山區(qū)路基排水措施探討

孫海蘭　許靈菲　濮英姿

摘要：各種地面水和地下水對路基的強度和穩(wěn)定性影響極大，在土方工程施工期間，為了保證路基的穩(wěn)定性，必須修建永久性和臨時性的路基排水設(shè)施，本文主要討論了各種山區(qū)路基排水措施。

關(guān)鍵詞：山區(qū)路基；排水措施；探討

各種地面水和地下水對路基的強度和穩(wěn)定性影響極大，在土方工程施工期間，為了保證路基的穩(wěn)定性，必須修建永久性和臨時性的路基排水設(shè)施，不斷完善排水系統(tǒng)，使全線溝渠、管道、橋涵組成完整的排水系統(tǒng)，保證危害路基的地面水和地下水排出路基范圍之外，保持路基施工現(xiàn)場始終處于良好的排水狀態(tài)。

路基排水工程主要分為地面排水設(shè)施和地下排水設(shè)施。地面排水設(shè)施包括邊溝、截水溝、排水溝、急流槽、無消力池的跌水、油分分離池與蒸發(fā)池等；地下排水設(shè)施包括暗溝（管）、滲溝、滲井、排水隔離層、仰斜式排水溝等。本文主要討論了各種山區(qū)路基排水措施。

1.路基地面排水設(shè)施

路基地面排水設(shè)施的作用是將可能停滯在路基范圍內(nèi)的地面水迅速排除，并防止路基范圍外的地面水流入路基內(nèi)。

1.1邊溝

挖方地段和填土高度小于邊溝深度的填方地段均應(yīng)設(shè)置邊溝，用以匯集和排除路基范圍內(nèi)或流向路基的少量地面水。邊溝的斷面形式，一般土質(zhì)邊溝宜用梯形；矮路堤或機械化施工時可用三角形；在場地寬度受到限制時，可用石砌矩形；石質(zhì)路塹邊溝可做成矩形；積雪、積砂路段宜做成流線形。邊溝的深度和底寬一般不應(yīng)小于0.4 m。

1.2截水溝

截水溝設(shè)在路塹坡頂外或山坡路堤上方，用以攔截上方流來的地面水。其斷面形式一般為梯形，在地面橫坡較陡時可做成石砌矩形。截水溝底寬不小于0.5 m，深度按流量確定，但不應(yīng)小于0.5 m。溝底縱坡較大或有防滲要求時，應(yīng)予加固。加固后的截水溝在山坡上方一側(cè)的砌體與山坡土體連接處，容易產(chǎn)生滲漏水，應(yīng)嚴格進行夯實和防滲處理，以防止順山坡下來的水滲入而影響山坡穩(wěn)定。

截水溝的水流應(yīng)避免流入邊溝，而應(yīng)將水流排人截水溝所在山坡一側(cè)的自然溝或直接引到橋涵進口處，以防止在山坡上任其自流，造成沖刷。

1.3排水溝

排水溝的作用是將邊溝、截水溝、取土坑或路基附近的積水引入就近橋涵或溝谷中去。排水溝的斷面和縱坡要求與截水溝基本相同。

緊靠路堤護坡道外側(cè)的取土坑，若條件適宜，可用以排水。這時，取土坑底部宜做成自兩側(cè)向中部傾斜2%～4%的橫坡。出入口應(yīng)與所連接的排水溝平順銜接；當出口部分為天然溝谷時，不要使水形成漫流。

1.4急流槽

在縱坡陡峻地段的截水溝、排水溝，可用單級或多級跌水或急流槽連接。跌水和急流槽的斷面一般采用矩形，用漿砌片石、水泥混凝土預制塊或水泥混凝土修筑，急流槽包括進口、槽身、出口三部分。進口部分始端和出口部分終端的裙墻應(yīng)埋人凍結(jié)線以下。急流槽分節(jié)長度宜為5～10 m，接頭處應(yīng)用防水材料填縫?；炷令A制塊急流槽，分節(jié)長度宜為2.5～5.0 m，接頭采用榫接。

1.5無消力池的跌水

跌水構(gòu)造分為進口、臺階、出口三部分。臺階高度應(yīng)小于600mm。跌水槽身一般砌成矩形。溝槽槽壁及消力池的邊墻厚度，漿砌片石為250～400mm，混凝土為200mm，高度應(yīng)高出計算水位，并且不應(yīng)小于200 mm：槽底厚度為250～400mm。出口部分必須設(shè)置隔水墻。

1.6蒸發(fā)池

平原地區(qū)排水較困難，挖成取土坑后其底部比原地面降低，排水更困難。以取土坑作為蒸發(fā)池，在雨水較少地區(qū)是一種經(jīng)濟的選擇。蒸發(fā)池應(yīng)與路基保持一定距離以滿足路基穩(wěn)定的要求，蒸發(fā)池池底宜設(shè)0.5%的橫坡，入口處應(yīng)與排水溝平順銜接。蒸發(fā)池四周應(yīng)進行圍護。

1.7油水分離池

從環(huán)境保護的觀點出發(fā)，道路排水不應(yīng)對飲用水源、養(yǎng)殖水系造成污染，所排污水應(yīng)進行凈化處理。道路路面排出的污水一般以懸浮物和石油為主，與其他行業(yè)比較，道路污水含油量較低。因此，目前道路項目上很少采用油水分離池。

