山區(qū)高速公路路基排水技術(shù)研究

李海寶

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前言

社會(huì)的不斷發(fā)展及城市的不斷進(jìn)步，使人們對(duì)山區(qū)高速公路建設(shè)的質(zhì)量要求逐步提高。其中，作為山區(qū)高速公路的基礎(chǔ)建設(shè)— —路基施工，技術(shù)較復(fù)雜，需要施工單位有足夠硬的施工技術(shù)來(lái)保證其施工的質(zhì)量，特別是排水設(shè)施的施工技術(shù)尤為重要。施工人員必須做好路基的排水施工處理，以滿足交通工具不斷增加的影響下山區(qū)高速公路承載力的逐漸加重。

1 山區(qū)水文地質(zhì)特征及影響

1.1 地表水滲水的影響

降水在大部分情況下回通過(guò)地表面流出路基外，而小部分會(huì)順著路面的各種裂縫進(jìn)入路面結(jié)構(gòu)，進(jìn)入路基內(nèi)部，當(dāng)水流深入土體之后，水會(huì)與土體產(chǎn)生一系列的化學(xué)與物理反應(yīng)，致使壓實(shí)的土體變得松散，導(dǎo)致土體強(qiáng)度降低。

1.2 地下水的影響

地下水主要為河流沖積層地形水與坡積層內(nèi)地下水，地下水的滲入，可引起土體濕度與強(qiáng)度的改變，進(jìn)而帶來(lái)路基的滑坡等病害，常見(jiàn)病害如下：①浸沒(méi)：地下水太多，浸沒(méi)地表時(shí)，將發(fā)生區(qū)域沼澤化。②路基滑動(dòng)：在地下水的壓力下，路基的坡積層將會(huì)產(chǎn)生滑動(dòng)，導(dǎo)致路基整體失。③凍脹：若地下水冒出，在季凍區(qū)將會(huì)出現(xiàn)凍脹現(xiàn)象，而在化凍時(shí)，將引起一系列的路基病害。④路基土含水量增大：路基含水量增大，將會(huì)導(dǎo)致土體的抗剪強(qiáng)度與穩(wěn)定性降低[1]。

2 山區(qū)高速公路路基排水設(shè)計(jì)

2.1 山區(qū)高速公路路基排水設(shè)計(jì)的內(nèi)容

①排水設(shè)施布設(shè)：應(yīng)根據(jù)不同的排水要求采用不同的排水設(shè)施。②水文分析：根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的水文與地貌條件等分析該地區(qū)的降水量，計(jì)算各地方的泄水量，合理選用排水設(shè)施。③水力計(jì)算：通過(guò)水力計(jì)算確定各地方排水設(shè)施的斷面形式等。④結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：根據(jù)防護(hù)要求等合理選用排水設(shè)施材料與結(jié)構(gòu)。⑤沖刷防護(hù)：根據(jù)各地方的沖刷性，采取相對(duì)應(yīng)的防治措施。

2.2 地表排水設(shè)計(jì)

（1）設(shè)計(jì)流量：由于篇幅限制，本文在此省略計(jì)算過(guò)程，根據(jù)計(jì)算結(jié)構(gòu)與實(shí)際情況等綜合考慮，本文建議采用《山區(qū)高速公路排水設(shè)計(jì)規(guī)范》中的公式。

（2）沖淤條件與溝底最小縱坡：溝渠的理想狀態(tài)是沒(méi)有淤積也沒(méi)有沖刷，故其內(nèi)部水流的流水為：Vmin＜v＜Vmax。

2.3 山區(qū)高速公路排水設(shè)施布設(shè)方法

（1）截水溝。①截水溝設(shè)置：與所在地區(qū)的降水強(qiáng)度等有關(guān)。②斷面尺寸的選擇：應(yīng)收集足夠資料，通過(guò)計(jì)算確定設(shè)計(jì)流量再確定斷面尺寸。

（2）邊溝。①設(shè)置位置與斷面形式的確定：一般設(shè)置于路基外側(cè)或坡腳外側(cè)，斷面形式應(yīng)按照山區(qū)高速公路等級(jí)與排水的設(shè)計(jì)流量等確定。②邊坡地坡的確定：邊坡底坡應(yīng)按照路線縱坡，地形等情況確定。③邊溝出水口的確定：一般按照《山區(qū)高速公路排水設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，但還需綜合考慮地形，地質(zhì)等條件。④邊溝出水口的處理：邊溝水流不可滯留于溝內(nèi)，需合理部署將水流排除，不致危害路基。

