淺談山區公路排水施工質量問題與防治措施

黃國寬　辛宗成

1. 前言

眾多公路工程實踐證明,路基路面的使用功能和使用壽命,占其強度和穩定性密切相關,而加強高低和穩定性如何又與誰極其密切,因此路基路面排水工程在路基路面工程施工中起著非常重要的作用,是公路工程中不可缺少的組成部分。

公路工程路基排水的主要任務,就是將路基范圍內的土基適度降低到一定的限度內,保持路基常年處于干燥或中低濕狀態,不使路基受到水的侵害,以確保路基路面具有足夠的強度和穩定性。

在路基施工中,首先應審視全線路基排水系統是否完備妥善,必要時應予以補充和修改,應重視排水工程的質量和使用效果,此外,應根據實際情況與需要,設置施工現場臨時性排水系統,以確保路基土石方工程及附屬結構物順利施工,消除路基底和土結構與水有關的質量隱患,保證路基工程的施工質量。

常用的路基排水設施有:邊溝、截水溝,激流槽、渡槽和都虹吸等,這些排水設施分別設在路基的不同部位,它們有各自的排水功能和構造形式。

2. 工程實例

由于孟地溝道路屬于青藏高原高寒區溫帶大陸性氣候,冬半年(11月至5月)為干季、干燥,少雨、氣溫低;夏半年(6月—10月)為雨季,溫暖濕潤多雨,雅礱江流域主要是有暴雨形成,每年夏季季風強登時期,有西南季風將印度洋和孟加拉灣的水汽源源不斷地輸進流域,同時,西太平洋副高北移,經空氣在副高前受阻,在這種大環境下,本流域常發生大范圍暴雨。

所以在路基施工中,各施工表面不應有積水,填方路堤應根據土質情況和施工時氣候狀況,做成2%-4%的排水橫坡,挖方施工中路基各層頂面的縱橫坡,應根據路塹橫斷面形狀、路線縱坡的大小、路塹施工斷面長度和施工方法等因素確定,確保在施工過程中能及時將雨水排走。

孟地溝道路排水系統右路拱、路基邊溝、截水溝和橋涵等構成,結合沿線水泵進行系統設計,以將路面水和坡面水引入橋涵進出水口,排入自然水系,達到使路基排水暢通,確保工程安全的目的,根據該道路的使用性質全部路段邊溝均采用土邊溝。

邊溝尺寸采用梯形深×(底)寬=0.4×0.4米,靠路基側坡度為1:1,邊坡側和邊坡坡度相同,邊溝縱橫一邊與路線縱坡相同,個別地質段應根據具體情況單獨設計。

孟地溝路面施工主要排水問題:

(1)路基邊坡施工質量問題

(2)盲溝在施工中的質量問題

(3)滲溝在施工中的質量問題

(4)路面排水設施的施工質量問題

2.1路基邊坡施工質量問題

(1)質量問題

邊坡是公路工程中不可缺少的組成部分,其承擔這排除流向路基地面水,保護路基路面的作用,在邊溝的施工中,由于種種原因,容易出現設置不當,排水不暢,滲水較多等質量問題。

(2)原因分析

1.由于對邊溝的設置不正確,如邊溝的位置不正確,邊溝的長度過長,縱向坡度不適宜,斷面尺寸過小等,很容易使邊溝產生排水不暢通,大水時溝中水流外溢,對路基安全有一定威脅。

2. 漿砌邊溝的施工質量較差,造成邊溝斷面不整齊,邊壁表面不平整,抹面出現開裂,勾縫產生脫落,不僅嚴重影響邊溝的使用功能,而且會出現大量滲水。

(3)預防措施

1. 正確認識邊溝設置的特點

(1)邊溝設在挖方路基的路肩外側或低路堤坡腳外側,走向與路中線平行,以匯集和排除路基范圍內和流向路基的地下水。

(2)由于采取其他各種措施,邊溝的排水量并不太大,因此一般不需要進行水力,水文計算,依沿線的具體條件,選擇標準橫斷面形式即可邊溝設置應按路基,通常不允許其他排水溝的水流 ,也不能與其他人工溝渠合并使用,而應當單獨設置,獨立使用。

(3)邊溝長度不宜過長,盡量使溝水流就近排到路旁自然水溝或低洼地帶,必須時刻增設涵洞,將邊溝的水引入路基另一側排出。

(4)邊坡的縱坡一般與路線的縱坡一致,但在平緩的路段,邊溝的應保持0.3%—0.5%的最小縱坡破長,邊溝出水附近,以及排水困難的路段,邊溝應進行專門設計。

2.采用適宜的邊溝形式,進行認真設計和布置

公路路基邊溝的橫斷面形成主要有梯形、矩形、三角形及流線形等,在設計時應根據工程實際情況,采用適宜的邊溝形式,進行認真布置,使邊溝形式得當、布置科學、效果良好。

3. 嚴格按照有關施工規范進行施工,確保邊溝工程施工質量

(1)挖方地段和填方高度小于邊溝深度的填方地段,應當設置邊溝,路堤靠山一側的坡腳,應設置不滲水的邊溝。

(2)為防止邊溝發生滿溢或沖刷,在平原地區高山地區,邊溝應分段設置一定斷面的出水口,多雨地區的梯形斷面邊溝每段長度不宜超過300米,三角形斷面邊溝長度不宜超過200米。

(3)在平曲線處的邊溝進行施工時,平直線溝底的縱坡應與曲線前后的溝底縱坡平順對接,不允許曲線內側有積水或外溢現象發生,曲線外側邊溝應根據曲線弧度適當加深,其增加值應等于增高。

