論山區(qū)道路排水綜合處治措施設(shè)計(jì)探究

摘 要：隨著我國(guó)山區(qū)道路路網(wǎng)密度逐漸加大，山區(qū)道路損毀現(xiàn)象日益突出，尤其在雨季對(duì)行車、行人存在較大安全隱患，經(jīng)濟(jì)損失較為嚴(yán)重。從以往的工程中不難看出，道路損毀往往與水有著密切關(guān)聯(lián)。因此合理選線、采取有效的綜合排水措施顯得尤為重要。本文以四川山區(qū)道路設(shè)計(jì)為例，對(duì)山區(qū)道路路線選線與道路綜合排水處治措施融合設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，為類似工程提供參考。

關(guān)鍵詞：山區(qū)道路；路線選線；排水綜合處治

一、引言

山區(qū)道路設(shè)計(jì)需綜合考慮地形、氣候、土壤等多方面因素，其在選線及排水方案設(shè)計(jì)上往往需要更加科學(xué)和嚴(yán)謹(jǐn)。為避免水患給山區(qū)道路安全性帶來(lái)不良影響，有效的排水措施不僅可以保障道路的通行安全，還能減少自然災(zāi)害對(duì)道路的破壞。因此排水設(shè)計(jì)要在勘察設(shè)計(jì)階段充分重視，采取合理的路線方案和適合的排水措施。

二、 山區(qū)道路排水的特點(diǎn)

（一）山區(qū)道路地形、地質(zhì)條件復(fù)雜

四川東北部山區(qū)地形多為陡峭山巒、溝壑縱橫，高低落差很大，該區(qū)域地形起伏變化快、地面坡度陡、暴雨季節(jié)匯流時(shí)間短，極易形成洪澇。尤其是在不良地質(zhì)路段多因排水不暢而容易形成滑坡、崩塌和泥石流等大型地質(zhì)災(zāi)害，水土流失嚴(yán)重。這種地形特點(diǎn)使得排水路徑難以確定，需要綜合考慮地形特征設(shè)計(jì)排水系統(tǒng)，避免水流過(guò)度滯留和沖刷。同時(shí)，山區(qū)道路邊坡容易發(fā)生塌方現(xiàn)象，特別是在降雨或雪融時(shí)，土壤松動(dòng)導(dǎo)致道路坍塌。

（二）山區(qū)道路降雨季節(jié)性強(qiáng)、雨量集中

以四川東北部地區(qū)降雨為例，廣元、巴中、達(dá)州、廣安、南充等市部分地區(qū)全年降水量高達(dá)1500毫米以上，其中8月和9月降水量分別約占全年降水量的37%和50%[1]。

（三）山區(qū)土壤類型多樣

山區(qū)土壤種類繁多，包括砂礫土、黏土等，不同土壤的滲透性和抗沖刷能力各異，大大影響排水效果。這種土壤類型多樣性要求考慮土壤的滲透性和穩(wěn)定性，勘察設(shè)計(jì)時(shí)需要具體選擇合適的排水結(jié)構(gòu)和材料，以確保排水系統(tǒng)的長(zhǎng)期有效性。

（四）排水系統(tǒng)維護(hù)困難

山區(qū)道路多位于偏遠(yuǎn)地區(qū)，排水系統(tǒng)分布范圍大，極其容易堵塞或損壞，維修困難且成本較高，需要設(shè)計(jì)時(shí)采用耐久性強(qiáng)、維護(hù)便捷、造價(jià)成本相對(duì)經(jīng)濟(jì)的排水方案。排水系統(tǒng)的維護(hù)管理需要考慮到山區(qū)道路的特殊環(huán)境和條件，確保及時(shí)清理與維修，以保障道路的暢通和通行安全。

三、山區(qū)道路排水設(shè)計(jì)考慮因素

（一）正確處理山區(qū)道路選線與排水的關(guān)系

山區(qū)地形起伏大，地質(zhì)條件復(fù)雜，雨水容易集聚形成沖溝，需要從路線的總體設(shè)計(jì)出發(fā)，具備科學(xué)、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)觀念，正確處理好路線方案選線與排水的關(guān)系，重點(diǎn)考慮以下幾個(gè)方面。

