城建配套公路工程排水設(shè)計(jì)優(yōu)化構(gòu)想

路 向

(浙江公路水運(yùn)工程監(jiān)理有限公司，浙江 杭州 311200)

所謂城建配套的公路工程是指工程主體是公路工程，一般指穿越城區(qū)或規(guī)劃城區(qū)的國省道工程，因城市發(fā)展需要，必須增加綠化工程、照明工程、交安工程、強(qiáng)弱電工程、燃?xì)夤こ蹋约氨仨毰c市政排水管網(wǎng)連通的排水工程等城建配套的公路工程。目前我國設(shè)計(jì)部門的資質(zhì)按條塊分割管理，即公路工程設(shè)計(jì)部門往往沒有市政工程的設(shè)計(jì)權(quán)限，特別是市政排水工程、強(qiáng)弱電工程、燃?xì)夤こ痰龋饭こ淘O(shè)計(jì)資質(zhì)的單位基本無權(quán)限設(shè)計(jì)，這就要求城建配套設(shè)計(jì)單位與公路工程設(shè)計(jì)單位必須有一個(gè)很好的配合與聯(lián)動(dòng)機(jī)制，否則將給工程帶來很多質(zhì)量隱患。

1 背景資料

1.1 地質(zhì)情況及軟基處治

某工程沿線大部分地段地質(zhì)情況是距原地面1.0 m以下左右范圍為粘土層，距原地面1.0 m以上左右范圍為承載力極差的淤泥或淤泥質(zhì)土，含水率高達(dá)60%左右，厚度達(dá)20 m左右。路線大部分路段處于河塘地段，雨季水位基本與路基原地表持平，大部分地段軟基地段設(shè)計(jì)采用塑料排水板+50 cm滿鋪碎石排水層處理方法。

1.2 公路工程設(shè)計(jì)方案

該城建配套的公路工程原省發(fā)改委批準(zhǔn)的初步設(shè)計(jì)方案是路基寬度32 m，路幅布置是：中分帶2 m+左側(cè)路緣帶2×0.5 m+行車道2×3×3.75 m+硬路肩2×2.5 m+土路肩2×0.75 m。中分帶因其寬度不大，采用凸起式，兩側(cè)外傾的橫坡，雨水通過橫坡排出路面，滲入中分帶填土內(nèi)的少量雨水任其自然蒸發(fā)；對(duì)于超高路段中分帶采用縱向蓋板排水溝收集雨水并匯集到積水井，再通過橫向排水管將雨水排至路邊邊溝；路面表面排水由路面自由漫流，再由路基邊坡排入兩側(cè)邊溝；土路肩采用三維網(wǎng)反卷包裹營養(yǎng)土，土路肩低于硬路肩4 cm并設(shè)置外向4%的橫坡的三維網(wǎng)反卷包裹營養(yǎng)土排水。另外，為了防止中分帶地表水下滲進(jìn)入路面結(jié)構(gòu)層和土路基，在中分帶填土前先用2 cm水泥砂漿抹面，再鋪筑防水土工布。

沿線軟基處理，多采用塑料排水板形式，由塑排板頂30 cm+20 cm厚碎石透水層橫向排出路基兩側(cè)邊溝。

1.3 城建配套工程的公路工程設(shè)計(jì)方案

市政府考慮城市發(fā)展需要，決定對(duì)該工程進(jìn)行城建配套設(shè)計(jì)，使原有的工程功能進(jìn)行擴(kuò)大，調(diào)整方案是：

