黃國(guó)寬　辛宗成

1. 前言

眾多公路工程實(shí)踐證明,路基路面的使用功能和使用壽命,占其強(qiáng)度和穩(wěn)定性密切相關(guān),而加強(qiáng)高低和穩(wěn)定性如何又與誰(shuí)極其密切,因此路基路面排水工程在路基路面工程施工中起著非常重要的作用,是公路工程中不可缺少的組成部分。

公路工程路基排水的主要任務(wù),就是將路基范圍內(nèi)的土基適度降低到一定的限度內(nèi),保持路基常年處于干燥或中低濕狀態(tài),不使路基受到水的侵害,以確保路基路面具有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。

在路基施工中,首先應(yīng)審視全線路基排水系統(tǒng)是否完備妥善,必要時(shí)應(yīng)予以補(bǔ)充和修改,應(yīng)重視排水工程的質(zhì)量和使用效果,此外,應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況與需要,設(shè)置施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)性排水系統(tǒng),以確保路基土石方工程及附屬結(jié)構(gòu)物順利施工,消除路基底和土結(jié)構(gòu)與水有關(guān)的質(zhì)量隱患,保證路基工程的施工質(zhì)量。

常用的路基排水設(shè)施有:邊溝、截水溝,激流槽、渡槽和都虹吸等,這些排水設(shè)施分別設(shè)在路基的不同部位,它們有各自的排水功能和構(gòu)造形式。

2. 工程實(shí)例

由于孟地溝道路屬于青藏高原高寒區(qū)溫帶大陸性氣候,冬半年(11月至5月)為干季、干燥,少雨、氣溫低;夏半年(6月—10月)為雨季,溫暖濕潤(rùn)多雨,雅礱江流域主要是有暴雨形成,每年夏季季風(fēng)強(qiáng)登時(shí)期,有西南季風(fēng)將印度洋和孟加拉灣的水汽源源不斷地輸進(jìn)流域,同時(shí),西太平洋副高北移,經(jīng)空氣在副高前受阻,在這種大環(huán)境下,本流域常發(fā)生大范圍暴雨。

所以在路基施工中,各施工表面不應(yīng)有積水,填方路堤應(yīng)根據(jù)土質(zhì)情況和施工時(shí)氣候狀況,做成2%-4%的排水橫坡,挖方施工中路基各層頂面的縱橫坡,應(yīng)根據(jù)路塹橫斷面形狀、路線縱坡的大小、路塹施工斷面長(zhǎng)度和施工方法等因素確定,確保在施工過(guò)程中能及時(shí)將雨水排走。

孟地溝道路排水系統(tǒng)右路拱、路基邊溝、截水溝和橋涵等構(gòu)成,結(jié)合沿線水泵進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì),以將路面水和坡面水引入橋涵進(jìn)出水口,排入自然水系,達(dá)到使路基排水暢通,確保工程安全的目的,根據(jù)該道路的使用性質(zhì)全部路段邊溝均采用土邊溝。

邊溝尺寸采用梯形深×(底)寬=0.4×0.4米,靠路基側(cè)坡度為1:1,邊坡側(cè)和邊坡坡度相同,邊溝縱橫一邊與路線縱坡相同,個(gè)別地質(zhì)段應(yīng)根據(jù)具體情況單獨(dú)設(shè)計(jì)。

孟地溝路面施工主要排水問(wèn)題:

(1)路基邊坡施工質(zhì)量問(wèn)題

(2)盲溝在施工中的質(zhì)量問(wèn)題

(3)滲溝在施工中的質(zhì)量問(wèn)題

(4)路面排水設(shè)施的施工質(zhì)量問(wèn)題

2.1路基邊坡施工質(zhì)量問(wèn)題

(1)質(zhì)量問(wèn)題

邊坡是公路工程中不可缺少的組成部分,其承擔(dān)這排除流向路基地面水,保護(hù)路基路面的作用,在邊溝的施工中,由于種種原因,容易出現(xiàn)設(shè)置不當(dāng),排水不暢,滲水較多等質(zhì)量問(wèn)題。

(2)原因分析

1.由于對(duì)邊溝的設(shè)置不正確,如邊溝的位置不正確,邊溝的長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng),縱向坡度不適宜,斷面尺寸過(guò)小等,很容易使邊溝產(chǎn)生排水不暢通,大水時(shí)溝中水流外溢,對(duì)路基安全有一定威脅。

2. 漿砌邊溝的施工質(zhì)量較差,造成邊溝斷面不整齊,邊壁表面不平整,抹面出現(xiàn)開(kāi)裂,勾縫產(chǎn)生脫落,不僅嚴(yán)重影響邊溝的使用功能,而且會(huì)出現(xiàn)大量滲水。

(3)預(yù)防措施

1. 正確認(rèn)識(shí)邊溝設(shè)置的特點(diǎn)

