涂川 熊鑫
中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司 西安 710065
摘要：受水电站建设特殊地域限制，水电站对外交通通常要遇到较为复杂的地形条件。在电站进场道路高填方路段，设计不可避免的遇到山区道路排水问题。本文通过简要介绍某水电站进场道路设计，从项目实际地形情况出发，结合所采用的挡墙截面型式，探讨不同排水方案的利弊，将排水措施与挡墙断面型式有机结合，确定最终路基设计方案。
关键词：进场道路；高填方路基；排水设计；挡墙截面型式
0前言
某水电站进场道路位于陕西秦岭山麓，道路等级为公路二级，为某水电站进场道路。沿线地形地貌、地层岩性、地质构造及物理地质现象较复杂。线路K6+150～K6+200段处于中厚层状灰岩上，地形在此处为一大型冲沟，本段落为路线回头弯下半部分。根据整体路线要求，路线在此处受纵坡限制，为填方路段，最大填方深度约为40m。该段落路线总体布置中，受道路纵坡限制和处理弃渣考虑，本段路基选择回填方式。对此段落挡墙支护方案进行布设时，需总体考虑路基排水方案[1]。
1工程地质概况
1.1地理概况
工程所在地区属大陆性季风气候，南部受秦岭阻隔，东南暖湿气流不易侵入，全年多为西北干旱寒冷气流控制。因流域地形起伏较大，地区间气候变化也较明显，西南及南部山区为低温多雨气候，西北及北部丘陵区为常年低温干燥少雨气候，中部广大高原区，一般雨量较少，温差较大。
1.2区域地质概况
1）地形地貌
工程区地处渭北中西部，地貌形态基本上受构造控制，地势北高南低，自北向南呈阶梯状排列，依次为北东向和近东西向展布的中低山、黄土丘陵和黄土台塬。地貌景观受裂谷构造的结构特征及其活动性的控制，在一定程度上反映了区域基底构造的基本轮廓。
2）地层岩性
本区出露地层主要为奥陶系(O)。分布于老龙山断层(F1)以南的山区，东厚西薄。
3）新构造稳定与地震
根据1993年国家地震局报告，场地50年超越概率10%的地震动峰值加速度为0.15g，对应的烈度为7度。
4）水文地质条件
工程区地下水类型主要为基岩裂隙水，赋存于基岩裂隙中。
5）不良物理地质现象
基岩风化不一，局部山梁处、岩溶发育段风化较深。
2.排水方案设计
由于路线在此处为一回头弯，且上方路基布设有一孔1.5m×1.5m的盖板涵，为使整条线路排水方案合理，需结合考虑排水方案和挡墙布设型式[2]。
通过分析工程区地形地貌及基本地质情况，初步拟定采用道路边沟排水、涵洞改道排水、竖井+涵洞方案，下面将就上述排水方案进行比选。
2.1道路边沟排水
通过分析K6+150～K6+200段所在区域地形地貌可以发现，该区域涵洞控制会水面积不大，上游来水较为有限，故可考虑采用道路边沟进行排水设计。
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此段上方路基布设有一孔1.5m×1.5m的盖板涵，为统一上下排水能力，过水断面需一致，考虑到原始边沟设计过水断面为0.5m×0.5m，故拟将道路边沟过水断面扩大为1.6m×1.6m，边沟采用30cm的C20混凝土砌筑。
扩大边沟过水断面后，路堑边坡整体靠山体内侧偏移1.1m，导致路堑边坡开挖高度增高6m，开挖方量也相应增加约1000m3；此外，如此大断面过水边沟，一旦边沟损坏，出现渗水、漏水现象，将危及整个路堑边坡的稳定性。从经济性、安全性角度考虑，此方案不可行。
2.2涵洞改道
分析对应区域地形情况发现，来水山沟距外侧泾河河道距离较近，且在本段路基外侧为一陡坎，可考虑调整涵洞排水方向，在上方涵洞出口处设置引水道，设置一个大转弯，将水流从K6+130处涵洞引出。
采用此方案排水时，水流方向调整较大，若上游来水较大时，将可能冲毁拐弯处排水沟，另外若来水较大，将可能漫出排水沟，流入路基内，危及下方路基稳定性。综合考虑，不建议采用此处理方案。
2.3涵洞布设位置探讨
综合考虑，K6+183处涵洞布设于原位置较为合理，一方面上游来水排泄较为流畅，另一方面不会增加额外的工程量。涵洞布设于原位置时，有三种可考虑方案，即涵洞顺坡面布置、布设于底部台阶、布设于第一级台阶[3]，分析如下：
1）涵洞顺沟底布设
由于此段原始边坡地面横坡角度较大，约为32o，远远大于涵洞布设的最大地面横坡要求，一旦按照此方案施工，为调整地面横坡影响，涵洞需设置成台阶状，在上游来水的影响下，涵洞自身稳定性将存在极大地隐患。
2）涵洞架设于第一台阶
采用此方案时，无需设置会水的竖井，同时对上游来水无需改道，而且涵洞布设时对纵坡的要求容易实现，仅需对涵洞出口急流槽进行特殊设计。
考虑到涵洞与挡墙的有效连接，急流槽布设于挡墙上，顺挡墙坡面布设，急流槽设置为全封闭矩形断面，断面尺寸1.5m×1.5m，为减少急流槽排水对挡墙坡脚的影响，急流槽出口处需设置铺砌。
2.4挡墙横断面设计
通过上述分析可以发现，排水推荐采用涵洞穿过挡墙方案。在进行本段落路基方案设计时，还需将路基防护与排水设计有机结合起来。
相比较而言，当路基防护采用加筋土挡墙方案时，涵洞布设纵坡较小，进水口布置合理，且涵洞与加筋土挡墙相互影响较小，较适用本工程路基处理。
3结语
本文详细分析某水电站进场道路深填段路基排水设计过程，在综合考虑各影响因素下，最终确定了本段路基断面设计。下面将本次设计的体会总结如下：
1）排水是山区道路设计的一大难点，如何设置合理有效的排水措施，将极大地影响路基设计方案的好坏；
2）同时需综合考虑挡墙断面型式、排水方案等因素，一定要做到最终设计方案能够合理协调各影响因素，避免顾此失彼。
参考文献：
[1]江明生，赵健.半填半挖路基加固技术探讨[J].中外公路，2005，25（3）：26～28.
[2]徐士启，刑俊堂，高玉翠.山区公路路基路面排水设计[J].公路交通技术，2004，8.
[3]JTG D30—2004，公路路基设计规范[S].北京：人民交通出版社，2004.
论文作者:涂川,熊鑫
论文发表刊物:《防护工程》2018年第15期
论文发表时间:2018/10/29
标签：涵洞论文; 路基论文; 挡墙论文; 边沟论文; 断面论文; 方案论文; 道路论文; 《防护工程》2018年第15期论文;