公路路基坡面排水實(shí)施策略探討

付會光

（衡水衡通公路工程監(jiān)理咨詢有限公司，河北 衡水 053000）

0 引言

公路路基地面排水設(shè)施有邊溝、截水溝、排水溝、跌水與急流槽等，必要時(shí)還應(yīng)設(shè)置渡槽、倒虹吸及積水池等。這些排水設(shè)備，分別設(shè)在路基的不同部位，各自的排水功能、布置要求或構(gòu)造形式均有所差異。各類地表排水設(shè)施的溝槽頂面應(yīng)當(dāng)高出設(shè)計(jì)水位0.1～0.2m，排水設(shè)施的斷面形狀和尺寸應(yīng)滿足排水設(shè)計(jì)的要求。

1 邊溝

邊溝一般設(shè)置在挖方路基的路肩外側(cè)或低路堤的坡腳外側(cè)，山坡上路基靠上坡一側(cè)的坡角也應(yīng)設(shè)置不透水的邊溝。邊溝的走向多與路中線平行，用以匯集和排除路基范圍內(nèi)及流向路基的少量地面水。平坦地面填方路段的路旁取土坑，常與路基排水設(shè)計(jì)綜合考慮，使之起到邊溝的排水作用。設(shè)計(jì)邊溝時(shí)盡量使溝內(nèi)水流就近排至路旁自然水溝或低洼地帶，必要時(shí)設(shè)置涵洞，將邊溝水橫穿路基，從另一側(cè)排出。邊溝出水口附近以及排水困難路段，如回頭曲線和路基超高較大的平曲線等處，邊溝應(yīng)進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)。邊溝設(shè)計(jì)時(shí)必須依據(jù)沿線具體條件選用標(biāo)準(zhǔn)橫斷面形式。邊溝緊靠路基，通常不允許其他排水溝渠的水流引入，亦不能與其他人工溝渠合并使用。邊溝不宜過長，長度一般小于500m，多雨地區(qū)不宜超過300m；縱坡與路線保持一致，最小縱坡為0.25%，溝壁鋪砌后為0.12%，縱坡大于3%時(shí)需進(jìn)行加固和防護(hù)。

1.1 梯形邊溝

梯形邊溝內(nèi)側(cè)溝壁為1∶1～1∶1.5， 外側(cè)邊溝與挖方邊坡相同。邊溝底寬于深度0.4～0.6m，水流少的地區(qū)或路段，取低限或更小，但不宜小于0.3m；降水量集中或地勢低洼的路段，取高限或更大值，長度一般小于500m。梯形邊溝的特點(diǎn)是排水量大，邊坡穩(wěn)定性好，適用于土質(zhì)或軟弱石質(zhì)邊溝。

1.2 矩形邊溝

矩形邊溝溝壁邊坡直立或稍有傾斜。底寬與深度約為0.4～0.6m，干旱或水流較小的地區(qū)取低限，但不能少于0.3m，降水量大的地區(qū)或低洼路段取上限或者更大值。采用矩形邊溝占地少，施工方便，適用于石質(zhì)或鋪砌的邊溝。

1.3 流線形邊溝

流線形邊溝曲線半徑R多采用30cm，深度為0.4～0.6m，降水量集中或者地勢低洼路段取高限或者更大值。流線形的邊溝美觀大方，與環(huán)境相協(xié)調(diào)，適用于沙漠或積雪地區(qū)的路基。

1.4 三角形邊溝

三角形邊溝溝壁邊坡為1∶2～1∶3， 深度為0.4～0.6m，在流量較大時(shí)溝深宜適當(dāng)加大，長度不宜超過200m。采用三角形邊溝便于機(jī)械化施工，在矮路堤或少雨淺挖路段土質(zhì)邊溝較為常用。

2 截水溝

一般將設(shè)置在挖方路基邊坡坡頂以外，或山坡路堤上方的適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)，用以攔截并排除路基上方流向路基的地面徑流，減輕邊溝的水流負(fù)擔(dān)，保證挖方邊坡和填方坡腳不受流水沖刷的溝渠，稱為截水溝（或者天溝）。截水溝適用于降水量較多，且暴雨頻率較高、山坡覆蓋層比較松軟、坡面較高、水土流失比較嚴(yán)重的地段，必要時(shí)可設(shè)置兩道或多道截水溝。降水少、沖刷不大的路段可不設(shè)截水溝。

截水溝的位置應(yīng)盡量與絕大多數(shù)地面水流方向垂直，以提高截水效能和縮短溝的長度。截水溝應(yīng)保證水流暢通，就近引入自然溝內(nèi)排出，必要時(shí)配以急流槽或涵洞等泄水結(jié)構(gòu)物將水流引入指定地點(diǎn)。截水溝水流不應(yīng)引入邊溝，必須引入時(shí)，應(yīng)增大邊溝橫斷面，并進(jìn)行防護(hù)。溝底應(yīng)具有0.5%以上的縱坡，溝底和溝壁要求平整密實(shí)、不滯流、不滲水，必要時(shí)予以加固和鋪砌。截水溝的長度以200～500m為宜。山坡填方路段可能遭到上方水流的破壞作用，此時(shí)必須設(shè)截水溝，以攔截山坡水流保護(hù)路堤。截水溝與坡腳之間要有不小于2.0m的間距，并做成2%的向溝傾斜的橫坡，確保路堤不受水害。

