黃土地區(qū)公路排水工程通病及防治措施

吳永峰

【摘 要】引起我國(guó)黃土地區(qū)公路各種常見病害的原因中，水的原因是主要之一，但是黃土地區(qū)公路的排水工程在設(shè)計(jì)和施工中均未得到足夠的重視。由于黃土地區(qū)地質(zhì)、地形以及土壤特征的特殊情況，特別是黃土的濕陷性，更易導(dǎo)致黃土地區(qū)公路出現(xiàn)病害。因此必須對(duì)于黃土地區(qū)公路排水設(shè)施從設(shè)計(jì)到施工、養(yǎng)護(hù)都要引起足夠的重要，并做好相應(yīng)的防治工作。

【關(guān)鍵詞】黃土;排水設(shè)施;防治

中圖分類號(hào)： U417文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2019）18-0207-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.18.096

Common Diseases and Prevention Measures of Highway Drainage Engineering in Loess Area

WU Yong-feng

（Gansu traffic engineering construction supervision co.， LTD.， Lanzhou Gansu 730000， China）

【Abstract】Water is one of the main causes of various common diseases of highway in Loess area， but the drainage engineering of highway in loess area has not been paid enough attention in design and construction. Because of the special geological， topographic and soil characteristics in the Loess area， especially the collapsibility of loess， it is easier to cause highway diseases in the Loess area. Therefore， it must be important enough for the design， construction and maintenance of highway drainage facilities in Loess areas， and do a good job of prevention and control.

【Key words】Loess; Drainage facilities; Prevention and control

1 排水設(shè)施存在的主要問題

由于黃土土質(zhì)結(jié)構(gòu)的特殊性，大多數(shù)黃土都具有濕陷性。當(dāng)遇水后土壤結(jié)構(gòu)會(huì)迅速破壞，出現(xiàn)沉降，因浸水后黃土的結(jié)構(gòu)破壞而發(fā)生顯著附加變形，黃土屬于特殊土。

由于黃土地區(qū)公路在設(shè)計(jì)階段，往往對(duì)原有地表排水情況調(diào)查不夠詳細(xì)，在設(shè)計(jì)階段對(duì)排水設(shè)施系統(tǒng)性的設(shè)計(jì)不完善，不合理。此外在實(shí)際施工過程中由于原有地形變化，未及時(shí)按照實(shí)際情況進(jìn)行變更施工;或者施工中生搬硬套設(shè)計(jì)，不考慮現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況;在施工過程中，由于排水工程施工線路較長(zhǎng)，施工點(diǎn)較為分散，技術(shù)人員及監(jiān)理人員對(duì)排水設(shè)施質(zhì)量不夠重視，細(xì)節(jié)管控不到位等各種原因，導(dǎo)致黃土地區(qū)排水設(shè)施往往出現(xiàn)各種問題，引起公路路面裂縫、路基沉陷、邊坡水毀等病害。

1.1 路面排水設(shè)施

路面上的雨水由路面縫隙或裂縫下滲，路面積水下滲反復(fù)凍融后產(chǎn)生病害，部分路段排水系統(tǒng)不完善致使路基沉降、變形導(dǎo)致路面開裂破損。除此以外，由于路面排水設(shè)施與路基排水設(shè)施施工無法同步進(jìn)行，施工中質(zhì)量把控不嚴(yán)，細(xì)節(jié)處理不到位，各種排水設(shè)施連接部位破損或排水不順暢，連接不合理而導(dǎo)致路基路面出現(xiàn)水毀病害。

1.2 中央分隔排水設(shè)施

由于中央分隔區(qū)地下排水設(shè)施設(shè)計(jì)不完善，滲入后的雨水無法及時(shí)排出，長(zhǎng)期積聚浸泡路基。出現(xiàn)降雨天氣，往往在路面超高段的內(nèi)側(cè)路面、中央分隔帶外邊緣路面易出現(xiàn)局部積水的現(xiàn)象，長(zhǎng)期的積水不能及時(shí)排除也加速了路面病害的發(fā)展。

1.3 路基邊坡排水設(shè)施

路基邊坡排水設(shè)施類型多樣，如各類型的邊溝、排水溝、截水溝、急流槽等，往往出現(xiàn)的質(zhì)量通病都是排水設(shè)施斷裂、排水設(shè)施基底雨水沖刷出現(xiàn)陷穴導(dǎo)致脫空，局部路段排水溝、邊溝因基底沉陷拉裂，長(zhǎng)期未清淤造成堵塞引起損壞等。

