江強(qiáng)
(上饒市婺源公路事業(yè)發(fā)展中心,江西 婺源 333200)
天氣環(huán)境復(fù)雜多變,公路受外界雨水不斷侵蝕,路基路面會(huì)受到?jīng)_刷,若公路的路基路面材質(zhì)不夠牢固、施工質(zhì)量不過關(guān),會(huì)造成路面積水,降低路面抗滑性能,為車輛通行埋下安全隱患,嚴(yán)重時(shí)還會(huì)使整個(gè)公路結(jié)構(gòu)整體性、穩(wěn)定性和使用壽命下降,從而引發(fā)諸如跳車等安全問題。因此,必須掌握影響公路路基路面排水作用的各種因素,不斷地對(duì)其工藝進(jìn)行改進(jìn),減少積水與雨水對(duì)公路產(chǎn)生的影響[1]。
從地質(zhì)條件影響因素方面分析,包含風(fēng)化巖層分布等因素。在施工階段,如果公路沿線的地基承載能力比較差,很容易引發(fā)滑坡、路基坍塌等災(zāi)害,在水體擾動(dòng)及雨水侵蝕下,還會(huì)危及施工人員的生命安全,須加強(qiáng)路基路面排水施工的安全保護(hù),采取有針對(duì)性的護(hù)坡加固措施,來避免地質(zhì)條件因素產(chǎn)生的影響,推進(jìn)公路路基路面排水工程項(xiàng)目有序開展。
從地理環(huán)境因素方面分析,在公路路基路面排水施工過程中,地理環(huán)境因素包含附近河流以及地下水流動(dòng)產(chǎn)生的影響。一般來說,地下水通常在不滲透結(jié)構(gòu)層當(dāng)中,如果與施工環(huán)境的距離比較接近,水會(huì)直接滲透到路基隔水層,對(duì)公路質(zhì)量造成一定影響,因此,在具體操作環(huán)節(jié)需要對(duì)上層水、間層水以及地下水所產(chǎn)生的影響進(jìn)行綜合分析,并采用相應(yīng)的措施來防止路基路面受到水的干擾。
此外,公路路基路面排水影響還與降雨量、降雨頻率等因素有關(guān)。假如公路上的排水系統(tǒng)不健全,就會(huì)造成大量的雨水聚集,滲入路基中的雨水則會(huì)使公路的性能下降。因此,要根據(jù)不同地區(qū)的天氣情況,采取相應(yīng)的排水方法,從而保證路基路面排水工程能夠有序開展[2]。
在公路路基排水工程中,截水溝和邊溝是一種常見的工程方法。截水溝主要在山坡路堤以及開挖路基的頂端,能夠有效地將山坡道下坡的流水進(jìn)行阻斷,以減少流水給路基形成沖刷,提升路基的穩(wěn)定性。在截水溝施工之前要做好現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)水文調(diào)查,掌握影響截水的基本因素,并進(jìn)行合理選址。假設(shè)公路所在的區(qū)域地質(zhì)條件相對(duì)較好,就將截水溝與公路主體之間的間距控制在不低于8m 處。若項(xiàng)目處在黃土區(qū)域,則采用與截水溝間距在12m 以上。公路在高邊坡開挖路段設(shè)置截水溝,能夠有效地隔斷積水形成。
另外,在施工階段,考慮到排水標(biāo)準(zhǔn)的問題,邊溝工程通常采取分段式泄水孔的施工方法,既能提高邊溝的排水效果,又能防止大雨時(shí)雨水沖刷邊溝。同時(shí),邊溝的形狀有三角形、平曲線形、梯形等類型,施工中各種邊溝的施工方法、技術(shù)都有著不同的規(guī)范,常見的規(guī)范要點(diǎn)探討如下:
第一,對(duì)于梯形結(jié)構(gòu)的邊坡而言,施工過程中需要保證與泄水孔的距離要<40cm。
第二,針對(duì)三角形結(jié)構(gòu)的邊坡而言,施工過程中與泄水孔的距離要控制在25cm 以內(nèi)。
第三,在平曲線結(jié)構(gòu)邊坡施工的過程中,要注重工藝控制,減少積水形成。
