公路路基地表排水工程技术分析论文_张百栋

公路路基地表排水工程技术分析论文_张百栋

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摘要:公路路基的病害有许多种,而造成这些病害的主要原因是水的作用。所以在路基的设计、施工甚至是养护过程中都要充分的重视路基排水的工作。路基排水的方式有许多种,比如边沟、截水沟、排水沟、跌水与急流槽、拦水带、蒸发池等设施的排水,笔者就上述工程的施工进行了详细的阐述,以期工程技术人员交流。

关键词:路基;地表水;排水

地表水对路基产生冲刷和渗透,冲刷可能导致路基整体稳定性受损害,形成水毁现象。

在路基设计时,必须考虑将影响路基稳定的地表水排除和拦截于路基范围以外,并防止漫流、停积和下渗;在路基施工中,首先应核实全线路基排水系统的设计是否完备和妥善,必要时予以补充或修改,应重视排水工程的质量和使用效果。在施工现场还应设置一些必要的临时性排水设施,以保证工程质量和施工的顺利进行。在路基养护中,对排水设施应定期检查与维修,以保持排水设施正常使用,使水流畅通,并根据实际情况不断改善排水条件。

1.边沟

边沟是在路基两侧设置的纵向水沟,用以汇集和排除路面、路肩及边坡的流水。在所有挖方地段和填土高度小于边沟深度的填方地段均应设置边沟。路堤靠山一侧的坡脚应设置不渗水的边沟。

1.1边沟的横断面型式

边沟横断面一般采用梯形,石方地段的边沟宜采用矩形横断面,少雨浅挖地段的土质边沟可采用三角形横断面。为少占农田或保证矮路堤的稳定,对土质地段也可采用砌石矩形边沟。

1.2边沟边坡梯形边沟的边坡

内侧一般为1:1.0~1:1.5,外侧与挖方边坡相同。三角形边沟的边坡,内侧宜采用1:2~1:3,外侧与挖方边坡相同。

1.3边沟深度和底宽

高速公路、一级公路边沟的深度及宽度不应小于0.6m,其它等级公路不应小于0.4m。当排水量大时,应根据滩羹大小加大边沟横断面尺寸。设置超高路段的边沟应予加深,以保持边沟排水畅通。

1.4边沟的纵坡和长度

为了保证边沟排水通畅,边沟底面应有一定的纵坡。边沟纵坡一般应与路线纵坡一致,并不宜小于0.5%,在特别情况下可容许采用0.3%。当边沟纵坡不能满足排水需要时,应调整边沟纵坡。为了防止边沟漫溢或冲刷,除特殊情况外,边沟长度不宜超过500m,多雨地区不宜超过300m,三角形边沟长度不宜超过200m。边沟有可能被冲刷或兼作其它排水用途时,应加大边沟横断面尺寸,并进行防护。高速公路、一级公路土质边沟应全部进行防护。边沟可用浆砌片石、栽砌卵石、水泥混凝土预制块防护。平曲线处边沟施工时,沟底纵坡应与曲线前后沟底纵坡平顺衔接,不允许曲线内侧有积水或外溢现象发生。

2.截水沟

截水沟(又称天沟)是设置在挖方路基边坡坡顶以外或山坡填方路基上侧适当位置的排水设施,用以汇集并排除路基边坡上侧的地表径流。挖方路基的截水沟应设置在坡顶5m以外,填方路基上侧的截水沟距填方坡脚的距离不应小于2m。在多雨地区视实际情况可设一道或多道截水沟。截水沟横断面一般采用梯形,边坡坡度视土质而定,一般采用1:1.0~1:1.5,深度及宽度不宜小于0.5m,沟底纵坡不应小于0.5%。

山坡较陡时,截水沟可采用浆砌片石矩形断面型式。截水沟必须有牢靠的出水口,将水引至山坡侧的自然沟中或桥涵进出水口,必要时设置排水沟、跌水或急流槽。截水沟的出水口必须与其它排水设施平顺衔接。截水沟水流不应引入边沟,当必须引入时,应增大边沟横断面尺寸,并进行防护。设置在容易渗水的松散土层中的截水沟,应采用浆砌片石或混凝土预制块防护,以防止冲刷、渗水及边坡坍塌等病害。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆截水沟的长度以200m~500m为宜。

