丁 愷
(甘肅省交通科學研究院集團有限公司 ,甘肅 蘭州 730000)
農村公路基礎設施作為全國公路網的進一步延伸,在改革開放后為國家的經濟和社會發展提供了很大的助力,在目前全面推進鄉村振興加快農業農村現代化戰略快速推進的同時,鄉村道路的提質升級也是加快戰略實現的重要一環。本文以參與甘肅省內農村公路建設時的一點體會為切入點對農村公路排水設計中存在的問題進行分析。總體來說目前農村公路存在兩個方向的極端,一是片面追求數量的同時卻隨意降低指標,道路質量安全難以保證;二是盲目追求高標準,導致財政負擔增大,并且對沿線環境產生嚴重破壞。排水設施作為道路工程的重要組成部分,在設計過程中要引起足夠的重視。
根據《公路排水設計規范》(JTGB01-2012)的相關規定,農村公路的排水主要為路界內的地表水和地下排水、路線橫向的排水以及穿越村鎮的排水。
甘肅省地形狹長,東南方向是秦嶺,東北側是內蒙古高原和黃土高原,西南側是青藏高原,西北方向是戈壁沙漠,地貌復雜多樣,氣候類型更是復雜。在地形和氣候條件的相互作用下,對道路產生不良影響的水的主要來源也不盡相同。
甘肅省總體上西北部地區干旱少雨,但東南部地區氣候濕潤多雨,地表徑流在雨量集中的季節會對包括農村公路在內的各等級道路產生不同的破壞,但相對于農村公路,其他等級的道路在建設時對排水系統的重視程度要高,因此在每年雨季來臨時,低等級的農村公路經常會發生“晴通雨阻”的現象,沿線老百姓回家路上“暢返不暢”。
由于農村公路等級相對較低,穿越村鎮及農田路段的部分也較多,而許多村鎮路段由于排水不良或者排水設施被淤積堵塞,導致路基長時間浸泡在水中,路基濕軟導致病害嚴重;穿越農田的路段由于基本農田用地限制或前期設計不重視,導致排水系統不完善或根本沒有相應排水設施,灌溉水、地表水或地下水可能同時對路基產生不良的影響。
由于長期以來我國西北地區干旱少雨的思想在人們心中已經接近固化,因此許多項目中對較高等級道路的排水設施尚都視為可有可無的附屬設施,導致一些等級較低甚至無等級的農村公路在建設中不重視排水設施的完善,但隨著近年來西部地區環境的改善,降雨量也逐年增多,從而導致許多之前建成的甚至部分還在建設中的道路在雨季時病害頻發,使道路的使用壽命驟減,甚至是年年修年年斷,老百姓回家“暢返不暢”。
由于資金投入、設計經驗等方面的限制和影響,排水系統的設計中常常存在兩個極端,要么從起點到終點全線拉通的過度設置,要么就是淺嘗輒止象征性地進行無意義的設置,在后期施工過程或使用過程中經常出現與現場實際嚴重不符的情況。根據道路沿線降雨量的大小,不同自然環境下的排水應有其獨特性。在路基排水設計中,不能千篇一律地采用相同的設計方案。應根據設計區域的實際情況,充分考慮地形、地質、地下水條件、農田水利分配等因素有針對性地進行分段設計,以避免因路基被淹沒或坡腳長時間被水浸從而產生路基病害的危險。
由于各種各樣的因素,在甘肅地區部分農村公路的排水系統與灌溉渠常常存在混用的狀況,使用過程中導致排水不暢甚至排水系統被破壞的問題,嚴重影響村民出行。因此,過村鎮路段宜選擇蓋板邊溝、暗埋式邊溝等形式,實現路宅分離。一般路段的道路排水系統必須獨立存在,以避免與其他排水系統的相互干擾或者混用的情況。在設計階段,應充分考慮匯水面積和泄洪能力,考慮道路縱坡坡度的要求,結合沿線區域的水文地質條件,盡量利用原始的天然排水溝渠,合理設置獨立的排水系統。避免與灌溉渠等水利設施的混用,即可以有效保護水環境不受污染,也可有效控制道路路基附近的水土流失問題[2]。
排水設施作為道路工程中重要的組成部分,首先必須意識到排水系統的設計在甘肅省內農村公路設計中的重要程度,認識到完善的排水系統是與農村公路能否正常使用緊密相關的,而絕非簡單的附屬設施。排水系統從設計開始就應與村鎮現有或正在規劃的排水系統和雨污系統做好銜接。
