吳清利

（甘肅路橋第三公路工程有限責任公司，甘肅蘭州 730030）

0 引言

建設(shè)高速公路路基排水設(shè)施的目的是減輕積水對高速公路造成的傷害，常見設(shè)施有跌水、急流槽、排水溝，以及渡槽、積水池等。在實際應(yīng)用中由于設(shè)計與管理工作不到位導(dǎo)致其并沒有發(fā)揮出應(yīng)有的效果，造成諸多病害進而導(dǎo)致高速公路路基排水設(shè)施運行不順暢。高速公路一旦出現(xiàn)路面積水問題，會直接軟化路基下的土地層，導(dǎo)致路基底部失去基礎(chǔ)支撐，嚴重影響高速公路的使用壽命，甚至可能導(dǎo)致交通安全事故。比如，排水設(shè)施無法正常工作時會出現(xiàn)很多自由水，形成水霧對駕駛員造成干擾進而影響汽車通行安全。因此，相關(guān)工作人員應(yīng)該針對此類問題進行深入分析與探究，積極尋找有效措施來治理高速公路路基排水設(shè)施病害問題，使排水設(shè)施發(fā)揮有效的作用，從而延長高速公路的壽命、提高其質(zhì)量并保證行車安全。表1 是高速路路基施工的技術(shù)規(guī)范，為施工提供了技術(shù)參考。

表1 路基施工技術(shù)規(guī)范

1 高速公路路基排水設(shè)施常見病害類型及產(chǎn)生原因分析

通過對高速公路路基排水設(shè)施的調(diào)查分析，下面總結(jié)出五種典型的排水設(shè)施病害類型并進行原因分析。

1.1 溝渠堵塞

溝渠堵塞即排水溝渠存在雜物堆積現(xiàn)象，如落葉、樹枝或人為丟棄的垃圾等雜物，導(dǎo)致排水溝渠無法防淤、防沖，影響排水系統(tǒng)進行排水工作[1]。

產(chǎn)生原因：一是由于長時間的降雨，導(dǎo)致坡面上的泥沙流動到排水溝中，造成排水溝堵塞，不能正常完成排水工作，甚至在大量降雨量長時間高強度的沖刷下，還會導(dǎo)致排水溝渠毀壞。二是在高速公路施工過程中，由于施工人員操作不當致使一些雜物堆積到溝渠中，而排水溝的水流對堆積物作用力較弱以及相關(guān)人員未及時清理，使得堆積物無法排出，造成溝渠堵塞的病害，進而誘發(fā)路基排水故障的質(zhì)量問題。

1.2 溝渠破損

部分邊溝溝渠與排水溝渠被嚴重破壞，或者溝底的漿砌面粗糙，均會使水流流速降低，造成水流下滲，最終無法實現(xiàn)有效排水[2]。

產(chǎn)生原因：排水溝渠底部的砌漿面過于粗糙，或施工時沒有將路基嚴密地壓實，導(dǎo)致高速公路服役過程中出現(xiàn)漿砌片石脫落，這些情況都是導(dǎo)致排水不能及時有效排出的直接原因。此外，在高速公路路基排水設(shè)施施工過程中，由于沒有對溝渠周圍泥土進行加固，當降水量超出其承受能力時，土體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性就會受到破壞，出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象，泥土滑動到排水溝渠內(nèi)造成堵塞，甚至可能出現(xiàn)更為嚴重的排水溝渠垮塌現(xiàn)象。

1.3 溝渠沖刷

從不同路段排水設(shè)施排出的水集中匯入排水溝渠內(nèi)，長時間、高強度的流水沖擊導(dǎo)致部分排水溝渠受到破壞的情況叫作溝渠沖刷[3]。

產(chǎn)生原因：第一，施工人員在施工過程中沒有嚴格按照施工規(guī)范對排水溝渠進行加固；第二，雖然進行了加固施工但是其強度達不到標準要求。鋪設(shè)在排水溝渠底部的砂漿在經(jīng)過長時間的雨水浸泡、沖刷受到一定的破壞，此外各個排水設(shè)施的水流匯集在一起，加大了沖刷力度，進而對排水渠造成明顯的損害，影響排水設(shè)施的正常運轉(zhuǎn)，最終導(dǎo)致水流堆積對高速公路路面造成破壞。