(1)邊溝設(shè)在挖方路基的路肩外側(cè)或低路堤坡腳外側(cè),走向與路中線平行,以匯集和排除路基范圍內(nèi)和流向路基的地下水。

(2)由于采取其他各種措施,邊溝的排水量并不太大,因此一般不需要進(jìn)行水力,水文計(jì)算,依沿線的具體條件,選擇標(biāo)準(zhǔn)橫斷面形式即可邊溝設(shè)置應(yīng)按路基,通常不允許其他排水溝的水流 ,也不能與其他人工溝渠合并使用,而應(yīng)當(dāng)單獨(dú)設(shè)置,獨(dú)立使用。

(3)邊溝長(zhǎng)度不宜過(guò)長(zhǎng),盡量使溝水流就近排到路旁自然水溝或低洼地帶,必須時(shí)刻增設(shè)涵洞,將邊溝的水引入路基另一側(cè)排出。

(4)邊坡的縱坡一般與路線的縱坡一致,但在平緩的路段,邊溝的應(yīng)保持0.3%—0.5%的最小縱坡破長(zhǎng),邊溝出水附近,以及排水困難的路段,邊溝應(yīng)進(jìn)行專門設(shè)計(jì)。

2.采用適宜的邊溝形式,進(jìn)行認(rèn)真設(shè)計(jì)和布置

公路路基邊溝的橫斷面形成主要有梯形、矩形、三角形及流線形等,在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況,采用適宜的邊溝形式,進(jìn)行認(rèn)真布置,使邊溝形式得當(dāng)、布置科學(xué)、效果良好。

3. 嚴(yán)格按照有關(guān)施工規(guī)范進(jìn)行施工,確保邊溝工程施工質(zhì)量

(1)挖方地段和填方高度小于邊溝深度的填方地段,應(yīng)當(dāng)設(shè)置邊溝,路堤靠山一側(cè)的坡腳,應(yīng)設(shè)置不滲水的邊溝。

(2)為防止邊溝發(fā)生滿溢或沖刷,在平原地區(qū)高山地區(qū),邊溝應(yīng)分段設(shè)置一定斷面的出水口,多雨地區(qū)的梯形斷面邊溝每段長(zhǎng)度不宜超過(guò)300米,三角形斷面邊溝長(zhǎng)度不宜超過(guò)200米。

(3)在平曲線處的邊溝進(jìn)行施工時(shí),平直線溝底的縱坡應(yīng)與曲線前后的溝底縱坡平順對(duì)接,不允許曲線內(nèi)側(cè)有積水或外溢現(xiàn)象發(fā)生,曲線外側(cè)邊溝應(yīng)根據(jù)曲線弧度適當(dāng)加深,其增加值應(yīng)等于增高。

2.2 盲溝在施工中的質(zhì)量問(wèn)題

(1)質(zhì)量問(wèn)題

盲溝也稱暗溝,其相對(duì)地面排水溝而言,也是一種地下隱蔽工程,具有攔截與降低地下水,防止毛溪水上升避免路基凍脹和降低強(qiáng)度等作用,但是在盲溝施工中,如果不嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行施工,很可能造成盲溝起不了作用的功能,凍脹破壞等問(wèn)題。

(2)原因分析

1. 對(duì)于盲溝的結(jié)構(gòu)組成了解不夠,在施工中不能按照設(shè)計(jì)、圖紙施工,結(jié)果造成盲溝的功能達(dá)不到要求,失去其應(yīng)具有的作用。

2. 在盲溝施工中所用材料不合格,施工工藝不正確,施工要求不合格,操作人員不認(rèn)真,必然造成盲溝施工質(zhì)量較差。

(3)預(yù)防措施

1.了解不同位置的盲溝的作用,注意盲溝在設(shè)置中的事項(xiàng),這是確保盲溝充分發(fā)揮作用的關(guān)鍵。

2. 應(yīng)符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》中的基本要求。

2.3 滲溝在施工中質(zhì)量問(wèn)題

(1)質(zhì)量問(wèn)題

采用滲透的方式將地下水匯集于溝內(nèi),并通過(guò)溝底通道將水排至指定地點(diǎn),這種排水設(shè)施統(tǒng)稱滲溝,主要用于降低地下水位,攔截地下水,其構(gòu)造與盲溝有所不同,在滲溝的施工中,最容易出現(xiàn)滲溝不能起到設(shè)計(jì)作用的質(zhì)量問(wèn)題。

(2)原因分析

1.沒(méi)有詳細(xì)勘察水文地質(zhì)情況,對(duì)各種形成的滲溝功能不熟悉,采用的滲溝結(jié)構(gòu)形成不能滿足要求,造成滲溝起不到應(yīng)有的作用。

2.在滲溝施工中,沒(méi)有按照設(shè)計(jì)和規(guī)范要求去操作,施工質(zhì)量不能滿足設(shè)計(jì)要求,造成滲溝功能失效。

(3)預(yù)防措施

1. 熟悉滲溝的不同形式,根據(jù)不同作用選用適宜的滲溝,公路工程實(shí)踐證明,比較適合的滲溝有盲溝式、洞式和管式三種。

2. 在滲溝施工中,除嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)規(guī)定和施工規(guī)范進(jìn)行施工外,還應(yīng)注意以下事項(xiàng):