（1）邊溝：一是邊溝設(shè)置存在問題，長(zhǎng)期流水雜物淤塞，造成邊溝兩側(cè)土體坍塌，基礎(chǔ)沉陷從而導(dǎo)致邊溝出現(xiàn)斷裂損壞;二是邊溝的出口沒有特別設(shè)置或設(shè)置不合理，有些邊溝出口設(shè)置太陡，導(dǎo)致路基邊緣和地面出現(xiàn)水毀;三是邊溝的設(shè)計(jì)斷面尺寸不合理，當(dāng)長(zhǎng)度較大時(shí)，出口位置局部截面的尺寸明顯不足;四是由于邊溝縱向坡度小，水流溢出，路線曲線內(nèi)側(cè)，特別是半徑小，超高的斷面由于沖刷導(dǎo)致周圍土壤分離。

（2）截水溝：一是部分截水溝位置設(shè)置不合理，有些需要設(shè)置截水溝的位置在設(shè)計(jì)中未設(shè)置，部分在施工過程中未根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)置，或設(shè)置數(shù)量不足。二是在現(xiàn)場(chǎng)施工中，經(jīng)常出現(xiàn)截水溝的出入水口順接其他排水設(shè)施不科學(xué)不合理，部分與其他排水設(shè)施未連接或連接處排水不暢，造成各種排水設(shè)施之間不能形成整體順暢的排水系統(tǒng)。

（3）排水溝：經(jīng)調(diào)查，一是部分排水溝基底未壓實(shí)，導(dǎo)致沉降不均勻，引起排水溝破損斷裂;二是排水溝采用預(yù)制安裝的，施工中接縫處存在質(zhì)量缺陷，封閉不密實(shí)，存在小孔洞，雨水沿著孔洞、裂縫滲漏至基底，導(dǎo)致構(gòu)造物斷裂破損;三是部分排水溝在凍脹作用下，表現(xiàn)為多處裂縫;四是由于未及時(shí)維護(hù)，部分排水溝由于人為原因，垃圾泥土堵塞嚴(yán)重，長(zhǎng)期積水造成損壞。

（4）急流槽：一是急流槽進(jìn)出水口處基地壓實(shí)度不均勻，壓實(shí)效果差，對(duì)該處防護(hù)施工質(zhì)量不重視，往往導(dǎo)致急流槽進(jìn)水口處出現(xiàn)水毀;二是出水口未設(shè)置跌水井之類的消力設(shè)施，已設(shè)置有消力設(shè)施的設(shè)置不合理，致使出水口周圍流水沖刷導(dǎo)致水毀;三是局部位置細(xì)節(jié)質(zhì)量差，出現(xiàn)裂縫等造成雨水滲入、槽底局部沖刷導(dǎo)致黃土濕陷，造成急流槽斷裂破壞等。

黃土地區(qū)公路排水設(shè)施的各類問題是設(shè)計(jì)、施工、日常維護(hù)等各方面原因綜合作用的結(jié)果。因此，要解決黃土地區(qū)排水設(shè)施的通病，必須針對(duì)造成排水設(shè)施問題的不同原因，結(jié)合不同現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況等，通過原因分析，方案比選后采取有效的處治措施。

2 處治對(duì)策

根據(jù)黃土地區(qū)公路排水設(shè)施的通病特點(diǎn)及成因，在公路路基施工過程中，就要修建完善臨時(shí)排水設(shè)施，防止施工中雨水浸泡未完工的路基。同時(shí)由于在公路各項(xiàng)工程交叉施工中，路基邊坡永久性排水及防護(hù)工程往往未完成，雨水往往會(huì)對(duì)路基邊坡造成沖刷，因此，在施工過程中就需要修建臨時(shí)攔水帶和急流槽等排水設(shè)施，有效保護(hù)正在施工的路基邊坡。在公路路基路面等主體工程完工后，就要及時(shí)完成所有的永久性排水設(shè)施等附屬工程，下面針對(duì)永久性排水設(shè)施病害，主要有以下幾個(gè)方面具體的處治措施：

2.1 路面排水設(shè)施處治措施

（1）嚴(yán)格控制路面施工質(zhì)量，按照設(shè)計(jì)和規(guī)范要求保證壓實(shí)效果和防滲要求，并嚴(yán)格控制施工質(zhì)量和路面邊緣接縫處的細(xì)節(jié)處治，以保證雨水不下滲造成路面病害;

（2）加強(qiáng)日常養(yǎng)護(hù)管理，特別是雨季的巡視和養(yǎng)護(hù)維修，定期檢查排水設(shè)施，確保排水暢通，當(dāng)路面積水時(shí)及時(shí)排除積水并解決積水問題。

