護工程.進行分流或束流。

(3)為提高截流效果,減少工程量,地面溝渠宜大體沿等高線布置,使溝槊垂直于水流方向,力求短捷,水流通暢。溝渠彎道處應(yīng)以圓曲線相連,減少水流的沖擊力。

(4)各排水溝渠地基應(yīng)穩(wěn)固,不得滲漏或滯留,并有適當(dāng)?shù)目v坡。溝槽的基底與淘底及構(gòu)壁,必要時應(yīng)予以加固,不得溢水滲水,防止損害路基,引起水土流失。

(5)路基排水綜合設(shè)計,必須做好事先調(diào)查研究工作,查明水源和有關(guān)現(xiàn)狀,測繪現(xiàn)場圖紙,進行必要的水力水文計算,做出總體規(guī)劃,提出總體布置方案,逐段逐項進行細部設(shè)計計算,并進行效益分析與經(jīng)濟核算。

2 路基排水

路基排水設(shè)計的目的,就是將影響路基強度及穩(wěn)定性的地下水及地面水及時排出公路范圍之外,路基排水設(shè)施主要由排水墊層、邊溝、排水溝、截水溝、急流槽、盲溝、滲溝、涵洞等組成,并與原有溝渠、河流等相連。設(shè)計應(yīng)遵循塘路分家、田路分家的原則,使高等級公路排水系統(tǒng)自成體系。

路基地面排水主要是通過全線貫通的邊溝來進行的,一般采用 60cm×60cm的矩形邊溝,以 30cm厚的 7.5#漿砌片石砌筑,邊溝縱坡一般不小于 0.3%,坡長不大于 300m,邊溝水均應(yīng)引離路基,排入原有水系中的河流、排水渠及取土坑內(nèi),但不排入魚塘內(nèi)。當(dāng)邊溝與涵洞、通道發(fā)生交叉時,一般將邊溝水直接排入涵洞,或在灌溉涵、通道處讓路基邊溝向兩側(cè)排走或設(shè)邊溝倒虹吸涵通過。在挖方地段,一般還應(yīng)設(shè)置 40cm×40cm的矩形平臺截水溝,并在坡頂外側(cè)設(shè)60cm×60cm的矩形或梯形地面截水溝,截水溝以 25cm厚的 7.5#漿砌片石砌筑。截水溝用以攔截和排除流向路基的地表徑流,防止沖刷和侵蝕挖方邊坡,還可減輕邊溝的排水負擔(dān)。地下水帶來的危害往往很大,地下水會使得路基泡軟、坍塌,并嚴重影響路面結(jié)構(gòu)的安全,在平原微丘區(qū)修建高等級公路須重視地下排水設(shè)計。

(1)軟基處理段。高等級公路沿線往往會遇到淤泥質(zhì)軟土層,地下水含量較大,為保證軟土段路基的穩(wěn)定,迅速排除地下水至關(guān)重要。為此,設(shè)計往往會根據(jù)實際情況采取塑料排水板+砂墊層+超載預(yù)壓的深層、粉噴攪拌樁、換填砂礫等措施,值得注意的是為確保軟土路段地下水迅速由砂墊層排入邊溝,需在砂墊層與排水溝相接的斜面上做 15cm厚的級配碎石(粒徑 2～4cm)反濾層,且泄水孔出口應(yīng)高于邊溝底 30cm左右。

(2)低矮路堤。高等級公路也會有很多路段處于水稻田的低矮路堤(路基邊緣設(shè)計標(biāo)高與原地面標(biāo)高之差小于1.5m),為及時排除地下水,確保路基不處于過濕狀態(tài),設(shè)計會采取排水溝加深的措施,以便降低路基中地下水位,實際使用效果良好,但應(yīng)注意排水溝出水口不應(yīng)低于常水位標(biāo)高或利用的排水溝渠的底面標(biāo)高。

(3)挖方路段。高等級公路如處于丘陵區(qū),路基基本設(shè)計成路塹形式,對于水稻田地段的土質(zhì)挖方段,尤其是邊溝長、溝底坡度緩的地段,采用滲溝隔斷地下水向路基滲流的路徑;對于石方挖方段,可結(jié)合取土,盡量使路兩側(cè)邊溝挖深、加寬,以利截流地下水和降低路基中地下水位。無論采用何種形式邊溝,都應(yīng)注意控制最小縱坡及最大溝深,以保證邊溝出水口不低于常水位標(biāo)高或被利用的排水溝渠的底面標(biāo)高。

(4)填挖交接段。對于路塹和路堤交接處,如路塹地下水位較高,為防止路塹下含水層中的水沿路基縱向流入路堤,使路堤濕化、坍塌,設(shè)計會增設(shè)橫向滲溝措施,攔截縱向水流。

3 結(jié) 語

目前我國高速公路建設(shè)發(fā)展很快,由于現(xiàn)場地形復(fù)雜,關(guān)于排水專項設(shè)計很難面面俱到,針對性不強,每條高速公路的排水設(shè)計還要結(jié)合現(xiàn)場地形地貌,需要進一步優(yōu)化設(shè)計,但每條公路排水方案都離不開“攔”、“匯”、“導(dǎo)”三字經(jīng)。只有在現(xiàn)場上狠下工夫,在施工中不斷優(yōu)化設(shè)計才能解決好排水問題。

[1]公路排水設(shè)計規(guī)范(JTJ018297).

[2]鄧學(xué)均.路面設(shè)計原理與方法[M].北京:人民交通出版社,2001.17-18.

[3]黃曉明.瀝青路面設(shè)計[M].北京:人民交通出版社,2004.28-29.