2.2 盲溝在施工中的質量問題

(1)質量問題

盲溝也稱暗溝,其相對地面排水溝而言,也是一種地下隱蔽工程,具有攔截與降低地下水,防止毛溪水上升避免路基凍脹和降低強度等作用,但是在盲溝施工中,如果不嚴格按照設計要求進行施工,很可能造成盲溝起不了作用的功能,凍脹破壞等問題。

(2)原因分析

1. 對于盲溝的結構組成了解不夠,在施工中不能按照設計、圖紙施工,結果造成盲溝的功能達不到要求,失去其應具有的作用。

2. 在盲溝施工中所用材料不合格,施工工藝不正確,施工要求不合格,操作人員不認真,必然造成盲溝施工質量較差。

(3)預防措施

1.了解不同位置的盲溝的作用,注意盲溝在設置中的事項,這是確保盲溝充分發揮作用的關鍵。

2. 應符合行業標準《公路工程質量檢驗評定標準》中的基本要求。

2.3 滲溝在施工中質量問題

(1)質量問題

采用滲透的方式將地下水匯集于溝內,并通過溝底通道將水排至指定地點,這種排水設施統稱滲溝,主要用于降低地下水位,攔截地下水,其構造與盲溝有所不同,在滲溝的施工中,最容易出現滲溝不能起到設計作用的質量問題。

(2)原因分析

1.沒有詳細勘察水文地質情況,對各種形成的滲溝功能不熟悉,采用的滲溝結構形成不能滿足要求,造成滲溝起不到應有的作用。

2.在滲溝施工中,沒有按照設計和規范要求去操作,施工質量不能滿足設計要求,造成滲溝功能失效。

(3)預防措施

1. 熟悉滲溝的不同形式,根據不同作用選用適宜的滲溝,公路工程實踐證明,比較適合的滲溝有盲溝式、洞式和管式三種。

2. 在滲溝施工中,除嚴格按照設計規定和施工規范進行施工外,還應注意以下事項:

(1)對滲溝的施工要求。

(2)管式滲溝通用于地下水引水距離較長,流量較大的地區,當管式滲溝長度在100—300M時,其末端宜設置橫向泄水管,以便分段排除地下水。

(3)洞式滲溝適用于地下水流量較大的地段,洞壁宜采用漿砌片石砌筑,洞頂應用蓋板進行覆蓋,蓋板應留一定保障,使地下水流入洞內。

(4)滲溝排水層與溝壁之間應設置反濾層,反濾層應選用顆粒大小均與的砂,石材料分層填埋,相鄰兩層顆粒粒徑比例不宜小于1:4。

(5)滲溝的開挖自下游向上游進行,并應隨挖即支撐和迅速回填,不可暴露太久,防止溝壁出現倒塌。

2.4 路面排水設施的施工質量

(1)質量問題

路面排水設施分為路面表面排水,中央分隔帶排水,路面內部排水,邊緣排水系統基層排水系統。

在路面排水設施的施工中,很容易出現便面排水設計不當水不易排出,中央分隔帶排水不理想,路面,內部排水系統堵塞、路面邊緣所用料不合格,排水基層排水系統和施工不符合設計要求等質量問題。

(2)分析原因

1.沒有根據公路所處的地理位置,地形地質、地下水位、道路等級、勘察結果等情況,對路面排水系設施進行全面系統設計使排水設施不配套、不齊全、不準確、結果造成一系列質量問題。

2.在施工過程中,對于所用的建筑材料把關不嚴,使用的料不符合設計要求,結果造成施工質量較差。

3.在施工過程中,對于施工方法,施工工藝選用不當,對施工質量不嚴格控制,必然造成施工質量不符合設計要求,排水效果也自然較差。

(3)預防措施

1.首先應當了解路面排水設施各種排水的作用,這是搞好設計與施工,確保其功能的基礎,決不能是路面排水設施的各種排水混在一起,路面表面排水的任務是迅速將降落和路肩表面的降水排走,以免造成路面積水而影響交通和安全。

中央分隔帶排水的任務是將降落在中央分隔帶表面的水排出,也同樣避免造成路面積水而影響交通和安全。

路面內部排水的目的是將滲入路面結構的水分迅速排除,防止路面因水侵蝕面降低強度而影響使用功能。

邊緣排水系統是將滲入路面結構內的自由水,先由路面結構層間空隙或某一透水橫向流入縱向集水溝或排水管,在由橫向出水管排引路基。

路基基層排水系統是直接在面層下設置透水性排水基層,在其邊緣設置縱向集水溝和排水管以及橫向出水管等,組成排水層排水系統。

2. 路面便面排水系統設施由路拱、橫坡、路肩坡度和攔水帶組成。

3.路面內部排水系統在施工中,應注意:

(1)路面內部排水系統的使用條件

(2)施工過程中應注意事項

4. 邊緣排水系統是有沿路面邊緣設置的透水性填料集水溝,縱向排水溝、橫向出水管和過濾組成。

5. 路基基層排水系統是直接在面層下設置透水性排水基層,在其邊緣設置縱向集水溝和排水管以及橫向出水管等,從而組成路基基層排水系統,采用透水性材料做基層,使滲入路面結構內的水分先通過豎先滲流進入排水層,然后橫向滲流進入縱向集水溝和排水管以及橫向出水管引出路基。

公路施工做的好不好,在很大一方面就要看排水設施的施工。

作者簡介:黃國寬(1973-),男,工程師,現就職于成都水利水電建設有限責任公司。

辛宗成(1977.10-),男,工程師、注冊一級建造師,現就職于成都水利水電建設有限責任公司。