論山區(qū)道路排水綜合處治措施設計探究

摘 要：隨著我國山區(qū)道路路網(wǎng)密度逐漸加大，山區(qū)道路損毀現(xiàn)象日益突出，尤其在雨季對行車、行人存在較大安全隱患，經(jīng)濟損失較為嚴重。從以往的工程中不難看出，道路損毀往往與水有著密切關聯(lián)。因此合理選線、采取有效的綜合排水措施顯得尤為重要。本文以四川山區(qū)道路設計為例，對山區(qū)道路路線選線與道路綜合排水處治措施融合設計進行研究，為類似工程提供參考。

關鍵詞：山區(qū)道路；路線選線；排水綜合處治

一、引言

山區(qū)道路設計需綜合考慮地形、氣候、土壤等多方面因素，其在選線及排水方案設計上往往需要更加科學和嚴謹。為避免水患給山區(qū)道路安全性帶來不良影響，有效的排水措施不僅可以保障道路的通行安全，還能減少自然災害對道路的破壞。因此排水設計要在勘察設計階段充分重視，采取合理的路線方案和適合的排水措施。

二、 山區(qū)道路排水的特點

（一）山區(qū)道路地形、地質(zhì)條件復雜

四川東北部山區(qū)地形多為陡峭山巒、溝壑縱橫，高低落差很大，該區(qū)域地形起伏變化快、地面坡度陡、暴雨季節(jié)匯流時間短，極易形成洪澇。尤其是在不良地質(zhì)路段多因排水不暢而容易形成滑坡、崩塌和泥石流等大型地質(zhì)災害，水土流失嚴重。這種地形特點使得排水路徑難以確定，需要綜合考慮地形特征設計排水系統(tǒng)，避免水流過度滯留和沖刷。同時，山區(qū)道路邊坡容易發(fā)生塌方現(xiàn)象，特別是在降雨或雪融時，土壤松動導致道路坍塌。

（二）山區(qū)道路降雨季節(jié)性強、雨量集中

以四川東北部地區(qū)降雨為例，廣元、巴中、達州、廣安、南充等市部分地區(qū)全年降水量高達1500毫米以上，其中8月和9月降水量分別約占全年降水量的37%和50%[1]。

（三）山區(qū)土壤類型多樣

山區(qū)土壤種類繁多，包括砂礫土、黏土等，不同土壤的滲透性和抗沖刷能力各異，大大影響排水效果。這種土壤類型多樣性要求考慮土壤的滲透性和穩(wěn)定性，勘察設計時需要具體選擇合適的排水結(jié)構(gòu)和材料，以確保排水系統(tǒng)的長期有效性。

（四）排水系統(tǒng)維護困難

山區(qū)道路多位于偏遠地區(qū)，排水系統(tǒng)分布范圍大，極其容易堵塞或損壞，維修困難且成本較高，需要設計時采用耐久性強、維護便捷、造價成本相對經(jīng)濟的排水方案。排水系統(tǒng)的維護管理需要考慮到山區(qū)道路的特殊環(huán)境和條件，確保及時清理與維修，以保障道路的暢通和通行安全。

三、山區(qū)道路排水設計考慮因素

（一）正確處理山區(qū)道路選線與排水的關系

山區(qū)地形起伏大，地質(zhì)條件復雜，雨水容易集聚形成沖溝，需要從路線的總體設計出發(fā)，具備科學、系統(tǒng)的設計觀念，正確處理好路線方案選線與排水的關系，重點考慮以下幾個方面。

（1）認真分析地形、地貌。在山區(qū)道路開展路線設計前，應進行詳細的地形勘測與分析，了解道路沿線的地形特征、溝壑分布等情況。通過數(shù)字高程模型（DEM）、無人機攝影等方式獲取高程數(shù)據(jù)，輔助確定排水路徑，避免水流長時間滯留和過度沖刷。同時應詳細調(diào)查項目沿線地貌，分析山體的走勢、坡度、坡向以及地表水流的自然流向。這有助于確定道路線位的最佳位置，避免在低洼地帶或水流匯聚區(qū)域選定平縱線型，減少水流對道路路基的沖刷。

（2）合理選擇道路縱坡和橫坡。在山區(qū)道路開展路線設計時，道路縱坡不宜過小，縱坡過小不利于排水。合理確定道路橫坡，路面水能夠迅速流向道路兩側(cè)的排水系統(tǒng)，避免發(fā)生積水現(xiàn)象，減少因積水引發(fā)的交通事故[2]。

