路塹段滲水路基的整治措施

張中華

摘 要：儒樂(lè)湖大街下穿地道敞口段路塹地段施工過(guò)程中出現(xiàn)路基滲水現(xiàn)象，嚴(yán)重影響路基的安全與穩(wěn)定，對(duì)行車安全構(gòu)成了威脅。本文通過(guò)對(duì)此段路基滲水現(xiàn)象的分析，并采取工程措施進(jìn)行了整治，為今后整治路基滲水病害提供了有效參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：路塹地段;基巖裂隙水;U型槽;碎石滲溝

1 概況

儒樂(lè)湖大街位于南昌市儒樂(lè)湖新城北部，是一條東西向的城市主干道，規(guī)劃紅線寬度42 m，雙向6車道，設(shè)計(jì)速度50 km/h。線路在樁號(hào)K0+287.708～K0+407.858處下穿昌北鐵路貨場(chǎng)，長(zhǎng)120.15 m，箱涵主體結(jié)構(gòu)由中鐵上海設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司南昌院設(shè)計(jì)，現(xiàn)狀已經(jīng)施工完成。我院負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)兩端接線工程及全線的道路工程，2018年12月完成施工圖設(shè)計(jì)，目前處于施工階段，兩側(cè)擋墻已經(jīng)施工完成，路基鋪設(shè)至路床標(biāo)高。

根據(jù)詳勘報(bào)告，勘察期間未揭示上層滯水與基巖裂隙水，故施工圖設(shè)計(jì)時(shí)考慮到地下水埋深深度較大，故對(duì)箱涵兩端敞口段未按U型槽考慮，按常規(guī)路基處理。機(jī)動(dòng)車道、非機(jī)動(dòng)車道采用不同的縱坡，存在高差，在機(jī)、非高差處設(shè)置擋土墻。

在后續(xù)箱涵東側(cè)路塹段開挖施工期間，發(fā)現(xiàn)兩側(cè)有基巖裂隙水滲出，低洼處長(zhǎng)期積水，施工期間觀測(cè)積水水位標(biāo)高在常25.2 m，預(yù)計(jì)水位變化幅度約為0.5 m～1.0 m。經(jīng)過(guò)各參建單位現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)，水源為地下水滲流后匯積形成。

2 病害情況分析

根據(jù)勘察單位現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)，判斷該處積水原因?yàn)榛鶐r裂隙水局部發(fā)育，該處敞口段路面設(shè)計(jì)標(biāo)高為區(qū)域低點(diǎn)，兩側(cè)山體的基巖裂隙水往低洼處匯積，形成積水?？辈靻挝慌袛嗫辈炱陂g該處基巖裂隙水水位在25.0 m～25.5 m范圍內(nèi)浮動(dòng)，一般情況下水位季節(jié)變化幅度在1.0 m范圍內(nèi)，在長(zhǎng)期暴雨等極端情況下預(yù)計(jì)水位最大上升幅度可達(dá)2 m。

基巖裂隙水，是指埋藏在第四紀(jì)以前的堅(jiān)硬、半堅(jiān)硬巖石中的地下水。巖石中的各種孔隙，如裂隙、溶隙、孔隙是水在巖石中賴以賦存的基礎(chǔ)。

基巖裂隙水的埋藏、分布和運(yùn)動(dòng)規(guī)律都有它的獨(dú)特性，其主要特點(diǎn)如下：

（1）基巖裂隙水的埋藏和分布非常不均勻，含水層不規(guī)則，完全受各種裂隙發(fā)育帶產(chǎn)狀的控制。

（2）基巖裂隙含水層的形態(tài)是多種多樣的，基巖裂隙的大小、形狀受地質(zhì)構(gòu)造條件和地貌條件的控制。這也說(shuō)明基巖裂隙水的埋藏、分布情況復(fù)雜。

（3）基巖斷裂帶脈狀含水層埋深大，但地下水的儲(chǔ)量往往不大。

（4）地質(zhì)構(gòu)造作用對(duì)基巖裂隙水的控制作用明顯。巖石中各種裂隙的形成和分布，絕大多數(shù)都與地質(zhì)構(gòu)造作用有關(guān)。在基巖富水帶的形成過(guò)程中，地質(zhì)構(gòu)造因素起主導(dǎo)作用。

（5）基巖裂隙水的動(dòng)力性質(zhì)有其特殊性。埋藏在同一基巖中的地下水，不一定都具有統(tǒng)一的地下水面，有時(shí)呈無(wú)壓水和承壓水交替出現(xiàn)。水的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)也比較復(fù)雜，有層流也有紊流。在地下溶洞里還有管道流和明渠流等非滲流運(yùn)動(dòng)形式。這是由巖石裂隙和溶洞的特殊形態(tài)所決定的。

根據(jù)勘察報(bào)告，本工程范圍內(nèi)的基巖裂隙水主要賦存在風(fēng)化裂隙相對(duì)破碎的千枚巖中，該含水層富水性不均一，影響因素主要有風(fēng)化網(wǎng)狀裂隙與構(gòu)造節(jié)理控制的發(fā)育程度，裂隙（節(jié)理）多呈閉合狀，一般富水性較差，其含水量與裂隙的發(fā)育程度密切相關(guān)。

根據(jù)道路設(shè)計(jì)標(biāo)高，該段樁號(hào)范圍內(nèi)的路床頂面位于③-1全風(fēng)化千枚巖中，該層土水泡易軟化，作為路基持力層時(shí)應(yīng)及時(shí)澆筑墊層，避免被水浸泡。