2.2 邊溝處治

根據(jù)公路沿線實(shí)際地形地貌、原有地面排水情況，以及沿線其他構(gòu)造物的分布情況，確定邊溝長(zhǎng)度、出水口的合理位;根據(jù)段落設(shè)置的長(zhǎng)度、坡度、匯水面積等因素，合理設(shè)計(jì)邊溝類型;邊溝的設(shè)計(jì)同時(shí)應(yīng)根據(jù)周圍原有自然排水渠道及其他排水設(shè)施進(jìn)行綜合考慮。

在邊溝設(shè)置和施工中要保證邊溝與涵洞、排水溝、自然溝渠等順接，形成完善的排水系統(tǒng)，從而有效的排除雨水。邊溝出水口與其他排水設(shè)施連接應(yīng)平順，在公路路線曲線段進(jìn)行邊溝施工時(shí)，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)將邊溝底部的坡度應(yīng)與曲線前后的坡度進(jìn)行順接，不得出現(xiàn)內(nèi)側(cè)積水或外溢現(xiàn)象。

2.3 截水溝處治

（1）在詳細(xì)調(diào)查所修建公路當(dāng)?shù)氐臍夂蛱卣鳌⒃械匦翁攸c(diǎn)，排水情況等因素的基礎(chǔ)上，對(duì)排水系統(tǒng)進(jìn)行綜合規(guī)劃設(shè)計(jì);

（2）截水溝的長(zhǎng)度應(yīng)控制合理的的范圍內(nèi)，并根據(jù)地形選擇適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置出水口;

（3）在易發(fā)生山體滑坡的路段，在滑坡體周圍一定的范圍內(nèi)，設(shè)置環(huán)向的截水設(shè)施，防止地表水進(jìn)入滑坡區(qū)。

2.4 排水溝處治

在設(shè)計(jì)過程中，務(wù)必重視現(xiàn)場(chǎng)踏勘，從路基穩(wěn)定性、水土保持等方面綜合考慮，采取有效的對(duì)應(yīng)防護(hù)措施。排水溝設(shè)計(jì)線型平順，轉(zhuǎn)角過度段應(yīng)圓順。當(dāng)公路沿路線布設(shè)排水溝時(shí)，應(yīng)盡量遠(yuǎn)離路基，當(dāng)水流的流速較大時(shí)，排水溝底部應(yīng)進(jìn)行特殊加固處理。出水口位置與原始地面應(yīng)平緩順接。此外，務(wù)必要加強(qiáng)維修養(yǎng)護(hù)工作，定期進(jìn)行清淤保暢，避免造成其它病害。

2.5 急流槽的處治

在地面縱坡較大的路段，設(shè)置急流槽。急流槽應(yīng)和邊溝、排水溝、截水溝順接合理，將水引排至橋涵或自然溝渠中。當(dāng)急流槽長(zhǎng)度較大時(shí)，應(yīng)設(shè)置幾個(gè)逐漸變緩的縱向坡度。施工過程中要與順接的溝渠或涵洞進(jìn)、出口形成一個(gè)過渡段，基礎(chǔ)應(yīng)嵌入地面以下，基礎(chǔ)底部設(shè)置防滑平臺(tái)和端墻。急流槽應(yīng)結(jié)合實(shí)際地形，在急流槽的出水口位置應(yīng)設(shè)置消力池，以防沖刷而影響路基穩(wěn)定。

3 結(jié)束語

黃土地區(qū)公路工程排水問題是一個(gè)各種因素造成的綜合性復(fù)雜問題，需要結(jié)合所修建公路沿線的降雨情況、自然地貌，所建公路等級(jí)，沿線村鎮(zhèn)及原有構(gòu)筑物等因素進(jìn)行綜合考慮。在結(jié)合黃土地區(qū)自然環(huán)境的前提下，應(yīng)遵循“遠(yuǎn)接遠(yuǎn)送、功能完善、自然和諧、維修便利”的原則。

在排水工程設(shè)計(jì)中，對(duì)排水設(shè)施的整體設(shè)計(jì)應(yīng)具有前瞻性、主動(dòng)性;在施工過程中，首先要充分認(rèn)識(shí)公路排水系統(tǒng)的重要性，嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，重視細(xì)節(jié)質(zhì)量，其次在施工過程中根據(jù)實(shí)際地形合理設(shè)置排水設(shè)施;在后期公路養(yǎng)護(hù)維修中，加強(qiáng)排水工程的維修養(yǎng)護(hù)工作，早發(fā)現(xiàn)、早處理，應(yīng)仔細(xì)分析、研究水毀的原因，并進(jìn)行相應(yīng)的防治工作，要注重防排水系統(tǒng)的完善。改變以往施工中只重視路基、路面等主體工程建設(shè)，而忽視了附屬工程、防排水工程等建設(shè)過程中施工的一些錯(cuò)誤的觀念，做好黃土地區(qū)路基排水設(shè)施防治措施，確保工程質(zhì)量。