（1）認(rèn)真分析地形、地貌。在山區(qū)道路開(kāi)展路線設(shè)計(jì)前，應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)的地形勘測(cè)與分析，了解道路沿線的地形特征、溝壑分布等情況。通過(guò)數(shù)字高程模型（DEM）、無(wú)人機(jī)攝影等方式獲取高程數(shù)據(jù)，輔助確定排水路徑，避免水流長(zhǎng)時(shí)間滯留和過(guò)度沖刷。同時(shí)應(yīng)詳細(xì)調(diào)查項(xiàng)目沿線地貌，分析山體的走勢(shì)、坡度、坡向以及地表水流的自然流向。這有助于確定道路線位的最佳位置，避免在低洼地帶或水流匯聚區(qū)域選定平縱線型，減少水流對(duì)道路路基的沖刷。

（2）合理選擇道路縱坡和橫坡。在山區(qū)道路開(kāi)展路線設(shè)計(jì)時(shí)，道路縱坡不宜過(guò)小，縱坡過(guò)小不利于排水。合理確定道路橫坡，路面水能夠迅速流向道路兩側(cè)的排水系統(tǒng)，避免發(fā)生積水現(xiàn)象，減少因積水引發(fā)的交通事故[2]。

（3） 注重生態(tài)環(huán)境保護(hù)。樹(shù)立“不破壞就是最大的保護(hù)”的理念，堅(jiān)持“環(huán)?！边x線。避讓生態(tài)保護(hù)區(qū)、民居村落、水源保護(hù)地等環(huán)境敏感點(diǎn)。少拆遷、少占地，使公路融入自然，與周圍環(huán)境達(dá)到和諧統(tǒng)一。在設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中，應(yīng)充分考慮生態(tài)環(huán)境因素，避免破壞原有的自然水系和生態(tài)環(huán)境，盡量減少對(duì)地表水和地下水的工程干擾。

（4）防止山洪危害。在山區(qū)道路設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)考慮防洪措施，尤其是在可能發(fā)生山洪、泥石流等自然災(zāi)害的區(qū)域。道路選線時(shí)應(yīng)盡量避開(kāi)易受山洪影響的區(qū)域，避免在山洪泛濫區(qū)域建設(shè)道路。若路線必須經(jīng)過(guò)山洪影響區(qū)域，可以考慮設(shè)置泄洪通道等措施，減少山洪對(duì)道路的危害。

（5）綜合考慮山區(qū)道路選線與排水設(shè)計(jì)原則

① 對(duì)于起伏快的“雞爪”地形、地貌路段，應(yīng)順應(yīng)地形，根據(jù)道路設(shè)計(jì)指標(biāo)，選擇適合地形的平面線型，避免高填深挖。

② 對(duì)于深V形地形溝谷，應(yīng)根據(jù)季節(jié)性暴雨、瞬時(shí)最大流量，確定路線平面布設(shè)位置，避免造成山洪或泥石流流通不暢。

③ 對(duì)于沿溪（河）路段，應(yīng)收集歷年降水量數(shù)據(jù)，分析行洪所需空間及沖刷影響范圍，選擇河床寬闊、地質(zhì)穩(wěn)定的路段通過(guò)。

④ 路線縱斷面設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)避免凹曲線位于全挖方路段，路線最小縱坡不緩于3‰。

綜上所述，正確處理山區(qū)道路選線與排水的關(guān)系，需要綜合考慮地形地貌、地質(zhì)條件、生態(tài)環(huán)境等多個(gè)方面，樹(shù)立系統(tǒng)、科學(xué)的整體解決方案，確保道路的安全和暢通。

（二） 應(yīng)采用多種路基排水措施相結(jié)合

山區(qū)道路長(zhǎng)期的排水不暢，會(huì)導(dǎo)致路基土質(zhì)處于飽和狀態(tài)，強(qiáng)度降低，從而引發(fā)路基沉降、翻漿、塌陷等病害，嚴(yán)重影響道路的穩(wěn)定性和使用壽命。因此在山區(qū)道路路基設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)高度重視排水不暢帶來(lái)的危害[3]。對(duì)于復(fù)雜的地形和氣候條件，應(yīng)采用多種方法相結(jié)合保證排水通暢，以下分類進(jìn)行介紹。