該段道路最低點(diǎn)樁號(hào)為K0+480，標(biāo)高為25.854 m，現(xiàn)場(chǎng)地下水穩(wěn)定水位25.2 m，高差0.654 m，路面結(jié)構(gòu)厚度為76 cm（4 cm細(xì)粒式+5 cm中粒式+7 cm粗粒式+20 cm水穩(wěn)+20 cm水穩(wěn)+20 cm級(jí)配碎石）。

由于地下水的存在，增加了路基土體的含水量，降低了路基土體的抗剪強(qiáng)度，在車輛荷載作用下，產(chǎn)生路基下沉或變形等病害。因此，有效的排導(dǎo)地下水，疏干路基基底，是徹底整治病害的關(guān)鍵所在。

3 整治方案

路基沉降是路基病害的重要內(nèi)容之一，由于路基不均勻的沉降，會(huì)使得路面不平整，導(dǎo)致路面出現(xiàn)凹陷、波浪等情況，為行車安全帶來(lái)很大的隱患。鑒于路基沉降的重要危害，對(duì)路基沉降原因進(jìn)行了分析。其中，地下水就是一個(gè)重要的因素。

滲水路基不僅會(huì)影響路基強(qiáng)度及穩(wěn)定性，而且對(duì)行車安全構(gòu)成很大威脅。為了徹底解決該處地下水對(duì)路基的不利影響，我院經(jīng)組織專業(yè)技術(shù)人員論證，為保證路基穩(wěn)定和排水安全，經(jīng)多方方案比選，并綜合考慮工程經(jīng)濟(jì)性及施工便利性，提出了鋼筋混凝土U型槽以及碎石滲溝+雨水泵站兩個(gè)方案。

3.1 U型槽方案

對(duì)于長(zhǎng)三角地區(qū)，由于地下水位較高（一般按最不利地面以下0.5 m），因此常規(guī)設(shè)計(jì)思路中，對(duì)于下穿地道兩端的敞口段，最常見的處理方式是設(shè)置鋼筋混凝土U型槽結(jié)構(gòu)。該方案止水效果好，施工工藝成熟。

對(duì)于本工程來(lái)說(shuō)，由于車行道兩側(cè)的擋土墻已經(jīng)施工完成，故必須考慮與其相結(jié)合，在滲水路段機(jī)動(dòng)車道范圍修筑800 mm厚鋼筋混凝土底板與兩端已建的混凝土擋土墻連成一體，形成U型槽結(jié)構(gòu)以抵擋地下水。同時(shí)為了滿足結(jié)構(gòu)的抗浮要求，混凝土底板下部需設(shè)置抗拔樁，樁徑18 mm，間距200 mm，交錯(cuò)布置（圖6）。

3.2 碎石滲溝+一體化泵站方案

在滲水路段下方機(jī)動(dòng)車道范圍修筑80 cm碎石路基，其中橫向滲溝間距10 m布置一道，兩側(cè)布置縱向滲溝，滲溝尺寸均為80 cm×60 cm。滲溝底部設(shè)置一根D200 mmPPR透水軟管，管子腰部以下鉆有滲水孔，孔徑18 mm，間距200 mm，交錯(cuò)布置。地下水通過(guò)橫向滲溝匯入縱向滲溝，之后根據(jù)道路縱坡匯入最低點(diǎn)。在最低點(diǎn)設(shè)置一體化泵站，通過(guò)泵站將地下水排出（圖7）。

3.3 方案比選

U型槽方案對(duì)于阻止地下水的外滲具有良好的效果?？紤]到本工程現(xiàn)狀兩側(cè)擋土墻已建，本次只需新建800 mm厚混凝土底板，與兩側(cè)已建擋墻形成整體的U型槽結(jié)構(gòu)，即可有效阻隔地下水的滲出，從止水效果來(lái)看，此種方案效果最佳。其主要缺點(diǎn)在于工程造價(jià)較高，且現(xiàn)狀已建的擋土墻基礎(chǔ)埋深不足，無(wú)法與新建800 mm厚鋼筋混凝土底板有效連接，對(duì)于施工來(lái)說(shuō)處理起來(lái)存在較大的難度，另外對(duì)于抗浮不足的路段還需要考慮設(shè)置抗拔樁等抗浮措施。

碎石滲溝方案在公路滲水路基的處理中較為常用，是一種簡(jiǎn)單有效的排除地下水的處理措施。在各地采用較多，其效果也得到了普遍的認(rèn)可。它的主要優(yōu)點(diǎn)是造價(jià)低廉、施工方便、施工工藝成熟。缺點(diǎn)在于對(duì)于地下水滲流量較大的路段，排水效果無(wú)法得到保證，同時(shí)必須配合泵站提升后排除地下水。

綜合以上分析，出于造價(jià)的考慮，本次設(shè)計(jì)偏向于采用滲溝+泵站的方式，后續(xù)施工按此方案實(shí)施。

4 結(jié)束語(yǔ)

基巖裂隙水對(duì)于山體路塹段的路基影響較大，本文以南昌市儒樂(lè)湖大街為例，詳細(xì)論述了基巖裂隙水的特性及對(duì)道路路基的危害，并結(jié)合本工程的特性，綜合考慮路基排水效果、工程造價(jià)、施工便利性等因素，最終確定采用碎石滲溝+一體化泵站的方案，解決了地道敞口段路基浸水的問(wèn)題，可供其他類似工程參考。

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