2.路基地下排水設(shè)施

2.1暗溝（管）

暗溝是地面以下引導水流的溝（管），無滲水和匯水的功能。溝底必須埋人不透水層內(nèi)，溝壁最低一排滲水孔應(yīng)高出溝底至少200岫。

暗溝采用混凝土或漿砌片石砌筑時，在溝壁與含水層接觸面以上高度，應(yīng)設(shè)置一排或多排向溝中傾斜的滲水孔，溝壁外側(cè)應(yīng)填筑粗粒透水性材料或土工合成材料形成反濾層。沿溝槽底每隔10～15 m或在軟硬巖層分界處應(yīng)設(shè)置沉降縫和伸縮縫。沉降縫和伸縮縫一般設(shè)在同一位置。暗溝頂面必須設(shè)置混凝土蓋板或石料蓋板，板頂上填土厚度應(yīng)大于500mm。

2.2滲溝

滲溝可埋設(shè)于路基邊溝下面，邊坡上方橫穿路基。若流水量大，可在填石中或在路基邊坡上設(shè)置水管等，增大排水量。滲溝按材料、結(jié)構(gòu)、位置不同可分為填石滲溝、管式滲溝、洞式滲溝、邊坡滲溝、支撐滲溝等。各類滲溝均應(yīng)設(shè)置排水層、反濾層和封閉層。

①填石滲溝。其材料為石料和砂。石料應(yīng)潔凈、堅硬、不易風化。砂宜用中砂，含泥量應(yīng)小于2%。滲水材料的頂面（封閉層以下）不得低于原地下水位。當用于排除層間水時，滲溝底部應(yīng)埋置于最下面的不透水層，溝壁一側(cè)應(yīng)設(shè)反濾層匯集水流，另一側(cè)用粘土夯實或漿砌片石攔截水流，如滲溝溝底不能埋人不透水層時，兩側(cè)溝壁均應(yīng)設(shè)置反濾層。在冰凍地區(qū)，滲溝埋置深度不得小于當?shù)刈钚鼋Y(jié)深度。填石滲溝縱坡不宜小于1%。出水口底面標高應(yīng)高出滲溝外最高水位200mm。

②管式滲溝。管式滲溝是最常用的地下排水設(shè)施。滲溝的橫斷面為梯形，溝壁坡度隨溝深而減緩。為了保證溝內(nèi)的回填料有良好的透水性，并且在溝內(nèi)水流滲入排水管時不堵塞管上的槽孔，必須控制回填材料的級配組成和細顆粒的含量。管式滲溝長度大于100m時，應(yīng)在其末端設(shè)置疏通井，并設(shè)橫向泄水管，分段排除地下水。泄水孔應(yīng)在管壁上交錯布置，間距不宜大于200mm。滲溝頂標高應(yīng)高于地下水位。管節(jié)宜用承插式柔性接頭連接。

③洞式滲溝。在盛產(chǎn)石料地區(qū)可采用洞式滲溝，在路基范圍外攔截地下水。蓋板間留有20mm的縫隙，在蓋板頂上鋪以透水的土工織物。滲溝的迎水面處應(yīng)設(shè)置多層反濾層，每層由150～250mm厚的粒料組成。洞式滲溝填料頂面宜高于地下水位。為了防止泥砂侵人反濾層和防止地面水進入滲溝，頂部必須設(shè)置封閉層，封閉層宜采用漿砌片石或干砌片石水泥砂漿勾縫，寒冷地區(qū)應(yīng)設(shè)保溫層，并加大出水口附近的縱坡。封閉層厚度應(yīng)大于500mm。

④邊坡滲溝。邊坡滲溝用于疏干潮濕的邊坡和引排邊坡上局部出露的上層滯水或泉水，并起加固邊坡的作用。邊坡滲溝斷面通常采用矩形，其寬度為1.2～1.5 m。由于邊坡滲溝集引的地下水流量較小，故可只在其底部用大粒徑石料填充作為排水通道，其外周設(shè)置適當?shù)姆礊V層。滲溝內(nèi)部的其余空間可用篩洗干凈的小顆粒滲水材料填充：邊溝滲溝的基底應(yīng)設(shè)置在潮濕土層以下的干燥地層內(nèi)，階梯式泄水坡度宜為2%～4%，基底應(yīng)鋪砌防滲層。為了保持邊坡滲溝的穩(wěn)定，溝底宜挖成臺階式，臺階一般長2～3m，高1～2m，并用漿砌片石砌筑。其下部出水口宜用干砌片石垛支擋滲溝內(nèi)的填料和排除所匯集的地下水。邊坡滲溝應(yīng)從下游向上游開挖，而且各條邊坡滲溝要間隔開挖，并及時回填。

⑤支撐滲溝。支撐滲溝主要用于較深（2～10m）滑動面的不穩(wěn)定邊坡，或在路塹、路堤坡腳下部等部位。支撐滲溝的基底宜埋入滑動面以下至少500mm，排水坡度宜為2%～4%。當滑動面較緩時，可做成臺階式支撐滲溝，臺階寬度宜大于2m。滲溝側(cè)壁及頂面宜設(shè)反濾層。寒冷地區(qū)，滲溝出口應(yīng)進行防凍處理。滲溝的出水口宜設(shè)置端墻。端墻內(nèi)的出水口底面標高，應(yīng)高于地表排水溝常水位200m以上，寒冷地區(qū)宜大于500mm。承接滲溝排水的排水溝應(yīng)進行加固。

2.3滲井

滲井適用于挖方路基或全凍路堤無平面排水條件的路段。滲井填充材料按單一粒徑分層填筑，不得將粗細材料混雜填塞。下層透水層范圍內(nèi)宜填碎石或卵石，上層不透水范圍內(nèi)宜填砂或礫石。井壁與填充料之間應(yīng)設(shè)反濾層。滲井頂部四周用粘土填筑圍護，井頂應(yīng)加蓋封閉。滲井開挖應(yīng)根據(jù)土質(zhì)選用合理的支撐形式，并隨挖隨支撐、及時回填。由于排水滲井易于淤塞、造價高，一般不選用。