合理設(shè)置急流槽以及排水溝,能夠提高路基的排水功能,還具有取材便捷、施工成本低廉的特點(diǎn)。在進(jìn)行路基跌水急流槽建設(shè)之前,必須對(duì)公路所在的地形、地質(zhì)條件有充分的認(rèn)識(shí),對(duì)場(chǎng)地的施工材料進(jìn)行科學(xué)合理 的利用,從而達(dá)到節(jié)約建設(shè)成本的目的。同時(shí),在公路施工過程中,針對(duì)一些地質(zhì)條件復(fù)雜的情況,排水形式可以采用臺(tái)階式的直流槽結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工,見圖1。首先,采用厚10cm 的水泥砂漿在溝底鋪砌,以提高地基的承載強(qiáng)度和承載能力。其次,在混凝土澆筑完成并達(dá)到設(shè)計(jì)要求后,使用土工布作為隔水層,在地基上鋪設(shè)多孔塑料管可有助于提升排水效率;最后,用粒徑2~4cm 的砂石料進(jìn)行回填并夯實(shí)平整,滿足設(shè)計(jì)高度。當(dāng)?shù)绷鞑墼O(shè)在路基的邊溝下面時(shí),必須讓路基的縱坡高程與邊溝的高程保持一致,使水流能有效地通過邊溝。一般來說,在排水溝砌筑之前,需要根據(jù)設(shè)計(jì)方案的標(biāo)準(zhǔn)要求,做好材料配合比、摻入量和材料等級(jí)的確定。材料在拌和之前要采用攪拌機(jī)進(jìn)行處理,保證材料攪拌均勻。此外,采用石料進(jìn)行溝身施工時(shí),石材要堅(jiān)固且避免出現(xiàn)風(fēng)化等情形。最后,在砌筑的階段,采用砂漿進(jìn)行砌筑。首先將砂漿鋪設(shè)在基材的施工位置,而后在結(jié)構(gòu)材料上涂抹砂漿進(jìn)行砌筑,如此才能提高片石密集性,并在溝身完成之后要進(jìn)行7 天以上的養(yǎng)護(hù)[3]。
圖1 路基急流槽
從以上分析可以看出,在公路路基工程中,地下水是影響排水效果和工程質(zhì)量的重要因素。在公路路基排水工程中,通常采取明溝和暗溝等方法來減少由于地下水活動(dòng)而引起的地基沉降和變形的影響。明溝開挖之前應(yīng)對(duì)土質(zhì)狀況進(jìn)行調(diào)查,在保證土質(zhì)情況狀態(tài)良好的基礎(chǔ)上,做好開挖深度的設(shè)計(jì),在地下排水施工中還需做好支護(hù)結(jié)構(gòu)和安全防護(hù)的控制工作,避免出現(xiàn)路基坍塌引起的各種不良事故。在地下水道工程中,通常采用混凝土澆筑的施工方法,通過對(duì)溝渠進(jìn)行加固,防止因水體干擾而造成的管涌、坍塌等質(zhì)量問題。同時(shí),還需控制排水溝內(nèi)壁的滲漏孔,避免因滲漏孔設(shè)置不完善而引起的滲漏問題。明溝和暗溝的施工條件是不一樣的,明溝施工容易,會(huì)對(duì)高速公路的外觀造成一定影響,需根據(jù)實(shí)際情況對(duì)公路路基的位置以及路基排水的需求進(jìn)行綜合選擇,以提升地下排水的效率。
在高速公路路基滲溝排水施工過程中,路基滲溝排水的方式主要是利用滲溝將水匯集,再一起排出路基之外,避免因水沖刷而引起的路基下沉或塌陷情況。在路基滲溝排水施工過程中,由于開挖深度比較大,須盡量避開邊坡而造成滑坡。在坡面度大于5%的情況下,可以把基礎(chǔ)劃分為階梯狀。在土方開挖超過設(shè)計(jì)高度300mm 后,安排施工人員在該區(qū)域布設(shè)混凝土預(yù)制塊,涂刷一層防水材料,防止?jié)B水進(jìn)入路基區(qū)域,從而對(duì)路基的安全性和穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響。此外,待底座施工完成后,在其表面鋪設(shè)土工布,土工布之間的距離不超過10cm,且要確保波紋管連接好,把波紋管的轉(zhuǎn)彎角度調(diào)節(jié)好,避免波紋管出現(xiàn)損傷和堵塞的情形。最后在防滲透過程中,用砂礫碎石做防滲層,防滲層的厚度一般在3~5cm,采用顆粒較細(xì)的砂礫作反濾層,再鋪設(shè)和壓實(shí)厚50cm 左右的中粗砂,使其排水功能得到提升。
