淺談公路邊溝排水設(shè)計(jì)及注意事項(xiàng)

劉 翔

(甘肅省交通科學(xué)研究院有限公司，甘肅 蘭州 730050)

0 概述

邊溝指的是為匯集和排除路面、路肩及邊坡的流水，在路基的路肩外側(cè)設(shè)置的縱向水溝，一般和路中線平行。邊溝設(shè)置于挖方地段和填土高度小于邊溝深度的填方路段，其形式可分為L(zhǎng)形邊溝、梯形、碟形、三角形、矩形或U形邊溝，又分為明溝和加設(shè)蓋板的暗溝等多種形式，多為石塊砌成，邊溝可與路緣石結(jié)合為一整體。

在公路設(shè)計(jì)中，邊溝設(shè)計(jì)的重要性等同于路線、路基、路面的設(shè)計(jì)，因?yàn)楣肥褂觅|(zhì)量和壽命的好壞很大程度上取決于水的影響，路基中沉陷、翻漿、唧泥等很多病害都與水影響緊密相連，高速公路的修復(fù)和養(yǎng)護(hù)工作又非常困難，如果沒(méi)有邊溝，或者邊溝設(shè)計(jì)不合理，水不能及時(shí)排出，就會(huì)影響到路基的穩(wěn)定性。所以，我們必須從設(shè)計(jì)階段開始重視路基排水設(shè)施，并學(xué)習(xí)先進(jìn)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)不斷優(yōu)化。

1 排水設(shè)計(jì)原則

1.1 整體規(guī)劃，合理布局，盡可能少占農(nóng)田，排水設(shè)計(jì)應(yīng)該和當(dāng)?shù)剞r(nóng)田水利規(guī)劃相派和，防止排水設(shè)施建成后沖毀農(nóng)田，或者危害農(nóng)田水利。重視環(huán)境保護(hù)，防止水土流失和水源污染。

1.2 要根據(jù)工程所在地的地質(zhì)和水文情況進(jìn)行橋涵和溝渠的設(shè)置，不宜取消或合并自然溝渠和改變水流性質(zhì)，對(duì)于重要的排水溝渠設(shè)計(jì)要留有余地，對(duì)于土質(zhì)松軟和坡度較大的排水溝渠，要做好防護(hù)工程；要注意全線排水設(shè)施和構(gòu)造物之間的聯(lián)系，使得全線形成一個(gè)完整的排水系統(tǒng)。

1.3 路基排水設(shè)施設(shè)計(jì)時(shí)要注意美觀，并和當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境相配套，排水構(gòu)造物外形輪廓清晰、美觀、堅(jiān)固、耐用。

1.4 黃土、凍土、鹽漬土等特殊地區(qū)的公路，其排水設(shè)計(jì)應(yīng)該和工程的其他部位設(shè)計(jì)相配合。

2 常見(jiàn)的邊溝類型

2.1 矩形斷面邊溝

在路基外側(cè)開挖矩形土溝,采用漿砌片石和片石混凝土加固的斷面型式。這種斷面型式的邊溝適用于降雨量較為充沛、縱坡大而沖刷嚴(yán)重的地區(qū),要求公路沿線石料豐富。優(yōu)點(diǎn)是施工簡(jiǎn)單方便,排水效果好；缺點(diǎn)是明溝效應(yīng)嚴(yán)重,不易于維護(hù)清淤。

2.2 梯形斷面邊溝

在路基外側(cè)開挖梯形土溝,邊溝外側(cè)可與護(hù)墻等構(gòu)造物統(tǒng)一用片石等材料進(jìn)行防護(hù)的斷面型式。這種斷面型式的邊溝一般用于短路塹段,且不設(shè)蓋板。優(yōu)點(diǎn)是受力好,穩(wěn)定性強(qiáng)且不易損壞,便于施工；缺點(diǎn)是基坑開挖大,對(duì)沿線生態(tài)破壞較大，且路容不美觀。

2.3 蓋板邊溝

在矩形邊溝上加設(shè)混凝土蓋板或承載蓋板的邊溝型式。這種斷面型式的邊溝適用于長(zhǎng)路塹路段。優(yōu)點(diǎn)是有利于行車安全,避免了明溝效應(yīng),減少了路基邊坡開挖，路容景觀好,便于維護(hù)；缺點(diǎn)是工程費(fèi)用大。

2.4 碟形斷面邊溝

在路基外側(cè)設(shè)弧形淺明溝,采用素混凝土鋪面防護(hù)的斷面型式。這種斷面型式的邊溝適用于干旱少雨、石料缺乏的地區(qū)邊溝較短路段。優(yōu)點(diǎn)是有效消除了明溝效應(yīng),有利于行車安全,路容美觀,工程量小,對(duì)沿線生態(tài)破壞小；缺點(diǎn)是排水量小。

3 邊溝斷面形式的選擇

邊溝的形式多樣，并且各有不同的優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)，在設(shè)計(jì)的形式選擇中，要從工程所在地的施工條件、公路等級(jí)、防護(hù)要求、適用情況、工程造價(jià)等多個(gè)方面綜合評(píng)價(jià)并選擇，要重點(diǎn)發(fā)揮邊溝排水功能的同時(shí)，要注意設(shè)計(jì)的原則和要求，力爭(zhēng)到達(dá)一物多用的目的。下面做部分舉例：