1.4 進出水口淤積堵塞

高速路上常常會出現(xiàn)涵洞兩側(cè)堆滿樹干、稻草等雜物的現(xiàn)象，遇到強降水時阻礙水流正常穿過，甚至造成堵塞，水面增高的后果。

產(chǎn)生原因：進出水口在高速公路路基排水設(shè)施中有著舉足輕重的地位，相當于排水系統(tǒng)運作的開關(guān)，它直接關(guān)系整體排水設(shè)施能否正常運行。各支路水流需要匯集到一起再經(jīng)過排水設(shè)施流出，會造成較大的沖擊力。設(shè)計人員在做排水設(shè)施的設(shè)計工作時，為了避免自然垃圾、人造垃圾等進入排水溝渠造成堵塞，一般選擇使用蓋板進行阻隔。水流通過蓋板上的泄水孔流入排水溝渠內(nèi)，當蓋板上方被石子、垃圾、樹葉等物體堵塞，水流無法快速順暢地流入排水溝渠內(nèi)，致使路面形成大量積水，對路基結(jié)構(gòu)造成破壞。一些路段采取過水涵洞的設(shè)計，但由于工作人員未及時檢查，涵洞兩側(cè)被木柴等物體堆積造成涵洞堵塞，當降水量過大時，會造成徑流浸泡，也會直接對高速公路路基帶來不良影響。

1.5 超高漸變段積水漫流

降水集中在分隔帶附近無法流入中溝，造成路面出現(xiàn)雨水漫流現(xiàn)象。

產(chǎn)生原因：為了排出高速公路路面的積水，會在高速公路彎道超高漸變段的中央分隔帶設(shè)立排水溝與集水井。但是，由于設(shè)計過程中缺少對細節(jié)的把控，造成排水溝截面過小無法滿足高速公路路面的排水要求，導(dǎo)致高速公路彎道超高漸變段里側(cè)的積水無法排出，除此之外，施工工藝操作問題造成集水井井口高于排水溝、排水溝高于路面或路面邊緣攤鋪過高翹起的現(xiàn)象，導(dǎo)致路面積水無法通過排水溝與集水井排出，反而形成積水在排水溝末端倒灌至路面的現(xiàn)象，在超車道形成路面積水。

2 排水設(shè)施常見病害處理及養(yǎng)護策略

為了減少高速公路路基排水設(shè)施出現(xiàn)病害問題，通過收集相關(guān)資料研究高速公路路基排水設(shè)施常見病害類型及其產(chǎn)生原因，總結(jié)出以下幾點有利于排水設(shè)施發(fā)揮正常功能的優(yōu)化方案。

2.1 設(shè)計合理的地表排水設(shè)施

在對高速公路路基范圍內(nèi)地表水量進行充分了解的基礎(chǔ)上，開展地表排水設(shè)施的布置，使其發(fā)揮最大效用。首先采用暗埋法布設(shè)邊溝，分別設(shè)置在路基兩側(cè)，用于匯集路面與邊坡等處的地表水。截水溝需要布置在邊坡路塹的坡頂位置，呈梯形斷面結(jié)構(gòu)，按照寬度大于50cm 且高度為50cm 的標準設(shè)置，此外還要注意與路基挖方區(qū)域保持合適的距離，以免邊坡性能受到破壞。

2.2 設(shè)計合理的地下排水設(shè)施

地下排水設(shè)施布置在地下水的挖方、填挖交替等路段，以水的滲流方式實現(xiàn)匯集，如暗溝、滲水井等設(shè)施。

地下排水設(shè)施的布設(shè)有許多需要注意的地方，其中滲溝的布設(shè)分為填石、管式和洞式三種類型。填石類型的滲溝適合水流長度短的位置，埋置深度應(yīng)高于地下水水位，按照施工要求將碎石、小砂石等材料合理填筑在滲溝底部、中部等位置。管式類型的滲溝適用于引水量大、水流長度較長的位置，在該路段設(shè)置排水管并將泄水管配置在滲溝末端位置。洞式類型的滲溝則適合布設(shè)在水流量大的位置，需要使用蓋板等設(shè)備覆蓋在洞頂和洞壁處。在施工過程中要根據(jù)高速公路排水設(shè)施的實際情況對三種類型的滲溝進行協(xié)調(diào)。

暗溝通常布設(shè)在高速公路路基范圍內(nèi)的污水管、雨水管、公路分隔帶等區(qū)域，底部呈矩形，需要滿足寬度30～50cm，高度100～150cm 的標準，進水口、蓋板、暗溝深度在實際施工過程中需要實時監(jiān)測路基底部的承載力，及時采取加固措施。

2.3 加強高速公路邊坡穩(wěn)固性

由于自然因素或人為因素的影響，高速公路兩側(cè)坡面遭到破壞，導(dǎo)致穩(wěn)定性降低，進而對高速公路造成損害，因此對高速公路兩側(cè)坡面進行加固防護對路基排水設(shè)施的正常有效運行有著重要意義。以下總結(jié)幾點加強高速公路兩側(cè)坡面穩(wěn)固性的方案措施[4]。

第一，使用片石護坡和護面墻，這兩種方式都具有一定的抗推力，兩者的優(yōu)點是可以就地取材、制作工藝簡單。

第二，使用菱形網(wǎng)格防護，可以預(yù)制安裝或者在現(xiàn)場直接使用水泥混凝土進行澆灌形成。菱形網(wǎng)格防護的施工工藝簡單、適用性強，該方法適用于填方邊坡和土質(zhì)挖方邊坡。