（1）地表水的排水措施

根據(jù)項(xiàng)目沿線的地形地貌、降雨量、匯水面積、植被生長(zhǎng)情況等因素，通過(guò)水文計(jì)算，優(yōu)化排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)，選擇合適的設(shè)計(jì)方案。地表排水系統(tǒng)通常包括路側(cè)邊溝、填方排水溝、平臺(tái)排水溝、坡頂截水溝、坡面防護(hù)措施、急流槽等排水設(shè)施。具體設(shè)置原則如下：

① 路側(cè)邊溝：主要設(shè)置在道路兩側(cè)，用于收集和引導(dǎo)路面、坡面水流向排水系統(tǒng)。

② 填方排水溝：對(duì)于填方坡腳為了避免坡面水亂流或沖刷坡腳設(shè)置排水溝，主要收集填方邊坡雨水，引流至排水系統(tǒng)。

③ 平臺(tái)排水溝：主要用于收集坡面水，減少上級(jí)邊坡對(duì)下級(jí)邊坡沖刷，引流至截水溝。

④ 坡頂截水溝：主要用于攔截自然邊坡水沖刷路基開(kāi)挖邊坡，引流至道路排水系統(tǒng)。

⑤ 坡面防護(hù)：可以分為植物防護(hù)和工程防護(hù)。植物防護(hù)是在路基邊坡上種植植被，增強(qiáng)土壤的抗侵蝕能力，減少水土流失，確保邊坡安全。工程防護(hù)主要有拱形護(hù)坡、菱形護(hù)坡、格構(gòu)護(hù)坡等，它們都具有減少雨水沖刷面積，盡量避免雨水浸入邊坡，確保邊坡安全的作用。對(duì)于破碎的巖質(zhì)邊坡，也可采用噴射混凝土封面，防止地表水浸入邊坡，造成邊坡失穩(wěn)。

⑥ 急流槽：對(duì)于匯水面積大的不良地質(zhì)路段，具有較高的抗沖刷能力和足夠的承載力，也可兼顧泥石流的排導(dǎo)功能。

（2）地下水的排水措施

山區(qū)道路設(shè)計(jì)前，需要認(rèn)真分析地下水情況、土壤類型、巖石穩(wěn)定性等，評(píng)估地下水對(duì)道路邊坡、深基坑、填方路段的影響。在山區(qū)道路，排出地下水的主要設(shè)施有排水盲溝（見(jiàn)圖1）、滲水井、泄水孔（見(jiàn)圖2）等。

① 排水盲溝

排水盲溝用來(lái)排出路基下的地下水，防止路基軟化或損壞，通常由石料、砂、礫石等透水性材料填充，也會(huì)使用土工合成材料來(lái)增強(qiáng)其排水和過(guò)濾功能。

② 滲水井

滲水井由具有許多小孔的管道組成，水可以通過(guò)管道壁滲透進(jìn)入管道內(nèi)部，然后順著管道流動(dòng)并排出。

③ 泄水孔

泄水孔是一種用于排水系統(tǒng)的開(kāi)口，它可使水流從圬工結(jié)構(gòu)的內(nèi)部流出，在山區(qū)道路的擋土墻、漿砌護(hù)坡、重力式橋臺(tái)等結(jié)構(gòu)物中較為常見(jiàn)，以防止水積聚和壓力增加，有助于減輕構(gòu)筑物內(nèi)部壓力，防止圬工結(jié)構(gòu)過(guò)度負(fù)荷發(fā)生破壞或失穩(wěn)。在寒冷地區(qū)，泄水孔通過(guò)排出積水，可以防止結(jié)冰造成的冰凍損害[4]。

公路地下水排水設(shè)計(jì)中還需要考慮生態(tài)環(huán)境保護(hù)。在設(shè)計(jì)排水系統(tǒng)時(shí)，要盡量減少對(duì)周邊生態(tài)環(huán)境的影響，采取對(duì)生態(tài)友好的排水措施，保護(hù)周邊植被和水體的生態(tài)平衡。