3.1 如果降雨量較小的區(qū)域，排水量小、排水距離短，從有助于公路綠化的角度出發(fā)，一般采用淺碟型邊溝，由土溝、隔滲層、草皮三者共同組成，這類生態(tài)邊溝要注意加強(qiáng)綠化養(yǎng)護(hù)，草皮修剪。

3.2 挖方路段的土質(zhì)路基邊溝，可以選擇梯形橫斷面，一般內(nèi)邊坡坡度為1：1.0～1：1.5，外側(cè)邊坡坡度應(yīng)該和挖方邊坡相同，考慮到行車安全，要在路肩上設(shè)置防撞護(hù)欄，否則應(yīng)該采用三角形或者碟型的橫斷面邊溝。

3.3 對(duì)于計(jì)算行車速度≥60km/h的高速公路上，為避免“明溝效應(yīng)”，建議采用隱藏式邊溝，比如蓋板邊溝、暗埋式邊溝等。

3.4 石質(zhì)路基一般選用矩形斷面邊溝，其內(nèi)側(cè)邊坡為直立坡面，采用漿砌片石防護(hù)，外側(cè)邊坡坡度和挖方邊坡相同。

3.5 在降雨量非常大的地區(qū)，由于邊溝的水流量大，斷面應(yīng)該盡可能較大，所以一般采用矩形邊溝或者梯形邊溝，注意防撞護(hù)欄的設(shè)計(jì)，防止失控車輛陷入溝中。

3.6 高速公路土質(zhì)邊溝一般采用混凝土預(yù)制拼裝的U形、三角形邊溝，并對(duì)全斷面進(jìn)行漿砌片石、水泥混凝土預(yù)制塊防護(hù)。

總之，需要對(duì)當(dāng)?shù)氐牡乩項(xiàng)l件、降雨量、土質(zhì)、邊坡型式等設(shè)計(jì)因素進(jìn)行綜合考慮，進(jìn)行認(rèn)真計(jì)算和分析，選定合適邊溝形式和確定相應(yīng)邊溝尺寸。

4 邊溝設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)

4.1 邊溝設(shè)計(jì)時(shí)要標(biāo)出原地面的河流、溝道、水渠、水塘、水池等，溝底的高程和距離路線兩側(cè)的長(zhǎng)度。

4.2 野外定測(cè)時(shí)應(yīng)該調(diào)查沿線水流的來(lái)向和去向，在路線地形圖上標(biāo)出路線線位、橋涵、通道、互通立交和分離式立交、防護(hù)工程等構(gòu)造物的位置。

4.3 在路基兩側(cè)邊溝位置處，分別點(diǎn)繪縱斷面設(shè)計(jì)圖，并且標(biāo)示出沿線構(gòu)造物設(shè)計(jì)的上下游進(jìn)出水口溝底高程。

4.4 要根據(jù)地形、地質(zhì)、水文等情況，以及構(gòu)造物上下游進(jìn)出水口的溝底高程、排水口位置，進(jìn)行路基兩側(cè)的邊溝縱坡設(shè)計(jì)，以使得護(hù)坡道和邊溝縱坡相適應(yīng)。

4.5 設(shè)計(jì)中要做好邊溝出水口的處理，特別是邊溝水流流出路塹，進(jìn)入高填方路基坡面時(shí)，應(yīng)該用急流槽或者跌水形式把水引出高填方坡腳以外，防止水流沖刷路基。

4.6 設(shè)計(jì)在陡坡上方的邊溝，應(yīng)該用急流槽或者跌水形式，把水流通過(guò)路基的橋涵，順暢的排出到路基的下方。

5 結(jié)語(yǔ)

公路邊溝的形式多樣，施工也較為簡(jiǎn)單，但一定不能忽視邊溝的設(shè)計(jì)，因?yàn)槿绻豢紤]邊溝的機(jī)械化排水功能，而忽視明溝效應(yīng)，一定會(huì)對(duì)行車駕乘人員造成緊張情緒；如果只考慮通暢排水，而忽視排水設(shè)計(jì)與當(dāng)?shù)剞r(nóng)田水利設(shè)施相配合，對(duì)當(dāng)?shù)仄渌麡?gòu)造物造成破壞，污染了水源，一定會(huì)造成不容小覷的后患；如果忽視公路美化，那生態(tài)公路將無(wú)從談起。所以，公路工程設(shè)計(jì)人員，應(yīng)該結(jié)合當(dāng)?shù)厝宋摹⒌乩?、水文等多種因素，綜合考慮，在滿足邊溝排水的功能外，重視邊溝的輔助作用，合理的選擇恰當(dāng)?shù)倪厹闲问?，才能夠有效的?jié)省工程造價(jià)和通車后的養(yǎng)護(hù)費(fèi)用，提高路容景觀，最大限度的發(fā)揮公路的社會(huì)效應(yīng)。

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