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摘要：我国幅员辽阔，地质条件复杂。近几十年来，由于经济的公路发展和人口迅速增长，对于山区公路建设的需求越来越高，而排水系统的治理对于公路工程来说是非常重要的。排水系统处理不当将会导致公路病害发生，经常使得交通发生中断，从而影响公路的正常使用，对排水系统的问题的分析和防治是山区公路建设中的重要研究之一。
关键词：公路；排水系统；治理设计
前言
从公路工程的发展史来说，许许多多的研究人员在公路工程的排水系统的机理和防治技术方面做了大量的研究，并且在实际的工程中积累了丰富的实践经验。然而，随着研究的深入，研究人员逐渐认识到，排水系统是多种因素综合作用的结果。材料元素与能量转换之间有着复杂的关系，因此，排水系统已成为一个极其复杂的研究对象。
1.公路排水系统的研究现状
随着中国经济的快速发展，中国的公路网的基本形态已基本形成，随着公路网的密度不断提高。以前看重公路的建设而轻公路的排水系统处理理念已经不符合现在山区公路的发展了。并且轻排水系统的概念和排水系统灾害发生后的维修方法远远不能满足现代公路排水系统的发展要求。与此同时，山区公路也面临着大多数道路网络建设存在的典型问题。从公路的通过的地方上看，大多数公路由于经过山区的原因而决定采用排水系统的路边模式。但是在我们的建造过程中受各种因素的影响，建成的公路的排水系统本身存在各种缺陷，比如因为排水不好引起滑坡问题。排水系统开始使用后受到各种原因的影响。并且负载、环境、气候等各种因素也会的进一步加快排水系统的破坏，特别是两种因素共同作用时，其破坏效果会加大，道路在各种因素的共同作用下，排水系统的性能逐渐下降，发生排水系统滑坡和不均匀沉降等道路病害。而在南方地区，因为山区环境更加复杂，在该地区的公路排水系统使用寿命普遍较其他地区低。有关数据表明，大多数公路在建成8-10年甚至更短的时间就会出现各种问题，对山区地区的公路就更加明显。我们传统的公路地区公路排水系统模式主要是指排水系统产生较明显的病害后才进行修补。这样的模式造成排水系统的维修工作量大并且维护成本高，所以该模式是不符合中国的山区公路发展的。
2.研究山区公路排水系统治理设计及稳定的意义
近年来，公路交通运输的快速发展带来了山区工程的道路基本建设的新浪潮，其中有部分公路建设将穿过山区和丘陵地带，由于公路沿线排水系统的挖填，破坏了公路的自然平衡条件，导致边坡失稳，公路排水系统造成的直接经济损失约占维修造成的经济损失的60%。排水系统灾害不仅需要大量的经济损失，还可能威胁居民的安全，造成社会问题。
考虑到排水系统治理工程对于促进国家的经济发展和保障国民的生命安全问题举足轻重，因此，本文通过对山区工程的公路排水系统环境地质条件与治理方法作系统的研究和评价，从中寻找地质环境与治理方法某种内在的关系，同时建立待治理排水系统与已治理排水系统之间的相似度关系模型，最终形成一套山区高速公路排水系统分析、防治的新理念。
3.山区公路排水系统灾害主要表现为.