3 排水溝

排水溝主要用于排除路基范圍內(nèi)的邊溝、截水溝或其他水源的水流，并引至橋涵或路基范圍以外的指定地點(diǎn)。當(dāng)路線受到多段溝渠或水道影響時(shí)，為保護(hù)路基不受水害，可以設(shè)置排水溝或改移渠道，以調(diào)節(jié)水流、整治水道。排水溝的布置，可根據(jù)需要并結(jié)合當(dāng)?shù)氐匦蔚葪l件而定，離路基盡可能遠(yuǎn)些，距路基坡腳不宜小于2m，平面上應(yīng)力求直接，需要轉(zhuǎn)彎時(shí)亦應(yīng)盡量圓順，做成弧形，其半徑不宜小于10～20m，連續(xù)長度不宜過長，一般不超過500m。排水溝應(yīng)具有合適的縱坡，以保證水流暢通，不致流速太大而產(chǎn)生沖刷，亦不可流速太小而形成淤積，為此宜通過水文水力計(jì)算而擇優(yōu)選定。一般情況下，可取0.5%～1.0%，不小于0.3%，亦不宜大于3%。

排水溝的橫斷面一般采用梯形，尺寸大小應(yīng)經(jīng)水力水文計(jì)算選定。用于邊溝、截水溝及取土坑出水口的排水溝，橫斷面尺寸根據(jù)設(shè)計(jì)流量確定，底寬與深度不宜小于0.5m，土溝的邊坡坡度約為1∶1～1∶1.5。石質(zhì)排水溝或加固排水溝，可采用矩形斷面形式。排水溝水流注入其他溝渠或水道時(shí)，應(yīng)使原水道不產(chǎn)生沖刷或淤積。通常應(yīng)使排水溝與原水道兩者成銳角相交，交角不大于45°，有條件可用半徑R＝10b（b為溝頂寬）的圓曲線朝下游與其他水道相接。排水溝渠必要時(shí)應(yīng)予以加固，以防止水流對溝渠的沖刷與滲漏。

4 跌水與急流槽

4.1 跌水的構(gòu)造與布置

跌水與急流槽是人工排水溝渠的特殊形式，用于陡坡地段，溝底縱坡可達(dá)100%，是山區(qū)公路的常見排水構(gòu)造物。由于縱坡陡、水流湍急、沖刷力大，要求跌水與急流槽的結(jié)構(gòu)必須穩(wěn)固耐久，通常應(yīng)采用漿砌塊石或水泥混凝土砌筑，且應(yīng)埋設(shè)牢固。跌水呈臺階式，有單級和多級之分，溝底有等寬和變寬之別。單級跌水適用于排水溝渠連接處，由于水位落差較大，需要消能或改變水流方向，如路基邊溝水流通過涵洞排泄時(shí)，采用單級跌水。較長陡坡地段的溝渠，為減緩水流速度，并予以消能，可采用多級跌水。多級跌水底寬和每級長度，可以根據(jù)實(shí)際的需要，采用各自相等的對稱形，亦可做成變寬或不等長度與高度。

4.2 急流槽的構(gòu)造和布置

急流槽是用于坡度較陡路段且水流不離開溝底的一種排水構(gòu)造物。急流槽多用于路堤和路塹或者邊坡平臺上從坡頂向下豎向排水流入涵洞或者天然水道，以及在特殊情況下用于攔截水流流入溝渠，是山區(qū)公路回頭展線，溝通上下線路基排水及溝渠出水口的一種常見排水設(shè)施。急流槽的縱坡，比跌水的平均縱坡更陡。急流槽主體部分的縱坡，依地形而定，一般可達(dá)1∶1.5，如果地質(zhì)條件良好，需要時(shí)還可更陡，但結(jié)構(gòu)要求更嚴(yán)，造價(jià)亦相應(yīng)提高，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)通過比較確定。急流槽按水力計(jì)算特點(diǎn)，由進(jìn)口、主槽（槽身）和出口三部分組成。急流槽的進(jìn)出口與主槽連接處，因溝槽橫斷面不同，為了能平順銜接，可設(shè)過渡段，出口部分設(shè)有消力池。進(jìn)水口與溝渠泄水口之間做成喇叭口式連接，變寬段至少有15cm的下凹，并做成砌鋪防護(hù)。急流槽多用砌石（抹面）或水泥混凝土結(jié)構(gòu)，亦可利用巖石坡面挖槽。如臨時(shí)急需時(shí)，可就近取材，采用竹木結(jié)構(gòu)。急流槽的基礎(chǔ)必須穩(wěn)固，端部及槽身每隔2～5m在槽底設(shè)耳墻埋入地面以下。槽身較長時(shí)，宜分段砌筑，每段長約5～10m，預(yù)留伸縮縫，并用防水材料填縫。

5 結(jié)語

水是引起路基路面病害的主要自然因素之一。隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，高速公路建設(shè)也隨之加快，設(shè)計(jì)單位應(yīng)加強(qiáng)對路基排水設(shè)計(jì)的重視，確保高速公路的質(zhì)量和使用壽命。

[1]汪生貴.路基排水設(shè)施的設(shè)置[J].青海交通科技，2006， （5）： 21－22.

[2]張文光.關(guān)于公路路基排水的綜合設(shè)計(jì)[J].廣東建材， 2007， （7）： 501－503.

[3]蓋江.淺談道路路基排水[J].中國礦業(yè)，2000，（S1）： 67－69.