（3） 注重生態(tài)環(huán)境保護。樹立“不破壞就是最大的保護”的理念，堅持“環(huán)保”選線。避讓生態(tài)保護區(qū)、民居村落、水源保護地等環(huán)境敏感點。少拆遷、少占地，使公路融入自然，與周圍環(huán)境達到和諧統(tǒng)一。在設計和施工過程中，應充分考慮生態(tài)環(huán)境因素，避免破壞原有的自然水系和生態(tài)環(huán)境，盡量減少對地表水和地下水的工程干擾。

（4）防止山洪危害。在山區(qū)道路設計時，應重點考慮防洪措施，尤其是在可能發(fā)生山洪、泥石流等自然災害的區(qū)域。道路選線時應盡量避開易受山洪影響的區(qū)域，避免在山洪泛濫區(qū)域建設道路。若路線必須經(jīng)過山洪影響區(qū)域，可以考慮設置泄洪通道等措施，減少山洪對道路的危害。

（5）綜合考慮山區(qū)道路選線與排水設計原則

① 對于起伏快的“雞爪”地形、地貌路段，應順應地形，根據(jù)道路設計指標，選擇適合地形的平面線型，避免高填深挖。

② 對于深V形地形溝谷，應根據(jù)季節(jié)性暴雨、瞬時最大流量，確定路線平面布設位置，避免造成山洪或泥石流流通不暢。

③ 對于沿溪（河）路段，應收集歷年降水量數(shù)據(jù)，分析行洪所需空間及沖刷影響范圍，選擇河床寬闊、地質(zhì)穩(wěn)定的路段通過。

④ 路線縱斷面設計時，應避免凹曲線位于全挖方路段，路線最小縱坡不緩于3‰。

綜上所述，正確處理山區(qū)道路選線與排水的關系，需要綜合考慮地形地貌、地質(zhì)條件、生態(tài)環(huán)境等多個方面，樹立系統(tǒng)、科學的整體解決方案，確保道路的安全和暢通。

（二） 應采用多種路基排水措施相結(jié)合

山區(qū)道路長期的排水不暢，會導致路基土質(zhì)處于飽和狀態(tài)，強度降低，從而引發(fā)路基沉降、翻漿、塌陷等病害，嚴重影響道路的穩(wěn)定性和使用壽命。因此在山區(qū)道路路基設計過程中，應高度重視排水不暢帶來的危害[3]。對于復雜的地形和氣候條件，應采用多種方法相結(jié)合保證排水通暢，以下分類進行介紹。

（1）地表水的排水措施

根據(jù)項目沿線的地形地貌、降雨量、匯水面積、植被生長情況等因素，通過水文計算，優(yōu)化排水系統(tǒng)設計，選擇合適的設計方案。地表排水系統(tǒng)通常包括路側(cè)邊溝、填方排水溝、平臺排水溝、坡頂截水溝、坡面防護措施、急流槽等排水設施。具體設置原則如下：

① 路側(cè)邊溝：主要設置在道路兩側(cè)，用于收集和引導路面、坡面水流向排水系統(tǒng)。

② 填方排水溝：對于填方坡腳為了避免坡面水亂流或沖刷坡腳設置排水溝，主要收集填方邊坡雨水，引流至排水系統(tǒng)。

③ 平臺排水溝：主要用于收集坡面水，減少上級邊坡對下級邊坡沖刷，引流至截水溝。

④ 坡頂截水溝：主要用于攔截自然邊坡水沖刷路基開挖邊坡，引流至道路排水系統(tǒng)。

⑤ 坡面防護：可以分為植物防護和工程防護。植物防護是在路基邊坡上種植植被，增強土壤的抗侵蝕能力，減少水土流失，確保邊坡安全。工程防護主要有拱形護坡、菱形護坡、格構(gòu)護坡等，它們都具有減少雨水沖刷面積，盡量避免雨水浸入邊坡，確保邊坡安全的作用。對于破碎的巖質(zhì)邊坡，也可采用噴射混凝土封面，防止地表水浸入邊坡，造成邊坡失穩(wěn)。

⑥ 急流槽：對于匯水面積大的不良地質(zhì)路段，具有較高的抗沖刷能力和足夠的承載力，也可兼顧泥石流的排導功能。

（2）地下水的排水措施

山區(qū)道路設計前，需要認真分析地下水情況、土壤類型、巖石穩(wěn)定性等，評估地下水對道路邊坡、深基坑、填方路段的影響。在山區(qū)道路，排出地下水的主要設施有排水盲溝（見圖1）、滲水井、泄水孔（見圖2）等。