公路路基表面排水工程技術(shù)分為兩大類:排水孔和攔水帶。在排水孔的施工中,應(yīng)根據(jù)單位時(shí)間的水流量和流速,以及路面排水效果的要求,從而確定排水孔的孔徑和布局。一般情況下,路面表層排水孔多為喇叭形,其外徑比內(nèi)徑大,能使水流順暢、快速地流過。 另外,進(jìn)行排水溝以及排水孔的安裝施工中,還需做好橫向排水設(shè)施的有效結(jié)合,嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),控制水孔以及排水設(shè)施保持相應(yīng)的距離,減少路面水流的滲透,提升車輛的通行性。在實(shí)際工程中,對(duì)于攔水帶的設(shè)計(jì)高度往往要大于路面表層的高度,這樣才能將積水排除。針對(duì)一些設(shè)置防護(hù)欄的區(qū)域,其頂部高度則應(yīng)控制在15cm 比較合適。若選擇混凝土材料作為攔水帶的材料時(shí),需考慮兩者之間的密封效果,特別要注意接頭處的縫隙處理,防止雨水通過裂縫滲入路面。除排水孔和攔水帶以外,在路表排水的過程中,還需根據(jù)路面橫坡度做好排水設(shè)施的控制。一般來說,在設(shè)置階段,要按照具體的條件設(shè)置流水槽,并利用排水設(shè)施來減少雨水的沖刷,從而及時(shí)有效地將積水排到公路路基之外[3]。
第一,在公路路面內(nèi)部排水工程中,填方砌體施工技術(shù)作為常見的排水技術(shù),具體應(yīng)用中主要是將3cm 左右的土層以及墊層,在路面內(nèi)部和路肩底部設(shè)置相應(yīng)的結(jié)構(gòu),通過土體材料形成一個(gè)排水系統(tǒng),從而配合排水孔和排水渠,將雨水排出路表結(jié)構(gòu)。第二,在施工環(huán)節(jié),要做好內(nèi)部排水設(shè)施布設(shè),在路面內(nèi)部可以設(shè)置排水層,及時(shí)有效地將滲透水排出路表之外,給公路的使用年限提供更多的支持。
第一,一般而言,路面排水結(jié)構(gòu)的銜接施工,主要是橫向排水以及邊溝的連接,在具體操作階段需要在邊溝的內(nèi)部開設(shè)小孔,并把橫向水管從邊溝導(dǎo)入到集水區(qū),形成一個(gè)有效的排水系統(tǒng)。第二,在邊溝以及縱向區(qū)域設(shè)置相應(yīng)的邊溝形式,同時(shí)增加寬度,在掌握坡度的情況之下,形成一個(gè)邊溝與排水溝連接的系統(tǒng),以提高排水效果。第三,在橫向排水溝及滲溝連接時(shí),需要把軟管插入到排水系統(tǒng)當(dāng)中,使其成為中央分離帶的一個(gè)排水連接轉(zhuǎn)折點(diǎn),從而提高路面排水效率。
根據(jù)路面排水的標(biāo)準(zhǔn),對(duì)路面結(jié)構(gòu)的形式進(jìn)行優(yōu)化分析,同時(shí)嚴(yán)格按照技術(shù)流程控制施工過程,確保路面排水性能得到提升。首先,路拱的橫坡度應(yīng)按施工圖和設(shè)計(jì)文件來確定,通常為1.5%比較合適。在路面結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的情況下,必須把路拱橫坡度增加到2%~2.5%的水平。其次,排水層的設(shè)置需要在路面的面層之下,厚度要控制在10~15cm,并結(jié)合路面排水施工的需要對(duì)材料的性能進(jìn)行試驗(yàn),增加材料的空隙率。一般而言,材料的空隙率要保持在20%左右。再次,為了能夠全面解決積水滲透的問題,需根據(jù)防水施工的標(biāo)準(zhǔn)及排水施工的需求,做好結(jié)構(gòu)表層的處理,可以利用瀝青混凝土等材料進(jìn)行鋪設(shè)。最后,為把路面結(jié)構(gòu)層的積水排除,必須在20~40cm 的距離設(shè)置縱向排管,讓縱向排管與邊坡排水溝相連通。同時(shí),在路面積水溝附近還需要設(shè)置有針對(duì)性的反濾層,可更加有效地提高路面的排水性能[4-8]。
綜上分析,在路基路面排水施工環(huán)節(jié),地質(zhì)、地理、氣候等因素對(duì)排水效果和施工質(zhì)量有很大的影響。在一些情況比較復(fù)雜的地區(qū),水體在一定的程度上會(huì)影響路基路面的穩(wěn)定性和安全性。目前,在公路路基排水工程中,采用的主要施工技術(shù):路基排水、截水溝、邊溝、路面排水結(jié)構(gòu)連接處施工技術(shù)、路面排水施工技術(shù)。在工程實(shí)踐中,必須將地質(zhì)勘察資料、路基路面排水施工要求、排水施工技術(shù)規(guī)范等綜合考慮,通過合理選擇,采取有針對(duì)性的施工措施,提高路基路面排水效果,為車輛安全通行打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。