（1）公路发生排水系统灾害，造成道路拥堵、交通中断。影响道路交通系统，破坏了排水系统。
（2）公路的路基随排水系统破坏而滑动，造成路基变形、侵蚀、交通中断，影响行车安全和道路整体损坏。排水系统，使整个路基坍塌，损坏路基，影响行车安全和中断。
（4）由于发生排水系统灾害，，公路桥涵结构失效。
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（5）沿山路和河流，发生排水系统灾害，造成河流阻塞、河流改道、公路被毁的问题出现。
4.山区公路的排水系统稳定性分析与评价
对于排水系统的稳定性计算而言，目前广泛使用的稳定性评价方法种类比较多，其中包括有极限平衡法、有限元法、灰色系统理论及专家系统等。鉴于排水系统的自身稳定性易受诸多方面因素的影响，而各因素具有较大程度的不确定性，动态变化性和复杂性，从而使得所运用的不同计算方法所获的结果与实际均存在一定程度上的差异。其中，极限平衡法具有比较简单易懂的原理和计算方法，以及所得结果较为准确等优点，经常被用来作为排水系统稳定性计算的主要常用计算方法。从而对排水系统的稳定性做一个整体估计，从而做好提前防护研究。
5.山区公路的排水系统问题治理的必要性
由于排水系统问题发生后，施工单位已停止了排水系统下部路基的正常施工。对整个工程项目的施工进度产生不利影响。考虑到排水系统一旦整体滑动将会给施工造成很大影响，进而给后期治理带来不少困难。因此，从保证公路路基的正常施工和全线路基按期贯通，对该排水系统进行专项治理是紧迫而必要的。
6.山区公路的排水系统问题的设计原则
对该排水系统进行治理工程设计的基本原则是，在保证排水系统稳定性较高的前提下，能够最大限度地降低工程项目的投资。根据本排水系统的具体实际特点，还应当保证做到以下几个方面：（1）施工治理技术的可行高，经济较为合理；（2）所采取的大部分工程措施应当便于及时实施，同时还应当确保具有足够的安全度；3）在治理工程实施过程中以及施工完成之后，应确保不引发新的排水系统，从而有利于在根本上保护环境。
7.山区公路的排水系统治理的建议
7.1.截排水
截排水一般为必要手段，尤其是在地表水、地下水较为丰富时。但是需与别种治理方法结合应用，无法作为单一的治理手段；在治理排水系统问题过程中有时会对排水系统附近的居民、农田用水有一定影响。该方法的适用范围：适用于该排水系统的地表水、地下水较为充沛的时候。
7.2做好调查调查工作。
设计质量直接关系到山区公路系统的质量。因此，在山区公路排水系统的设计与规划中，必须做好调查研究工作。如何合理布置排水设施，必须通过数据科学选择涵洞孔径大小和渠道断面选择。同时，要充分利用航空摄影、遥感等现代科学技术和先进技术，协助野外调查，获取尽可能多的信息。积极与当地水资源、气象部门沟通，做好协调工作。
7.3根据具体情况选择合适的排水设施。
山区公路排水系统中有许多排水设施，如沟渠、边沟、排水沟等，不同的排水设施有其自身的特点，应根据不同路段的排水需要进行选择。例如，梯形沟除了开挖路基边坡顶部外，还可以有效地减轻边沟的排水负担，保护开挖边坡和填土边坡不受雨水侵蚀。通常情况下，沟底和沟高应大于0.5米，纵坡应大于0.5%，沟长应小于500米，沟应充分加固。路基边沟采用边沟时，其断面参数应根据实际应用情况选择。一般边沟高度大于0.4米，纵坡大于0.5%-0.3%，长度小于500米。小雨区应选择三角形边沟，长度小于300米。具体参数采用综合水文、水力气象信息进行回归计算。排水系统由圆形排水管、纵向排水管、横向排水管、排水边沟或中央排水管组成。各环节应汇集上游水，顺流排放。一般在路桥交汇处中央分隔带渗水沟底部设置塑料盲沟或碎石盲沟。然而，隧道入口和隧道交叉口的排水仍有待研究，设计图纸显示其性能较差。
8.结束语
综上所述, 排水对山区公路安全和正常使用有很大的影响。当山区公路发生排水问题的时候，它比一般的排水破坏力强。山区公路洪水多集中在一些特殊地区。山区地形、地质、水文、气象条件对山区高速公路排水系统有一定的限制和具体要求。本文通过对山区公路排水系统环境地质条件与治理方法进行分析，从中提出了相应的解决方法。希望对以后的市政工程公路排水系统的处理有帮助。
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论文作者:彭涛
论文发表刊物:《防护工程》2018年第36期
论文发表时间:2019/4/11
标签：排水系统论文; 公路论文; 山区论文; 边沟论文; 路基论文; 发生论文; 稳定性论文; 《防护工程》2018年第36期论文;