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        高速公路路基防排水設(shè)計和施工“微創(chuàng)新”

        2021-12-01 13:26:56俞冬旺桂國文周麗霞
        青海交通科技 2021年1期
        關(guān)鍵詞:施工

        俞冬旺 桂國文 周麗霞

        (江西省公路橋梁工程有限公司 南昌 330029)

        路基邊坡穩(wěn)定性是路基質(zhì)量的一個重要指標(biāo)。在實際工程中,除了路基壓實度、路基填料、地下水位、邊坡坡比等因素,路基邊坡排水及邊坡防護質(zhì)量對路基邊坡穩(wěn)定性也有著很大影響[1-3]。在路堤成型后,路堤邊坡的綠化及邊坡防護成型需要較長一段時間,特別是邊坡綠化草皮生長受季節(jié)影響較大。而在這段時間內(nèi),路堤邊坡及防護很容易被雨水沖塌、損壞,進而影響路堤質(zhì)量,并且可能對當(dāng)?shù)匕傩盏霓r(nóng)作物及房屋造成損害。因此如何預(yù)防或減少路堤邊坡受到雨水沖刷具有非??捎^的實際工程意義[4,5]。

        1 防排水工程

        防排水工程對于公路路基及邊坡穩(wěn)定性、耐久性、安全性有著顯著影響[6]。防排水的目的就是有效匯集降落在路界范圍內(nèi)的地表水,并迅速將其排除至路基范圍外天然溝道或積水池中,同時將路界外可能流入的地表水?dāng)r截在路界范圍以外,并將路基地下水引排到公路下側(cè)方,避免路基和路面結(jié)構(gòu)遭受地表水或地下水浸濕、沖刷等作用[7,8]。

        路基排水系統(tǒng)由排水溝、邊溝、平臺截水溝及山坡截水溝、橫向排水管、人字形骨架防護泄水槽、各種型式急流槽、跌水、天然河溝等組成[9,10]。路堤段排水溝為梯形混凝土預(yù)制排水溝,溝底凈寬60cm,溝深80(60)cm,預(yù)制構(gòu)件厚度為10cm。預(yù)制排水溝施工的關(guān)鍵點在于線型把控。要用GPS放出路基填方坡腳線和排水溝中心線,確保路基填筑寬度和護坡道寬度。

        路堤高度H>4m時邊坡采用預(yù)制塊人字形骨架形式進行防護,骨架內(nèi)植草,設(shè)置排水槽,使得坡面水沿排水槽流下,減小匯水對坡面沖刷;橋頭錐坡后9m長范圍內(nèi),當(dāng)為涉水橋梁時,路基邊坡采用漿砌片石防護;當(dāng)為有景觀要求的橋頭或者互通、國省道跨線橋時,路基邊坡采用C20砼預(yù)制六棱塊鋪砌防護;地面橫坡較陡路段、路基坡腳占壓河道或離河道較近需收縮坡腳的路段設(shè)置支擋構(gòu)造物。

        對于土質(zhì)穩(wěn)定的巖土邊坡一般采用基材客土植生防護。對局部表面易出現(xiàn)小范圍溜坍的土質(zhì)路塹邊坡或風(fēng)化嚴(yán)重、破碎軟質(zhì)易發(fā)生淺層局部滑塌的巖石邊坡,采用拱形骨架和植草防護。穩(wěn)定性不足的深路塹,采用錨桿框架梁進行加固處理。部分需要收縮路塹坡腳或欠穩(wěn)定邊坡可設(shè)置路塹混凝土擋墻。

        2 防排水方案設(shè)計

        某高速公路所處區(qū)域?qū)僦衼啛釒嘏瘽駶櫦撅L(fēng)氣候,年平均氣溫約16.3℃~19.5℃,春季雨水豐富,夏季高溫多雨,冬季溫和濕潤,地質(zhì)條件大部分為砂性土,因此路基填料基本都是選用含砂率高達85%以上的砂性土。該土質(zhì)顆粒間無黏聚力,性質(zhì)松散,遇水極易沖刷,極易造成路基邊坡坍塌等問題。為了克服砂性土易沖刷的缺陷,達到良好的路基邊坡防沖刷效果,保證路基邊坡質(zhì)量,減少土方?jīng)_刷,通過綜合分析路基地質(zhì)條件、路基填土高度及填料情況,最終確定采用路堤攔水埂結(jié)合路基邊坡急流槽的方案,具體如圖1和圖2所示:

        圖1 攔水埂設(shè)計平面圖

        圖2 攔水埂設(shè)計斷面圖

        質(zhì)量控制要點如下:

        (1)在路堤填至96區(qū)頂后,測定路基邊樁,為了保證攔水埂線型流暢,邊樁間距為20m。

        (2)攔水埂采用紅磚砌(圖3)。攔水埂沿路堤邊樁砌筑,為了保證攔水埂自身的穩(wěn)定性,在攔水埂外側(cè)預(yù)留15~20cm的寬度,紅磚采用縱向水平砌筑,砌筑雙層磚,即攔水埂高度約18cm,寬度為15cm,砌筑工藝為:先在路基頂鋪2cm厚砂漿并找平,然后將紅磚縱向鋪好,紅磚面與面相接處均用砂漿砌筑,為了防止攔水埂滲水,紅磚外露面均用細砂漿抹面。

        (3)為了防止攔水埂內(nèi)側(cè)水會沿攔水埂底部滲漏,因此在攔水埂內(nèi)側(cè)30~50cm寬度范圍內(nèi)下挖3cm,并鋪筑厚度為3cm砂漿墊層(圖4)。