（3）急流槽。①急流槽的間距：急流槽間距應(yīng)根據(jù)匯水量確定。②消能設(shè)施的設(shè)置：在山區(qū)高速公路排水設(shè)施中常見(jiàn)的混合型跌水池與底流型急流槽[2]。

3 山區(qū)高速公路路基排水技術(shù)

3.1 滲溝排水技術(shù)

這一辦法主要是針對(duì)地下水。通過(guò)排除地下水，讓地下水的水位高度降低，保證地下水水量不過(guò)多，以及與流向地上路基，最大限度上保護(hù)了地面上的路基。在挖造滲溝時(shí)主要考慮地下水位相對(duì)較低的位置，宜于更好地?cái)r截地下水。當(dāng)然地下水量可以根據(jù)水文地質(zhì)學(xué)和地下水動(dòng)力原理及有關(guān)公式進(jìn)行計(jì)算。

3.2 雨水管道排水技術(shù)

針對(duì)地上水，我們可以在山區(qū)高速公路上兩側(cè)建設(shè)雨水管道。我們其實(shí)可以在地上建設(shè)排水溝，但是考慮到道路交通問(wèn)題，還是采用雨水管道更加適宜。當(dāng)遇到強(qiáng)降水時(shí)，水會(huì)迅速集聚到地面上，這時(shí)雨水管道會(huì)發(fā)揮它的作用，有效地排除地上水，減少造成的交通問(wèn)題。然后通過(guò)下水道將水排到水溝或者別的地方。

3.3 邊溝施工技術(shù)

具體來(lái)說(shuō)，沿線會(huì)在填方路段設(shè)置邊溝，并將路塹邊溝設(shè)置在挖方路段，進(jìn)而使存有的坡面水能夠得以排除。在開(kāi)展暗排水時(shí)，碎落臺(tái)和土路肩兩者之間會(huì)形成縱向流水槽，為避免沖刷現(xiàn)象的影響，可以在流水槽中鋪蓋一些草皮，在槽下設(shè)置淺碟邊溝以及邊坡急流槽等，利用邊溝集水井連接，并注重集水井間距的設(shè)置，使其能夠保持相應(yīng)合理的間距，以切實(shí)發(fā)揮其功用。對(duì)于個(gè)別段落來(lái)說(shuō)，應(yīng)進(jìn)行不同邊溝設(shè)置，使其需求能夠得到共同滿足。在排水縱坡超過(guò)10%的地段設(shè)置急流槽，如果交叉道路需邊溝穿過(guò)，應(yīng)進(jìn)行過(guò)道涵設(shè)置。

3.4 明溝施工技術(shù)

明溝通常應(yīng)用在深度較淺的地下水位中，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，切勿在溫度偏低的地區(qū)應(yīng)用。在施工過(guò)程中，應(yīng)重視邊坡縱坡的加大，以保障水流的切實(shí)排出。再者，在開(kāi)展明溝施工時(shí)，應(yīng)對(duì)基底高度做好檢查，斷面尺寸做好控制，并運(yùn)用人工配合方式來(lái)實(shí)施挖掘工作。另外，明溝在進(jìn)行測(cè)量放樣時(shí)，通常應(yīng)用全站儀，在放樣過(guò)程中，應(yīng)以設(shè)計(jì)圖為理論依據(jù)，以實(shí)現(xiàn)科學(xué)合理操作。在滲水孔施工過(guò)程中，應(yīng)保持其豎直性，避免堵塞現(xiàn)象發(fā)生[3]。

4 結(jié)束語(yǔ)

山區(qū)高速公路排水設(shè)施的病害有多種原因，而深層原因最為容易解決，在工程開(kāi)始之前就應(yīng)考慮之后的養(yǎng)護(hù)問(wèn)題，可大大降低養(yǎng)護(hù)成本，山區(qū)高速公路路基排水設(shè)施的設(shè)計(jì)過(guò)程，為今后的防排水提供參考。