公路土質(zhì)路基施工中的臨時防排水方案研究

趙果萍

（山西交通控股集團有限公司，山西 太原 030006）

0 引言

對公路土質(zhì)路基而言，水是誘發(fā)其病害和影響其強度、穩(wěn)定性的主要因素之一。影響路基的水有地表水、地下水兩種，地表水主要有大氣降水、河、湖、海和水庫水等；地下水主要有土層滯留水、潛水和層間水等。地表水的來源主要是大氣降水，若排除不及時將形成積水，滲入路面及路基，加上車輛荷載的作用，會造成路面結(jié)構(gòu)整體受損，降低其承載能力。地下水主要影響路基濕度，地下水位上升，增加路基填料的孔隙水，導致路基含水率和壓縮性增大，使路基承載力下降，極易發(fā)生翻漿、坍塌等病害[1]。

公路設(shè)計時，按照防、排、疏結(jié)合的原則，進行完善的防排水設(shè)計，其目的是迅速排除路基范圍內(nèi)的地表水，攔截路基范圍外的地表水并防止其滯留、下滲或漫流，隔斷、疏干和降低影響路基穩(wěn)定性的地下水并將其引導至路基范圍以外，確保路基具有足夠的強度和穩(wěn)定性。路基地表排水設(shè)施有邊溝、截水溝、排水溝、跌水與急流槽、蒸發(fā)池等，地下排水設(shè)施有墊層、隔離層、暗溝、暗管、滲溝等。

盡管在勘察設(shè)計階段進行了詳盡的排水設(shè)計，但在跨年度或地理、地質(zhì)復雜的路段施工，仍難保證土質(zhì)路基施工質(zhì)量不受大氣降水的影響，特別是汛期或持續(xù)強降雨時施工對土質(zhì)路基穩(wěn)定性影響較大[2]。若在施工中不注重臨時排水設(shè)計，遭遇暴雨時很容易造成地表水對土質(zhì)路基產(chǎn)生沖刷和滲透，影響路基整體承載能力，導致路面裂縫、下陷或出現(xiàn)不均勻沉降。

關(guān)于公路路基排水，國內(nèi)相關(guān)文獻大多集中在排水設(shè)施的設(shè)置位置、結(jié)構(gòu)、材料等方面，但對于路基施工的臨時排水，特別是永臨結(jié)合方面，雖有零星研究但尚未系統(tǒng)梳理。本文結(jié)合永久性排水設(shè)施，通過研究不同類型土質(zhì)路基施工過程中的排水需要，探討大氣降水對土質(zhì)路基施工的影響及臨時防排水方案，為類似工程實施提供一定的借鑒。

1 土質(zhì)路基施工中的臨時防排水需要

路基分為路堤、路塹和填挖結(jié)合共3種類型?？紤]到填挖結(jié)合路基是路堤和路塹的結(jié)合，故僅分析土質(zhì)路堤、路塹施工中的防排水需要。

1.1 土質(zhì)路堤施工中的臨時防排水需要

路堤施工一般分為準備、施工、整修驗收共3個階段，其中準備階段包含施工準備、清表和基底處理等；施工階段包含分層填筑、攤鋪平整、灑水晾曬、碾壓夯實、檢驗等；整修驗收包含路基整修等。路基填筑一般按橫斷面全寬縱向水平分層壓實，每200 m或相鄰結(jié)構(gòu)物之間劃分為一個施工區(qū)，便于控制壓實度。由于路堤并不是一次成型，在汛期施工或者遭遇持續(xù)降雨時，大氣降水極易影響土質(zhì)路堤施工。若排水組織不及時或不合理，形成雨水滯留、下滲路堤或沖刷邊坡，會影響路基強度、穩(wěn)定性等。

一般情況下，在做好清表和基底處理后，即可采用分層填筑且最大松鋪厚度不超過30 cm進行土質(zhì)路堤施工?？紤]到地基一般為帶一定坡度的斜坡，路堤施工期遇到臨時大氣降水時，雨水一方面沿路拱和邊坡排至斜坡低側(cè)后排出路基范圍；另一方面沿路拱和邊坡排至斜坡高側(cè)，與路基范圍外的斜坡來水形成積水浸泡路基，如圖1所示。因此，土質(zhì)路堤施工臨時排水需要注意：a）及時排出路基范圍內(nèi)的水，避免雨水下滲或其對邊坡沖刷；b）及時疏干斜坡上游來水與路基范圍水形成的積水。

圖1 土質(zhì)路堤施工過程中的大氣降水流向圖

1.2 土質(zhì)路塹施工中的臨時防排水需要

根據(jù)路塹深度和縱向長度，土質(zhì)路塹開挖一般分為橫挖法、縱挖法及混合式開挖法等。橫挖法有一層橫向全寬挖掘法、多層橫向全寬挖掘法兩種，一層橫向全寬挖掘法適用于開挖深度淺且短的路塹；多層橫向全寬挖掘法適用于開挖深度深且短的路塹?？v挖法有分層縱挖法、通道縱挖法、分段縱挖法3種，其中分層縱挖法適用于開挖深度不大且縱向長度較短的路塹；通道縱挖法是利用通道作為機械通行道路的一種快速施工方法；分段縱挖法適用于路塹過長且有適宜分段處的路塹開挖?；旌祥_挖法是橫挖法和通道縱挖法的結(jié)合，適宜路塹深度和縱向長度都很大的路塹開挖。

