公路路基排水施工技術(shù)及質(zhì)量控制措施研究

劉城志

（湖南省高速公路集團(tuán)有限公司，長(zhǎng)沙 410022）

1 引言

隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)技術(shù)的不斷發(fā)展，各種等級(jí)的公路工程日益增多，公路作為國(guó)家基礎(chǔ)建設(shè)中最基本也最重要的設(shè)施之一，為國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了突出的貢獻(xiàn)。而在公路工程的建設(shè)期和運(yùn)營(yíng)期，路基防排水工程是十分重要的，其是延長(zhǎng)公路使用壽命的關(guān)鍵技術(shù)。眾所周知，水毀災(zāi)害是公路路基常見的病害之一，在強(qiáng)降雨等自然因素的影響下，路基坍塌沉陷時(shí)有發(fā)生，尤其是在山區(qū)修建的公路，由于其特殊的地形條件，雨水的滲入量較小、水流匯集，常出現(xiàn)暴漲暴落現(xiàn)象，對(duì)山區(qū)公路路基及其排水設(shè)施造成了較大的破壞。因此，對(duì)公路路基的排水技術(shù)和質(zhì)量控制措施展開研究是目前公路工程發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急[1]。

2 公路路基排水施工技術(shù)

路基排水主要是針對(duì)降雨、河流徑流等地面水和地下水資源中的孔隙水。地面水的沖刷可能會(huì)導(dǎo)致路基部分甚至整體損壞，同時(shí)地表水有一部分會(huì)滲透進(jìn)入路基內(nèi)部，改變了其原有構(gòu)造，尤其是對(duì)滑坡段路基、黃土路基等易受到水分影響的特殊地區(qū)路基工程，會(huì)造成不利影響；地下水的流動(dòng)同樣會(huì)導(dǎo)致路基受到不良影響，如凍脹、翻漿等，尤其是對(duì)膨脹土路基，甚至可能會(huì)造成毀滅性損害。

公路的使用壽命及穩(wěn)定性是排水設(shè)計(jì)中所要考慮的2 個(gè)主要問題。為了有效地保證其使用年限和穩(wěn)定性，針對(duì)地表水和地下水通常采用路面邊溝、截水溝、排水溝、急流槽、涵洞、滲井等排水工程進(jìn)行疏導(dǎo)（見圖1），本文對(duì)以上幾類排水工程的施工技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)介紹。

圖1 常見的公路路基排水技術(shù)

2.1 路面邊溝施工技術(shù)

邊溝是公路排水工程的關(guān)鍵組成部分，對(duì)提高公路路基的使用壽命和穩(wěn)定性具有重要意義。路面邊溝的施工技術(shù)必須結(jié)合實(shí)際工程，滿足目前公路建設(shè)的需求。一般來(lái)說(shuō)，在填方地段的坡腳外側(cè)或挖方路段的路肩外側(cè)進(jìn)行邊溝的布置，用來(lái)排除公路路基的少量地面水。山區(qū)路段有土質(zhì)邊坡時(shí)，為了避免土體坍塌滑入邊溝，應(yīng)該在邊溝和邊坡中間布設(shè)碎落臺(tái)。碎落臺(tái)和土路肩之間會(huì)產(chǎn)生一個(gè)縱向的流水槽，通常會(huì)用草皮鋪蓋在流水槽中，用以減少雨水沖刷的影響。邊溝應(yīng)該選取梯形或矩形斷面，梯形邊溝內(nèi)側(cè)選取的坡度范圍是1∶1～1∶1.15，挖方路段首選矩形斷面，在滿足造價(jià)需求的前提下，可以使用帶孔的蓋板加蓋到邊溝上部，以確保行車安全性。

2.2 截水溝施工技術(shù)

水流量較大時(shí)應(yīng)設(shè)置截水溝。當(dāng)未堆放廢土?xí)r，應(yīng)根據(jù)實(shí)際土質(zhì)確定路基邊坡頂部與溝渠邊緣之間的間距，以保證邊坡的穩(wěn)定性。一般情況下，截水溝距路堤坡腳趾2m，截水溝的截面為梯形，就其大小而言，應(yīng)根據(jù)實(shí)際水流量而定。在廢土存放的情況下，應(yīng)保持截水溝邊緣與土樁之間的距離，以確保兩者之間的距離合理，從而更好地進(jìn)行公路路基的排水施工。具體而言，路基斜坡頂部與土樁腳趾之間的距離應(yīng)大于10m，并在土堆上方設(shè)置大約2%的傾斜角，以便水可以流到橫坡處。截水溝的最佳長(zhǎng)度約為300～500m。超過500m 時(shí)，應(yīng)增加出水口，并使用滴水井排水。另外，為避免道路被雨水沖刷，有必要借助高滲透率的材料，注意溝渠的堅(jiān)固性，以使道路路基能夠得到加強(qiáng)，防止腐蝕和雨淋。

2.3 排水溝施工技術(shù)

在地下水位較高的情況下，通常采用排水溝的施工技術(shù)，以確保排水順暢[2]。排水溝的施工技術(shù)也具有排除地表水的能力。如果天氣太冷，則不宜進(jìn)行地下水排水工作。用混凝土澆筑排水溝時(shí)，必須在含水量最高的地方設(shè)置滲水孔，并與溝壁接觸。在溝渠壁的外部，通常會(huì)設(shè)置一個(gè)反濾層，材料一般選取土工合成材料，并應(yīng)每隔一定時(shí)間在溝渠的邊界處設(shè)置沉降縫。此外，排水溝必須具有平滑的線性形狀，應(yīng)盡可能根據(jù)線性形狀進(jìn)行設(shè)置，曲線位置多采用弧形。在排水溝的開挖和施工過程中，應(yīng)與路基保持一定距離，距路基坡腳趾的距離應(yīng)不少于4m。如果急流槽的長(zhǎng)度太長(zhǎng)，則應(yīng)將其分開，并進(jìn)行砌筑工作。另外，臺(tái)階的高度應(yīng)根據(jù)實(shí)際地質(zhì)情況確定，以適應(yīng)當(dāng)?shù)厍闆r。