第三，采取對坡面進行噴射混凝土的方式，利用混凝土的凝固性對邊坡高處一些可能風(fēng)化掉落的巖石坡面進行混凝土噴射處理，以阻止巖石繼續(xù)風(fēng)化造成石塊掉落的后果，達到護坡的目的。此方法所需要用到額外的施工設(shè)備。

第四，生物防護是一種新興的高速公路邊坡綠色防護形式。除了種樹這一傳統(tǒng)防護邊坡形式外，近年來出現(xiàn)植草或者鋪草皮這兩種防護方案。這種方式還可以恢復(fù)高速公路沿線的綠色生態(tài)景觀并加固邊坡，防止邊坡坍塌。

2.4 加強高速公路路基排水系統(tǒng)的養(yǎng)護

在高速公路的使用過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)自由水滲透的問題。因此，在排水設(shè)施建設(shè)過程中應(yīng)考慮后期養(yǎng)護問題，養(yǎng)護管理直接關(guān)系到排水系統(tǒng)的使用質(zhì)量和壽命，相關(guān)工作人員需要嚴格依照排水設(shè)施養(yǎng)護規(guī)范對排水系統(tǒng)進行定期的養(yǎng)護。

一是將瀝青混凝土用于高速公路的防水工作中，其優(yōu)異的物理性質(zhì)可以有效地加強高速公路路基排水設(shè)施的排水性能。

二是相關(guān)工作人員應(yīng)該對排水設(shè)施進行定期的檢測，及時地清理出堆積在排水溝渠中的雜物，對現(xiàn)今已經(jīng)出現(xiàn)病害的排水設(shè)施，再根據(jù)實際情況做出修復(fù)或重建對應(yīng)的處理，以此保證排水設(shè)施系統(tǒng)的正常運行，高速公路也能得到有效保護從而延長其壽命、提升其質(zhì)量。

2.5 因地制宜設(shè)計合理的高速公路路基排水設(shè)施

設(shè)計人員在設(shè)計過程中，應(yīng)對負責路段全段進行分區(qū)段分析，針對不同路段的實際情況進行研究，其中包括水質(zhì)、地理位置、地勢地形、氣候氣象等條件，設(shè)計人員需要根據(jù)收集到的數(shù)據(jù)信息并結(jié)合高速公路各路段的水流特征以及排水量，對不同路段進行精確的設(shè)計，還應(yīng)考慮強化排水設(shè)施各部分的協(xié)作，計算并確定各設(shè)施之間的合理距離。以截水溝的不同情況為例，當間距過大時，坡面流動的水量較大，坡面容易松軟，出現(xiàn)坍塌的現(xiàn)象；而間距過小則容易使生態(tài)環(huán)境遭到破壞，增加施工成本。因此，需要經(jīng)過精確的思考和計算設(shè)計出合理且有效的排水設(shè)施系統(tǒng)，確?？梢宰屌潘O(shè)施體系得到改善、優(yōu)化。

2.6 培養(yǎng)專業(yè)的養(yǎng)護管理隊伍

隨著國家經(jīng)濟及技術(shù)水平的不斷提高，高速公路路基排水設(shè)施養(yǎng)護管理工作已逐漸向?qū)I(yè)化方向發(fā)展。如何打造一支高素質(zhì)、高效率的養(yǎng)護管理隊伍應(yīng)該成為各級養(yǎng)護管理者所研究的課題，養(yǎng)護工作不應(yīng)僅一直停留在修修補補的階段，而是需要能夠根據(jù)高速公路排水設(shè)施運行過程中出現(xiàn)的不同的情況分析出合理、對應(yīng)的解決方案，并高效地執(zhí)行到位，使排水設(shè)施快速恢復(fù)正常運行狀態(tài)。

3 結(jié)語

高速公路在服役過程中容易受到氣候以及降水量等因素的影響，導(dǎo)致部分路段經(jīng)常被大量積水浸泡，長時間的路面積水會嚴重破壞高速公路的質(zhì)量，還會對過往行駛的車輛造成威脅，所以高速公路路基排水設(shè)施的性能對高速公路路面的安全與使用壽命起著至關(guān)重要的作用?？偠灾?，高速公路的排水工程是整個高速公路的基礎(chǔ)設(shè)施，更是保證路面質(zhì)量延長使用壽命的重點所在，而路基排水的病害不僅與地質(zhì)有關(guān)，前期的設(shè)計、施工與后期的養(yǎng)護等環(huán)節(jié)也會影響排水工程的效果，因此為保障高速公路的安全和使用壽命，要從多方面進行分析，采取合理的措施，積極預(yù)防和治理高速路路基排水工程的病害。