以混合開挖法為例，開挖順序一般如圖2所示按（1）～（9）的順序進行。以區(qū)域（1）已開挖為例，土質(zhì)路塹施工過程遇到大氣降水時，斜坡高側(cè)的路基范圍外來水，經(jīng)由未開挖的地面匯入已開挖的路基，若排水不及時，則很容易造成路塹泡水。因此，土質(zhì)路塹施工臨時排水需要注意：a）攔截斜坡高側(cè)的路基范圍外來水，避免沖刷邊坡；b）及時排除路基范圍內(nèi)的匯水。

圖2 土質(zhì)路塹施工過程中的大氣降水流向圖

2 土質(zhì)路基施工的臨時防排水方案

2.1 施工前制定詳細的臨時防排水方案、建立不良天氣預警機制

臨時防排水工程是路基施工中的一項重要工作。完善的路基施工臨時防排水設(shè)施，可確保路基質(zhì)量和施工進度，防止或減少路基施工生產(chǎn)安全事故。施工單位進駐工地后，應盡快熟悉、復核、掌握設(shè)計圖紙；根據(jù)施工工藝、流程制定詳細的臨時防排水方案并評估方案的可行性、科學性，必要時與建設(shè)、設(shè)計、監(jiān)理等單位一起進行方案會審，力求形成完善合理的施工防排水系統(tǒng)，并與當?shù)刈匀凰岛侠磴暯覽3]。

除了制定詳細的臨時防排水方案，施工準備時還應收集區(qū)域氣候條件，熟悉施工區(qū)天氣情況；并與當?shù)貧庀蟛块T建立防洪防汛聯(lián)絡(luò)關(guān)系，確保暴雨或大暴雨預報時能及時得到通知；施工過程中時刻關(guān)注天氣預報，根據(jù)天氣情況合理安排勞動力、機具，適當縮短雨期工作面，盡量做到當天完工作業(yè)面，避免全線填筑、開挖和盲目趕工期[4]。

2.2 提前施工永久性排水設(shè)施，路基施工區(qū)外形成完善的防排水系統(tǒng)

研究設(shè)計圖紙，并對截水溝、改溝、改渠和涵洞等部分永久性排水設(shè)施進行提前施工，在路基施工區(qū)外形成完善的防排水系統(tǒng)，避免路基施工范圍內(nèi)的地表水無法排出或者范圍外的地表來水影響施工。

提前施工截水溝，攔截路基施工區(qū)范圍外地表來水，防止其對邊坡造成浸泡或沖刷。截水溝應與橋涵進出口或天然溝渠相接，在路基施工區(qū)外建立完善的防水系統(tǒng)。

按照設(shè)計圖紙，結(jié)合現(xiàn)場實際情況、施工便道和當?shù)卮彐?zhèn)要求，對全線的改溝、改渠、涵洞進行梳理，提前施工與臨時排水需要有關(guān)的改溝、改渠或涵洞等，并與天然水系相接。在路基施工區(qū)外建立完善的排水系統(tǒng)。

2.3 設(shè)置不同的臨時排水設(shè)施，降低大氣降水對土質(zhì)路基施工區(qū)的影響

2.3.1 土質(zhì)路堤施工

為防止排水不暢造成滯留、下滲或者任意流淌沖毀邊坡，結(jié)合施工工藝可采用以下排水方案和施工措施：a）路基清表后、填筑前，在路基紅線范圍內(nèi)側(cè)縱向挖60 cm×60 cm土臨時排水溝，臨時排水溝與施工區(qū)外的排水系統(tǒng)相接。b）分層填筑路堤，每一壓實面路拱橫坡控制在2%～4%；每次作業(yè)收工前將鋪填的松土層壓實完畢，并保持路基頂和路堤邊坡平整度較好。c）路基頂土路肩位置設(shè)置攔水埂，間隔50 m或在凹形豎曲線底部開口設(shè)臨時急流槽以免沖刷邊坡[5]。攔水埂可采取非滲水土填筑或易裁撤材料漿砌，在施作上層填料前即時清除潔凈。急流槽可采用厚塑料布鋪底或易裁撤材料漿砌。d）雨后路基面必須晾曬，刮除表面浮土并進行復壓，經(jīng)抽檢合格才能繼續(xù)施工。土質(zhì)路堤施工中的臨時排水設(shè)施詳見圖3。

2.3.2 土質(zhì)路塹施工

為防止路拱排水不暢造成滯留、下滲，影響路基強度和邊坡穩(wěn)定性，結(jié)合施工工藝可采用以下排水方案和施工措施：a）將施工路拱橫坡控制在2%～4%，以利排水；b）已開挖路基兩側(cè)設(shè)臨時排水溝，并與施工區(qū)外排水系統(tǒng)相接；c）每一級開挖完成后，及時施作平臺截水溝。土質(zhì)路塹施工中的臨時排水設(shè)施詳見圖4。

圖4 土質(zhì)路塹施工過程中的臨時排水設(shè)施圖

2.4 加強施工過程管控，盡快形成永久性排水系統(tǒng)

在施工過程中，施工單位應根據(jù)天氣情況、施工環(huán)節(jié)，選擇適宜的機械類型，管控施工進場材料，合理組織施工過程。做到隨挖、隨運、隨填、隨壓，指定專人負責疏導排水，必要時在路基頂和邊坡上覆蓋彩條布以防雨。及時展開路基后續(xù)從屬邊坡防護及排水的圬工施作，盡快形成永久性排水系統(tǒng)。

3 結(jié)語

路基的強度、穩(wěn)定性與水息息相關(guān)。在跨年度或者汛期施工時，應結(jié)合設(shè)計圖紙中的永久性排水設(shè)施，制定和設(shè)置詳細的施工現(xiàn)場臨時排水設(shè)施，并定期或者雨后及時檢查，才能形成有效的路基排水系統(tǒng)，確保路基的強度、穩(wěn)定性和耐久性。