2.4 急流槽施工技術(shù)

由于道路路面的溜槽和其他材料不同，連接處可能會(huì)出現(xiàn)裂縫。傳統(tǒng)的修補(bǔ)方法是用建筑材料砂漿填充的非剛性修補(bǔ)方法。但是，修復(fù)后會(huì)出現(xiàn)裂紋，需要進(jìn)行重復(fù)性灌漿。參照建筑工程中彎曲變形縫的處理，采用防水功能的填補(bǔ)材料填補(bǔ)與路面之間的空隙。具體內(nèi)容方法是將卷材剪成條狀，插入接縫處，然后在接縫處粘貼未乳化的道路瀝青，實(shí)現(xiàn)超柔性連接。根據(jù)調(diào)查顯示，使用3～4 年后，柔性連接仍無(wú)滲漏和裂縫。而急流槽的出入口和主槽段之間還需要設(shè)置過渡區(qū)域進(jìn)行連接，過渡區(qū)域需要設(shè)置一些消能措施來(lái)降低水槽的流量，如跌水、消力坎等。此外，還可以采用粗糙化槽身、設(shè)置隆起等手段來(lái)減少水流能量。

2.5 涵洞施工技術(shù)

在涵洞設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該注意以下問題：涵洞進(jìn)口需要布設(shè)一個(gè)消力池，用以減緩流速消耗水流能量。消力池還可以起到沉淀池的作用，在池底沉積雜物，防止進(jìn)水口堵塞；出水位置多與泄槽相連。在該位置設(shè)置消力池和跌水等，以消耗能量，避免沖刷力過大對(duì)路基造成破壞。當(dāng)路基邊坡較陡時(shí)，可設(shè)置跌水，當(dāng)?shù)^大時(shí)，可設(shè)計(jì)為耗能，必要時(shí)可設(shè)置多級(jí)跌水。

2.6 滲井施工技術(shù)

滲井的主要作用是排出淺層的地下水，用來(lái)保證公路路基的整體安全性[3]。當(dāng)?shù)叵滤枯^多時(shí)，路基中的地下水不能被及時(shí)排除，平式的滲溝不能滿足排水要求，為此通常采用豎向的滲井來(lái)實(shí)現(xiàn)地下水的排出，使得上部地下水穿過不透水層傳遞至深部含水層中，可以有效地降低公路路基的含水量，保證其使用壽命及穩(wěn)定性。

3 施工質(zhì)量控制措施

為控制公路路基排水工程的施工質(zhì)量，保證其使用壽命和穩(wěn)定性滿足要求，需要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行實(shí)地調(diào)查，施工技術(shù)人員應(yīng)對(duì)排水工程的施工質(zhì)量進(jìn)行控制[4]。

3.1 路基頂面排水優(yōu)化處理

在路床頂面附近進(jìn)行排水工程施工時(shí)，需要同時(shí)進(jìn)行路基頂面排水系統(tǒng)和路基邊溝的開挖，以保障路床的施工質(zhì)量。與此同時(shí)，為了減輕路基受二類、三類水的影響，施工時(shí)需要在路堤填方高出地面一定高度后，及時(shí)施工路基縱向排水系統(tǒng)。路基邊坡防護(hù)工程應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行施工。疏通路基頂部和斜坡上的集水時(shí)，路基頂部的排水應(yīng)保持順暢。

3.2 邊溝與其他排水工程銜接部分的施工處理

3.2.1 邊溝和橫向排水管之間的銜接

在排水系統(tǒng)施工過程中，施工人員必須確保積水能夠通過穿越邊溝墻體的橫向排水溝引到邊溝中。施工時(shí)應(yīng)注意要在墻體上預(yù)留孔，在安裝邊溝上部蓋板前檢查墻身上通孔和管道之間的密封情況，待確保兩者緊密連接后再安裝邊溝蓋板。

3.2.2 邊溝和縱向排水溝的銜接處理

邊溝與縱向排水溝的連接一般是在路基填挖施工的交界處。由于邊溝的開挖部位一般位于地下較深處，如果二者交界處的坡度過緩，會(huì)造成盲溝的排水困難。為避免出現(xiàn)這種情況，應(yīng)沿坡向延長(zhǎng)邊溝長(zhǎng)度，并利用溝底高差保證盲溝積水的順利排出。

3.3 雨季公路路基排水系統(tǒng)的施工處理

路基排水工程的施工質(zhì)量與其選擇的建筑材料息息相關(guān)。在選擇雨季的建筑材料時(shí)，應(yīng)考慮降水量和雨季的時(shí)間，并嘗試選擇一些能耐雨水侵蝕的優(yōu)質(zhì)材料。另外，在進(jìn)行路基排水工程之前，需要解決雨季的排水問題，以免降雨等工況對(duì)施工中的路基排水工程造成嚴(yán)重影響。

4 結(jié)語(yǔ)

本文針對(duì)公路路基排水工程施工技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)的分析，分別從不同類型排水工程的施工注意事項(xiàng)及其質(zhì)量控制措施展開了研究。主要介紹了路面邊溝、截水溝、排水溝、急流槽、涵洞、滲井等地表和地下排水工程的施工技術(shù)，并針對(duì)施工期間可能遇到的問題提出了針對(duì)性的質(zhì)量控制措施。