（3）路面排水措施

路面排水是指將路面上的雨水或其他流水及時(shí)排出，以防止積水影響路面使用性能。為了便于雨水能夠迅速流向道路兩側(cè)的排水系統(tǒng)，路面橫坡應(yīng)控制在1%至3%，對(duì)于超高路hL/NvThjhxloRO4/xBq0Sg==段超高漸變率不緩于1/330。路面材料應(yīng)該選擇具有透水性好的路面材料，以加強(qiáng)雨水的自然滲透。

（4）山區(qū)道路橋涵排水措施

為了避免橋面雨水亂流對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)耐久性造成影響，應(yīng)該重視橋面排水系統(tǒng)。橋面排水由泄水口、排水槽與泄水管組成，橋面排水系統(tǒng)應(yīng)與橋梁結(jié)構(gòu)及橋下排水條件相適應(yīng)。由泄水口負(fù)責(zé)收集橋面雨水，再由排水槽及泄水管引至自然水系。

山區(qū)涵洞應(yīng)結(jié)合路線排水系統(tǒng)，選擇適應(yīng)農(nóng)田排灌，經(jīng)濟(jì)合理的涵洞。山區(qū)涵洞布置原則上應(yīng)遵循自然沖溝一溝一涵，涵洞布置順應(yīng)流水方向，不強(qiáng)制正交；在自然沖溝縱坡較大時(shí)，涵洞可采用分臺(tái)階設(shè)置。涵洞出水口應(yīng)重點(diǎn)考慮環(huán)境保護(hù)，對(duì)于流量大、水流急的涵洞應(yīng)充分考慮消能和引流構(gòu)造物，避免汛期水流對(duì)路基邊坡、農(nóng)田、房屋等直接沖刷，引發(fā)次生災(zāi)害。

（5）不同類型的排水設(shè)施其排水能力的提升措施

根據(jù)地形特點(diǎn)設(shè)計(jì)合理的排水措施，確保雨水能夠迅速排出道路表面，避免積水和水土流失。選擇合適的排水設(shè)施，確保在暴雨等極端天氣下仍能有效排水。設(shè)置經(jīng)濟(jì)合理的攔渣措施，防止雜物堵塞排水系統(tǒng)，保障排水暢通。針對(duì)陡峭的山區(qū)道路，采用排水梯級(jí)設(shè)計(jì)，減緩水流速度，降低沖刷風(fēng)險(xiǎn)，提升排水效果。

在泥石流易發(fā)區(qū)域設(shè)置泥石流攔擋設(shè)施，阻止泥石流對(duì)道路的侵蝕和破壞[5]，保持排水系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

四、結(jié)語(yǔ)

山區(qū)道路選線與路基排水設(shè)計(jì)相輔相成，路線選擇既要符合和適應(yīng)項(xiàng)目實(shí)際情況，通過(guò)科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目睖y(cè)手段，選擇合理的線位。同時(shí)，應(yīng)最大限度地利于路基排水，減少水患對(duì)道路工程的破壞。對(duì)于山區(qū)選線和路基排水設(shè)計(jì)方案應(yīng)做到具體問(wèn)題具體分析，不斷優(yōu)化和調(diào)整，使其結(jié)合得更加合理與科學(xué)。

參考文獻(xiàn)

[1]四川省地方志工作辦公室.四川年鑒2022[M].成都：四川年鑒社，2022.

[2]何曉鳴，程英偉.道路勘測(cè)設(shè)計(jì)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010.

[3]中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司.公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D30-2015）[S].北京，人民交通出版社股份有限公司.2015.

[4]中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司.公路擋土墻設(shè)計(jì)與施工技術(shù)細(xì)則[M].北京：人民交通出版社股份有限公司，2008.

[5]劉建坤，曾巧玲，侯永峰.路基工程[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2006.

作者簡(jiǎn)介

曹丁山（1987-），男，重慶潼南人，本科，高級(jí)工程師，從事公路勘察設(shè)計(jì)工作。

陳鍵（1985-），通訊作者（Dk-899@163.com），男，四川通江人，本科，工程師，從事公路勘察設(shè)計(jì)工作。

丁可（1982-），男，重慶鋼梁人，本科，正高級(jí)工程師，從事公路勘察設(shè)計(jì)工作。

劉銀（1992-），男，四川敘永人，本科，中級(jí)工程師，從事道路橋梁工作。

責(zé)編 / 馬銘陽(yáng)