1)將原設(shè)計(jì)路基寬度改為60 m，即雙向八車道，將中分帶從2 m擴(kuò)大到11.5 m，道路左右幅增加4 m寬非機(jī)動(dòng)車道和2.5 m寬的人行道，同時(shí)在機(jī)動(dòng)車道與非機(jī)動(dòng)車道增加2 m寬的側(cè)分帶。2)綠化工程：側(cè)分帶、中分帶進(jìn)行大型喬木和灌木、草皮綠化。道路兩側(cè)各增加20 m立體造型綠化帶，綠化填土普遍高出路面頂1.5 m～2.0 m，并種植大型喬木和灌木、種植草皮。3)照明工程：在側(cè)分帶增加照明工程，燈柱間距30 m～35 m。4)排水工程：路面行車道外側(cè)及非機(jī)動(dòng)車道內(nèi)側(cè)增加連通的積水井，收集雨水于縱向雨水井進(jìn)行縱向排水；側(cè)分帶、中分帶填土綠化前進(jìn)行基底隔水處理，即維持原設(shè)計(jì)鋪筑2 cm砂漿層，再滿鋪防水土工布，地表滲入的雨水自然蒸發(fā)；路兩側(cè)縱向排水管設(shè)置在兩側(cè)人行道范圍以下1.5 m～2.0 m，排水管底基礎(chǔ)處理厚度20 cm素混凝土與碎石墊層，管兩側(cè)采用135°角鋼筋混凝土護(hù)管，高度50 cm～70 cm，排水管(雨水管)埋設(shè)采用大開挖設(shè)計(jì)方案，管槽回填采用砂性土分層回填。軟基地段塑排板排水方案未作調(diào)整。5)其他城建配套工程：在路基兩側(cè)增加給污水管、水管道、強(qiáng)弱電管道、燃?xì)夤艿馈⑹姓缆方煌?biāo)志牌等。

2 設(shè)計(jì)問題及其危害性

工程涉及的設(shè)計(jì)單位有市政工程設(shè)計(jì)院、公路工程設(shè)計(jì)院、園林綠化設(shè)計(jì)院、城規(guī)院等，且各設(shè)計(jì)院介入時(shí)間點(diǎn)不一致，各自為政，沒有一個(gè)統(tǒng)一協(xié)調(diào)機(jī)制。原來的公路工程設(shè)計(jì)排水方案基本可行，但進(jìn)行城建配套設(shè)計(jì)后，中分帶寬度擴(kuò)大到11.5 m，且增加2 m寬的側(cè)分帶，路基寬度增加到60 m，路基兩側(cè)增加高出路面頂1.5 m～2.5 m寬20 m綠化填土，軟基地段的塑排板排水方案修改，而原公路工程設(shè)計(jì)的排水方案沒有作實(shí)質(zhì)性調(diào)整與完善，造成了很多設(shè)計(jì)方面的缺陷：

1)路基底淤泥或淤泥質(zhì)土排水固結(jié)方案：采用數(shù)量排水板+50 cm碎石透水層。從本工程施工過程與沉降預(yù)壓穩(wěn)定期沉降觀測(cè)報(bào)告顯示，路基沉降量非常大，大部分路段總沉降量都在60 cm以上，個(gè)別地段達(dá)到90 cm，甚至1.0 m以上，路基兩側(cè)河塘水位基本與原地表持平，路基填筑過程和沉降穩(wěn)定過程，塑料排水板地表50 cm碎石層早已失去橫向排水功能。另外，因?yàn)槁坊幱趬嚎s性很大的淤泥土上，路基填筑過程和沉降穩(wěn)定過程，路基兩側(cè)擠壓隆起，也將碎石透水層橫向排水通道堵死，更加大了塑料排水板排水功能失效風(fēng)險(xiǎn)。

2)路基兩側(cè)綠化填土范圍達(dá)20 m，堆土高度高出路面1.5 m～2.5 m，采用透水差的高液限粘土，或淤泥質(zhì)土，填筑過程沉降量很大，且在路基沉降穩(wěn)定前就已經(jīng)填筑堆載完成(設(shè)計(jì)要求同步填筑)，將塑料排水板碎石透水層出水口堵死，無法繼續(xù)橫向排水。

3)人行道范圍地下2.5 m～3.0 m布置縱向排水管，管底基礎(chǔ)及管測(cè)采用混凝土護(hù)管，基坑采用砂性土回填。回填土，或管節(jié)，或管道基底混凝土將塑排水板透水層排水通道堵死，且縱向各種管道都是在路基沉降穩(wěn)定之前施工，致使塑料排水板排水固結(jié)路功能失效。

以上設(shè)計(jì)缺陷，造成后期路基緩慢而長期處于沉降狀態(tài)，或造成路基沉降穩(wěn)定假象，兩側(cè)高填的綠化地帶形成溝塹，路基處于溝底，整個(gè)路基猶如建在一個(gè)水床上面。