在進整體排水系統設計時應根據項目沿線的地形、地質、氣象、水文等自然條件綜合考慮,做到排水、防洪、疏導相結合,與沿線路基防護、橋涵及農田排灌系統相協調,形成有效的排水系統。在排水系統的設計中,首先要以當地實際情況為出發點進行綜合考慮,達到經濟、適用的原則。在利用老路的路段應盡量利用既有邊溝、排水溝、自然溝渠,對改線或者新建段,排水系統應根據地形、地質條件進行優化選擇,以減少工程的投資,只在排水較為困難和有不良地質的路段進行必要的加固設計。
在資金受限的情況下可通過合理選擇斷面形式、選擇砌筑材料及施工工藝來降低造價,在排水系統得到完善的同時也保障了道路的運營質量。其次要在滿足排水需要的前提下充分考慮到通行安全及后期養護條件,宜采用寬、淺的排水設施形式。
農村公路排水設施設計時要以行車安全為目的,對于路基較窄的農村公路,建議尺寸盡量小,以寬淺為宜,有條件地區可因地制宜采用淺碟形卵石邊溝、淺碟形植草邊溝、三角形邊溝、梯形邊溝等形式,排水溝一般采用梯形、U型斷面。在采用小于較為平緩的路線縱坡時,為利于排水,其邊溝應進行相應的排水縱向設計。
在通過村鎮路段時兩側排水設施排水不暢的問題嚴重影響村民出行,村鎮路段宜選擇蓋板邊溝、暗埋式邊溝等形式,也可采用雨水井法解決穿越村鎮路段的排水問題(雨水井法為常見的城市道路排水設施,但造價高、養護困難),條件允許的地區在土質路肩可以埋植管式集中排水,可迅速排出路面的積水,保證路面耐久性,這一做法在“四好農村路”典型示范縣實施后取得了較好的效果。實現路宅分離,通暢、環保的排水設施也是美麗新農村的重要組成部分。
在填方邊坡較高、原地面縱坡較陡及坡腳高差較大的路段,排水設施間的銜接可采用設置急流槽等方式,將邊溝、排水溝匯水引排至橋涵或自然溝谷中。急流槽一般可采用現澆混凝土進行現澆,在沖溝或陡坎等地形受限的路段也可采用地埋式塑料管作為急流槽,為防止由于落差大引起的沖刷破壞,端頭需設消力裝置。
在一些特殊地質情況、特殊氣象條件、路基填土較低、地表水和地下水較豐富的路段,應采取防護、截留、攔擋、引排等相結合的方式對可能引起路基路面破壞的水進行處理。建議在設計時適當提高路基高度,采用砂礫石等透水性較好、水穩性較好的材料作為路基填料,同時在地下水位較高的段落可合理采用盲溝、排水墊層、隔水層等措施,防止路基路面發生凍脹和翻漿病害。
在排水系統設計時應本著就地取材的原則,充分和就近利用當地材料,多雨且材料豐富的省內東南部地區,可采用漿砌片塊石、漿砌附近河道內的卵石、現澆混凝土或者采用預制混凝土塊等方式。少雨但可能瞬時降雨量較大的省內西北部地區也可采用土質的邊溝,土質邊溝可選用砂礫石、石渣、粒徑均勻且小卵石等當地材料加固。有條件的地區也可采用一次成型的混凝土滑膜施工,可提高美觀和整體性。
在進行涵洞設計時應同時滿足路基日常排水及洪汛期泄洪的要求,灌溉涵應充分考慮水利灌溉系統、自然水系排灌等灌溉的系統銜接,不得混用。在局部排水存在困難的路段,應增設涵洞等橫向過路的排水設施進行疏導,為保持通暢和便于后期養護清理,孔徑不應過小。
為保證從項目建設開始就注重對道路排水系統的設置,必須要明確排水工程、防護工程、應與主體工程三同時,即同時設計、同時施工、同時投入生產和管理。
在道路工程建設完成后,應當加強日常養護工作,保證排水設施的通暢性和完整性,同時做好與村組的合作,如遇洪澇期間,應做好氣象觀測、應急預案和預防工作,及時與氣象部門、應急管理部門保持溝通,及時了解氣象信息,以便提早做出計劃安排,采取應急疏導措施。應提前發現問題并解決,不能在等待道路完全沖毀,中斷交通后再進行補救。在災后及時對完好的排水設施進行修繕,對損壞的部分進行維修加固,對前期沒有考慮到的情況進行排查并查缺補漏,進一步完善道路的排水系統,保障沿線老百姓出行通暢。
作為提升老百姓幸福感最直接和有效的措施之一,我們更應該在設計等環節對道路使用的安全性、可靠性、通暢性、便利性進行重點考慮。而排水設施作為農村公路建設工程的一個重要組成部分,設計水平的高低和排水設施的完善與否會直接影響道路的整體質量,甚至直接影響到沿線村莊的經濟和生活。所以,農村公路建設中建設部門和有關單位必須重視并且認真地做好設計工作,采取科學有效的措施,有效提高工程質量,從而取得顯著的社會經濟效益。