(1)對(duì)滲溝的施工要求。

(2)管式滲溝通用于地下水引水距離較長(zhǎng),流量較大的地區(qū),當(dāng)管式滲溝長(zhǎng)度在100—300M時(shí),其末端宜設(shè)置橫向泄水管,以便分段排除地下水。

(3)洞式滲溝適用于地下水流量較大的地段,洞壁宜采用漿砌片石砌筑,洞頂應(yīng)用蓋板進(jìn)行覆蓋,蓋板應(yīng)留一定保障,使地下水流入洞內(nèi)。

(4)滲溝排水層與溝壁之間應(yīng)設(shè)置反濾層,反濾層應(yīng)選用顆粒大小均與的砂,石材料分層填埋,相鄰兩層顆粒粒徑比例不宜小于1:4。

(5)滲溝的開(kāi)挖自下游向上游進(jìn)行,并應(yīng)隨挖即支撐和迅速回填,不可暴露太久,防止溝壁出現(xiàn)倒塌。

2.4 路面排水設(shè)施的施工質(zhì)量

(1)質(zhì)量問(wèn)題

路面排水設(shè)施分為路面表面排水,中央分隔帶排水,路面內(nèi)部排水,邊緣排水系統(tǒng)基層排水系統(tǒng)。

在路面排水設(shè)施的施工中,很容易出現(xiàn)便面排水設(shè)計(jì)不當(dāng)水不易排出,中央分隔帶排水不理想,路面,內(nèi)部排水系統(tǒng)堵塞、路面邊緣所用料不合格,排水基層排水系統(tǒng)和施工不符合設(shè)計(jì)要求等質(zhì)量問(wèn)題。

(2)分析原因

1.沒(méi)有根據(jù)公路所處的地理位置,地形地質(zhì)、地下水位、道路等級(jí)、勘察結(jié)果等情況,對(duì)路面排水系設(shè)施進(jìn)行全面系統(tǒng)設(shè)計(jì)使排水設(shè)施不配套、不齊全、不準(zhǔn)確、結(jié)果造成一系列質(zhì)量問(wèn)題。

2.在施工過(guò)程中,對(duì)于所用的建筑材料把關(guān)不嚴(yán),使用的料不符合設(shè)計(jì)要求,結(jié)果造成施工質(zhì)量較差。

3.在施工過(guò)程中,對(duì)于施工方法,施工工藝選用不當(dāng),對(duì)施工質(zhì)量不嚴(yán)格控制,必然造成施工質(zhì)量不符合設(shè)計(jì)要求,排水效果也自然較差。

(3)預(yù)防措施

1.首先應(yīng)當(dāng)了解路面排水設(shè)施各種排水的作用,這是搞好設(shè)計(jì)與施工,確保其功能的基礎(chǔ),決不能是路面排水設(shè)施的各種排水混在一起,路面表面排水的任務(wù)是迅速將降落和路肩表面的降水排走,以免造成路面積水而影響交通和安全。

中央分隔帶排水的任務(wù)是將降落在中央分隔帶表面的水排出,也同樣避免造成路面積水而影響交通和安全。

路面內(nèi)部排水的目的是將滲入路面結(jié)構(gòu)的水分迅速排除,防止路面因水侵蝕面降低強(qiáng)度而影響使用功能。

邊緣排水系統(tǒng)是將滲入路面結(jié)構(gòu)內(nèi)的自由水,先由路面結(jié)構(gòu)層間空隙或某一透水橫向流入縱向集水溝或排水管,在由橫向出水管排引路基。

路基基層排水系統(tǒng)是直接在面層下設(shè)置透水性排水基層,在其邊緣設(shè)置縱向集水溝和排水管以及橫向出水管等,組成排水層排水系統(tǒng)。

2. 路面便面排水系統(tǒng)設(shè)施由路拱、橫坡、路肩坡度和攔水帶組成。

3.路面內(nèi)部排水系統(tǒng)在施工中,應(yīng)注意:

(1)路面內(nèi)部排水系統(tǒng)的使用條件

(2)施工過(guò)程中應(yīng)注意事項(xiàng)

4. 邊緣排水系統(tǒng)是有沿路面邊緣設(shè)置的透水性填料集水溝,縱向排水溝、橫向出水管和過(guò)濾組成。

5. 路基基層排水系統(tǒng)是直接在面層下設(shè)置透水性排水基層,在其邊緣設(shè)置縱向集水溝和排水管以及橫向出水管等,從而組成路基基層排水系統(tǒng),采用透水性材料做基層,使?jié)B入路面結(jié)構(gòu)內(nèi)的水分先通過(guò)豎先滲流進(jìn)入排水層,然后橫向滲流進(jìn)入縱向集水溝和排水管以及橫向出水管引出路基。

公路施工做的好不好,在很大一方面就要看排水設(shè)施的施工。

作者簡(jiǎn)介:黃國(guó)寬(1973-),男,工程師,現(xiàn)就職于成都水利水電建設(shè)有限責(zé)任公司。

辛宗成(1977.10-),男,工程師、注冊(cè)一級(jí)建造師,現(xiàn)就職于成都水利水電建設(shè)有限責(zé)任公司。