4)中分帶、側(cè)分帶寬度加寬或增加，地表水采取漫流形式入路面匯入路面一側(cè)排水口，下滲水通過2 cm砂漿層+防水土工布阻斷進(jìn)入路面結(jié)構(gòu)層。第一，中分帶、側(cè)分帶均種植大型喬木，以及側(cè)分帶每隔30 m～35 m設(shè)置燈柱基礎(chǔ)。中分帶、側(cè)分帶填土厚度42 cm～60 cm，種植大型喬木樹坑開挖，以及側(cè)分帶路燈基礎(chǔ)開挖，或后期灌木、喬木根系發(fā)育生長，將把這一防水層破壞，其設(shè)計(jì)初衷的阻水效果無法體現(xiàn)，或根本失去防水、阻水的作用。

3 排水設(shè)計(jì)及施工組織優(yōu)化設(shè)想

1)城建配套工程的公路工程設(shè)計(jì)，因涉及的設(shè)計(jì)內(nèi)容與部門比較多，必須有一個(gè)牽頭設(shè)計(jì)院組成聯(lián)合體，或多個(gè)設(shè)計(jì)部門形成一個(gè)高效協(xié)調(diào)的聯(lián)動(dòng)機(jī)制，來綜合考慮城建配套工程的公路工程的排水設(shè)計(jì)。

2)加寬的中分帶下滲水較多，防水土工布因大型喬木的種植和后期根系的發(fā)育而被破壞，無法阻斷中分帶下滲的地表水，無法阻止下滲水進(jìn)入路面結(jié)構(gòu)層或路基層，容易造成路基或路面的水毀壞。因此，可以在中分帶下挖縱向排水盲溝，將中分帶地表滲水縱向集中到積水井，然后再橫向排出路基兩側(cè)，或保存在縱向間斷布置的積水井中，留著以后綠化灌溉用水。

3)路基底塑料排水板橫向排水問題。在施工組織上，如果工期和路基兩側(cè)水位(兩側(cè)溝、河塘水位低于塑料排水板透水層高程)允許，或工期、工程所處地質(zhì)水文條件允許的情況下，可以等路基達(dá)沉降穩(wěn)定后，再進(jìn)行路基排水管施工和綠化土填筑。但這種方案，有日后綠化填土造成路基拉裂破壞的風(fēng)險(xiǎn)，因此，設(shè)計(jì)部門往往建議綠化填土與路基填土同步進(jìn)行，且要低于同步填筑的路基高度；如果工期、水文地質(zhì)情況不允許，必須要在路基沉降穩(wěn)定前進(jìn)行路基兩側(cè)堆土或縱向雨水管施工的，或路基兩側(cè)河塘水位高于塑料排水板透水層高程，必須采取設(shè)計(jì)措施，疏通塑排板橫向排水通道：

方案1：結(jié)合路基兩側(cè)縱向排水管道(雨水管)基坑回填料改善，改為級(jí)配碎石回填，上蓋透水性土工布(用于縱向排水管頂面高于塑料排水板透水層地段)，沿著排水溝管節(jié)一側(cè)或兩側(cè)縱向排入河道或積水井(見圖1)。

方案2：路基兩側(cè)綠化填土前，每隔一定間距，開挖排水盲溝(用于縱向排水管頂面低于塑料排水板透水層地段)，盲溝上覆蓋透水土工布，將塑料排水板橫向排水通道打通(見圖2)。

方案3：中分帶間斷鉆孔設(shè)置降水井，配合吸水泵排出塑料排水板透水層積水(見圖3)。

4 結(jié)語

城建配套的公路工程排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)集公路工程的路面、路基，以及軟基處理固結(jié)排出水設(shè)計(jì)和市政排水設(shè)計(jì)的系統(tǒng)工作，不系統(tǒng)綜合考慮城建配套的公路工程排水系統(tǒng)而造成的設(shè)計(jì)缺陷，將給工程使用的安全性、耐久性帶來影響，同時(shí)也將為日后返工帶來很大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，凡是涉及城建配套的公路工程排水設(shè)計(jì)，要打破公路工程排水設(shè)計(jì)的已有規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)，充分綜合考慮實(shí)際存在的城建配套工程給公路工程的排水系統(tǒng)的有效性、耐久性、安全性帶來的負(fù)面影響因素和風(fēng)險(xiǎn)，完善或優(yōu)化常規(guī)的公路工程排水設(shè)計(jì)方案，才能應(yīng)對(duì)目前隨著城市化建設(shè)步伐加快，越來越多的原有國省道改建或外移新建而變成城建配套的公路工程的排水設(shè)計(jì)。