① 排水盲溝

排水盲溝用來排出路基下的地下水，防止路基軟化或損壞，通常由石料、砂、礫石等透水性材料填充，也會使用土工合成材料來增強其排水和過濾功能。

② 滲水井

滲水井由具有許多小孔的管道組成，水可以通過管道壁滲透進入管道內(nèi)部，然后順著管道流動并排出。

③ 泄水孔

泄水孔是一種用于排水系統(tǒng)的開口，它可使水流從圬工結(jié)構(gòu)的內(nèi)部流出，在山區(qū)道路的擋土墻、漿砌護坡、重力式橋臺等結(jié)構(gòu)物中較為常見，以防止水積聚和壓力增加，有助于減輕構(gòu)筑物內(nèi)部壓力，防止圬工結(jié)構(gòu)過度負荷發(fā)生破壞或失穩(wěn)。在寒冷地區(qū)，泄水孔通過排出積水，可以防止結(jié)冰造成的冰凍損害[4]。

公路地下水排水設計中還需要考慮生態(tài)環(huán)境保護。在設計排水系統(tǒng)時，要盡量減少對周邊生態(tài)環(huán)境的影響，采取對生態(tài)友好的排水措施，保護周邊植被和水體的生態(tài)平衡。

（3）路面排水措施

路面排水是指將路面上的雨水或其他流水及時排出，以防止積水影響路面使用性能。為了便于雨水能夠迅速流向道路兩側(cè)的排水系統(tǒng)，路面橫坡應控制在1%至3%，對于超高路hL/NvThjhxloRO4/xBq0Sg==段超高漸變率不緩于1/330。路面材料應該選擇具有透水性好的路面材料，以加強雨水的自然滲透。

（4）山區(qū)道路橋涵排水措施

為了避免橋面雨水亂流對橋梁結(jié)構(gòu)耐久性造成影響，應該重視橋面排水系統(tǒng)。橋面排水由泄水口、排水槽與泄水管組成，橋面排水系統(tǒng)應與橋梁結(jié)構(gòu)及橋下排水條件相適應。由泄水口負責收集橋面雨水，再由排水槽及泄水管引至自然水系。

山區(qū)涵洞應結(jié)合路線排水系統(tǒng)，選擇適應農(nóng)田排灌，經(jīng)濟合理的涵洞。山區(qū)涵洞布置原則上應遵循自然沖溝一溝一涵，涵洞布置順應流水方向，不強制正交；在自然沖溝縱坡較大時，涵洞可采用分臺階設置。涵洞出水口應重點考慮環(huán)境保護，對于流量大、水流急的涵洞應充分考慮消能和引流構(gòu)造物，避免汛期水流對路基邊坡、農(nóng)田、房屋等直接沖刷，引發(fā)次生災害。

（5）不同類型的排水設施其排水能力的提升措施

根據(jù)地形特點設計合理的排水措施，確保雨水能夠迅速排出道路表面，避免積水和水土流失。選擇合適的排水設施，確保在暴雨等極端天氣下仍能有效排水。設置經(jīng)濟合理的攔渣措施，防止雜物堵塞排水系統(tǒng)，保障排水暢通。針對陡峭的山區(qū)道路，采用排水梯級設計，減緩水流速度，降低沖刷風險，提升排水效果。

在泥石流易發(fā)區(qū)域設置泥石流攔擋設施，阻止泥石流對道路的侵蝕和破壞[5]，保持排水系統(tǒng)的正常運行。

四、結(jié)語

山區(qū)道路選線與路基排水設計相輔相成，路線選擇既要符合和適應項目實際情況，通過科學嚴謹?shù)目睖y手段，選擇合理的線位。同時，應最大限度地利于路基排水，減少水患對道路工程的破壞。對于山區(qū)選線和路基排水設計方案應做到具體問題具體分析，不斷優(yōu)化和調(diào)整，使其結(jié)合得更加合理與科學。

參考文獻

[1]四川省地方志工作辦公室.四川年鑒2022[M].成都：四川年鑒社，2022.

[2]何曉鳴，程英偉.道路勘測設計[M].北京：化學工業(yè)出版社，2010.

[3]中交第二公路勘察設計研究院有限公司.公路路基設計規(guī)范（JTG D30-2015）[S].北京，人民交通出版社股份有限公司.2015.

[4]中交第二公路勘察設計研究院有限公司.公路擋土墻設計與施工技術細則[M].北京：人民交通出版社股份有限公司，2008.

[5]劉建坤，曾巧玲，侯永峰.路基工程[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2006.

作者簡介

曹丁山（1987-），男，重慶潼南人，本科，高級工程師，從事公路勘察設計工作。

陳鍵（1985-），通訊作者（Dk-899@163.com），男，四川通江人，本科，工程師，從事公路勘察設計工作。

丁可（1982-），男，重慶鋼梁人，本科，正高級工程師，從事公路勘察設計工作。

劉銀（1992-），男，四川敘永人，本科，中級工程師，從事道路橋梁工作。

責編 / 馬銘陽