        圖3 攔水埂 圖4 攔水埂的內(nèi)側(cè)砂漿墊層

        (4)為了保證路面水能順利進入路堤坡腳排水溝,因此在路堤段邊坡設(shè)置漿砌片石急流槽,急流槽與攔水埂連接,急流槽斷面尺寸按照設(shè)計圖紙尺寸施工,為了方便檢查,急流槽溝底做成臺階式。

        (5)相鄰邊坡急流槽縱向間距一般為40m,在超高段,由于邊坡水量不大,因此高邊坡急流槽間距可以相應(yīng)加大為50~60m一處;在低邊坡,由于路面排水量大,因此邊坡急流槽應(yīng)加密,一般間距為30m;在填挖交界處,攔水埂同樣應(yīng)與邊溝急流槽連接,防止在填挖交界處攔水埂被水沖毀。

        3 施工微創(chuàng)新工藝

        3.1 路堤填筑

        路堤填筑時,考慮到填筑材料大部分為砂性土且多為高填方施工,為避免雨季沖刷造成路基邊坡不穩(wěn)定,采用路堤填筑微創(chuàng)新工藝進行施工,即當(dāng)路基填筑到一定高度時,就按照設(shè)計坡度對路基邊坡進行修整,再將路基表植土重新護在坡面上,厚度控制在20~30cm,并按邊坡要求修整到位、拍實。

        路堤每填筑3~4m時應(yīng)及時對坡面進行整修,確保路基邊坡不陡于設(shè)計值。修整后路基邊坡應(yīng)整齊圓順,頂面每側(cè)應(yīng)寬于設(shè)計路基寬度50cm。上路堤以下路基填筑過程中設(shè)置從中間向兩側(cè)不小于4%的橫坡,以保證排水。填方路基填筑高度大于4m后應(yīng)在路基兩側(cè)邊緣設(shè)置擋水埝以防沖刷路基,擋水埝高約20cm;路基邊坡每間隔15~20m設(shè)置臨時泄水槽一道,與坡腳排水溝相接。臨時泄水槽寬約40cm,深約15cm,采用砂漿抹面,或用不透水材料鋪底,確保雨水通過擋水捻和臨時泄水槽排出路基。實踐證明,該新工藝不僅能有效地防止雨水沖刷邊坡,還能起到邊坡綠化作用。

        3.2 路塹開挖

        在路塹邊坡開挖后,由于表植土破壞后,砂性土質(zhì)邊坡很易被雨水沖刷,不僅影響邊坡外觀,而且對邊坡穩(wěn)定性造成一定隱患。為了保證邊坡穩(wěn)定及外觀,故在實施過程中采用路塹開挖微創(chuàng)新工藝進行施工,即路塹邊坡逐級開挖、逐坡綠化、逐坡防護,同時為方便后續(xù)的截水溝、平臺溝、急流槽的施工,及時將防排水材料運至指定位置。該工藝可以有效防止施工過程中雨水對路塹邊坡的沖刷,進而保證邊坡的穩(wěn)定性和外觀。特別是對于高路塹邊坡施工,不僅能有效減少后期的材料運輸費用,還有利于加快工程進度。

        3.3 蓋板涵防水處理

        蓋板涵臺背回填前,涵洞的防水處理是一個困擾已久的工程難題,導(dǎo)致后期維護時需要整改處理。其原因是目前蓋板涵的蓋板設(shè)計通常是每米板預(yù)制或每米板現(xiàn)澆,產(chǎn)生了很多蓋板頂縮縫,進而加大了涵洞防水處理的難度,也增大了涵洞頂漏水、滲水的可能性。為了能有效防止蓋板涵漏水、滲水,采用新型工藝及材料進行防水處理。首先,由于涂涮的瀝青干縮快,涵洞沉降縫外貼牛毛氈經(jīng)常會出現(xiàn)脫落,因此改用自粘性的防水牛毛氈進行粘貼;其次由于蓋板頂縮縫多,采用防水土工布(兩布一膜)對蓋板頂全部進行覆蓋處理。

        3.4 臺背回填

        臺背回填作為路基施工質(zhì)量控制的關(guān)鍵部位,高速公路通車后經(jīng)常出現(xiàn)該位置路基下沉的隱患。為了確保臺背回填質(zhì)量,首先應(yīng)該將臺背垃圾及廢棄土清除干凈,并按設(shè)計要求將臺背基底寬度修整到位,然后按設(shè)計坡度將臺背路基筑成階梯式。臺背回填時,嚴(yán)格控制每層填筑壓實厚度不超過15cm,每層必須檢驗,合格后再填筑下一層。但由于壓路機無法壓實臺背30cm處位置,為了避免該臺背30cm位置出現(xiàn)質(zhì)量隱患,因此采用小型夯實機進行振動壓實。

        4 結(jié)語

        路基邊坡的安全穩(wěn)定直接影響到高速公路整體建設(shè)質(zhì)量。在高速公路建設(shè)過程中,要想減少雨水對路基及邊坡的不利影響,就必須做好路基防排水工作。本文針對路基防排水工程的薄弱環(huán)節(jié),結(jié)合工程實際情況從方案設(shè)計和施工工藝兩個方面做了改進,有效地防止了路堤邊坡被雨水沖刷,保證了路基邊坡穩(wěn)定,并美化了路基邊坡。

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