3.排水沟

排水沟的作用是将边沟、截水沟、取土坑、边坡和路基附近积水引排至桥涵或路基以外的洼地或天然河沟。排水沟横断面一般采用梯形,其断面尺寸根据设计流量确定,深度和底宽不宜小于0.5m,边坡可采用1:1.0~1:1.5,沟底纵坡宜大于0.5%,在特殊情况下可采用0.3%。易受水流冲刷的排水沟应视实际情况采取防护措施。排水沟的线形要求平顺,尽可能采用直线形,转弯处宜做成弧线,其半径不宜小于l0m,排水沟长度根据实际需要而定,通常不宜超过500m。排水沟沿路线布设时,应离路基尽可能远一些,距路基坡脚不宜小于3m~4m。排水沟与各种水沟的连接应顺畅。

4.跌水与急流槽

在山岭重丘地区,地形险峻,排水沟渠纵坡较陡,水流湍急,冲刷力强,为接引水流,降低流速,消减能量,防止对路基与桥涵结构物构成危害,多采用跌水和急流槽。沟底纵坡较陡的桥涵,必须沿高边坡将水排至坡脚。需要减速消能的排水设施,均可采用跌水或急流槽。

4.1跌水

跌水成台阶式,有单级跌水和多级跌水之分。涵洞进口处一般设单级跌水。跌水的构造可分为进水口、跌水槽和出水口三部分,其中跌水槽部分由跌水墙、平台和消能设施组成。

消能设施的作用是消能。为了增强消能效果,消能设施可采取加大渠底粗糙度的办法以缩短水跃式驱逐长度;也可采用设消力池或消力槛,或消力池与消力槛的复合结构。

公路上的跌水多采用消力池或消力槛消能。为便于养护,避免池中积水及冬季冻结破坏,以采用消力槛更为合适。消力槛设有泄水孔,以便在水流停止时排除积水。

跌水应采用浆砌片石或水泥混凝土预制块砌筑。各部位尺寸应根据水文、地形、地质及当地气候条件确定,必要时应进行水力计算。边墙应高出设计水位0.2m以上。

跌水的横断面型式为矩形,渠底应做成粗糙面,厚度为0.2m~0.4m,边墙顶面宽度:浆砌片石为0.2m~0.4m,混凝土为0.1m~0.3m。跌水的台阶高度可采用0.3m~0.6m,台面坡度应为2%~3%。

设有消力槛时,消力槛高度由计算确定,槛顶厚度为0.3m~0.4m,槛底泄水孔尺寸一般为5cm×5cm~l0cm×l0cm。

4.2急流槽

急流槽是一种很陡的人工水槽,其作用是将水流引至桥涵进口或路基下方。公路工程中常用的急流槽坡度一般不大于1:1.5,但当流量小、地质条件良好时,也可采用较陡的坡度。

为了使急流槽的出水流速降低,能量减小,槽底可用几个坡度,上段较陡,向下逐渐放缓,使出水口流速与下游加固的容许流速相适应。此外,也可采用逐渐增加槽底粗糙度或槽底宽度的方法以降低流速。当急流槽末端出水口流速较大,采用较复杂的槽底加固不经济时,出水口可设置消力池。

急流槽可以采用浆砌片石或水泥混凝土预制块砌筑。急流槽的横断面型式、各部位设置要求与尺寸和跌水相同。为防止基底滑动,急流槽底面每隔2.5m~5m可设置凸榫嵌入基底中,榫高为0.3m~0.5m,榫宽根据急流槽的坡度而定。急流槽过长时应分段修筑,每段长度不宜超过l0m,接头处用防水材料填缝。

5.结语

总之,路基排水就是排除路基、路面范围内的地表水,保证路基和路面的稳定,防止路面积水影响路基质量和行车安全。因此,做好路基排水至关重要,意义重大。

参考文献:

[1]喻忠英,张爱军.浅谈公路路基排水设施施工要点[J].科技致富向导,2011,(15).

论文作者:张百栋

论文发表刊物:《基层建设》2019年第7期

论文发表时间:2019/6/25

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