摘要：在我国社会经济飞速发展下，我国政府越来越重视交通运输事业的建设，公路越来越成为山区经济腾飞的基点。因为地处在山区、地形复杂，施工限制条件及影响因素较多，山区公路设计面临着很多的问题。所以，在道路建设中无论设计还是施工都必须考虑山区本身的地形复杂多变等的众多因素，其中给排水系统的设置就直接影响着路基边坡的质量。基于此，本文主要从作者的实际工作经验进行出发，对山区边坡失稳段的路基排水系统设计做出阐述，希望可供相关从业者的参考借鉴。
关键词：山区边坡；失稳段；路基；排水设计
前言：经过相关资料分析得出，降雨入渗引起了边坡内渗流场出现了变化，地下水的侧向流动进入路基是诱发路基灾害最活跃、最关键的因素。为实现破坏边坡段路基的排水系统优化设计,对路基的边坡排水系统同步设计问题应给予高度重视。
1 地下水的作用机理
1.1 地下水对边坡破坏机理
失稳破坏边坡岩土体内地下水的破坏作用表现在三个方面:第一，降低滑面正应力，减小摩阻力，进而有效的降低滑坡体抗滑力。第二，动水压力沿边坡临空面产生的分量增大了坡体下滑力。第三，孔隙水压力产生的水契作用推动了坡体上裂隙的扩展进程，进而破坏了岩体，使得边坡出现了渐进性破坏。破坏边坡滑塌体后缘及其以上岩土体泄水不畅，或是边坡顶部的岩土体发育有张裂隙的时候，因为地表水的入渗使得地下水位的急剧上升，坡体内的孔隙水压力快速的增加，这在边坡变形过程中占据着十分重要的作用。
1.2 地下水对路基破坏机理
边坡地下水对半开挖半填方类路基系统的破坏通常表现在：第一，破碎边坡松散堆积体内富集的地下水侧渗进入了路基系统，在路基两侧形成了水位差，急水流带走填方堆积物中的戏里物质或是直接冲刷路基边坡及坡脚，若是路基系统排水的不畅或是地下存在着不良的地质，滞留于路基内的大量地下水可使得软土层饱水膨胀，路基变软而成为橡皮路或是发生横向滑动，引起了路基破损开裂、路基翻浆等。第二，在边坡地下水接受降雨补给，经过挖方一侧未压实土体渗入路基，一部分向填方一侧排泄同时软化填方岩土体，另一部分沿着挖方系统及填方系统边界流动，并且向填方边坡下脚排泄，若是坡脚未进行必要的支护，在自重及荷载的作用下，将会出现滑移，可能使得路基发生整体或是局部的滑移破坏。
2 路基排水系统设计的实施
排水系统主要是由多种功能不同的构造物组成的，如何优化设置排水系统、提高排水效率，降低排水系统造价，保证路基的正常使用，是关系到整个工程长期安全可靠的关键。在某山区公路穿越一推移式滑坡体后缘，该段路基主要是半挖半填的类型。因为路基施工填土松散及连降暴雨，滑坡体产生了滑移，最终将造成了坡体和周边出现了多处张拉裂缝，成为地表及地下水运移的良好通道，严重的危及到其路段的的路基安全性。在该路段山区公路路基的排水系统设计中，因为充分考虑到滑移边坡影响，进行路基排水系统的设计过程中，还需详细的布设边坡排水系统，并且在此设计基础上，进行了其路段的地下水渗流场的三维模型模拟，模拟结果证实设计达到了良好地排水效果。
2.1 排水系统布设及功能
结合了其路段破坏边坡治理的方案，对其路段路基排水系统设计重点的加强了边坡排水措施。
2.1.1边沟
边坡在边坡与路坠路基边界处形成地下降位漏斗，将坡内地下水变地表水流。边沟设计中纵坡应与地面线自然变化相一致，不应出现填筑边沟及水流倒流的现象。边沟断面尺寸参照了路基规范中的形式给出。
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2.1.2纵向盲沟
设置两条纵向盲沟；盲沟Ⅰ 主要是用来拦截边坡渗流进入路基。盲沟Ⅱ主要是用于以排除路基内部地下水，降低地下水位。对于盲沟Ⅰ 在盲沟迎水一侧设置反滤层，另一层设置隔水层。盲沟Ⅱ需在两侧设置反滤层，防止路基内部细颗粒物质流失回事堵塞盲沟。盲沟横断面在此采用了公路工程手册《路基》中给定的形式。
2.1.3横向盲沟
在滑坡体两侧边缘与路基交界处设置了两条横向盲沟，主要是用于拦截坡体内想边缘路基流动的地下水，从而保证坡体外路基处在干燥的状态。在盲沟背离坡体的一侧需要做防渗的处理，埋深及断面形式同纵向盲沟。
2.1.4截水沟拦截边坡地表水
结合边坡治理的措施，在路基挖方的一侧坡体表面上设置截水沟，用来拦截上部坡体地表汇集面积较大的水流。截水沟的设置大体沿等高线布置，因为上侧坡体汇水面积较大，可设置多道截水沟，做到了分别拦截，递次排水。截水沟的截面设计尺寸由规范给出。
2.1.5排水孔排除边坡地下水
排水孔有石膏方便、工期较短，节省材料及劳动力的优点，排水孔深入坡体内部水位面以下的含水层内江水导出，并且降低了边坡水压力、地下水位，避免了过量地下水侧向渗流进入路基内部。排水孔的空间位置决定了排水效果的好坏，而排水孔的空间位置由排水孔的仰坡度、孔深、孔间距所决定。
第一，排水孔的仰坡度：最佳排水孔方向应该是排水量最大或是最易降低地下水位的方向。排水孔方向由仰坡度所表征，因为仰坡度增加，其施工难度及投资也随之增加，故排水孔的仰坡度采用了平均仰坡度10%-15%。第二，排水孔的深度：排水孔的深度主要取决于需要降低的地下水位深度及斜孔倾角的陡缓。排水斜孔的孔口标高需低于需要降低地下水位的最低标高。第三，排水孔的间距：路基边坡排水孔间距的大小，一般钢材用工程类比法确定。排水孔尺寸在此采用了钻孔直径的100mm。为方便施工，排水孔设置在路基上方的1m左右的位置，沿路基延伸方向间距为6m左右，垂向上间距1m，等间距的布设二排。
2.2 排水系统设计效果模拟
按照该区工程，水文地质条件、《路基规范》，给定了排水孔的深度为25m，直径0.5m，渗沟深为2m，宽0.7m，盲沟高2m，宽1.5m。挖方一侧边坡坡度40°左右，公路纵向长度取300m。利用了计算中所选的岩土体地质力学参数及设计的排水系统为变截条件，把其路段内由半挖半高填方路基、松散坡积物、基岩形成的路基边坡、路基路面、边坡排水系统的共同组成体，概化为排水系统三维模拟的模型域。模型中纵向与横向盲沟分别为2条，排水孔共设2*10个，在剖分的时候充分的保证剖分后各个单元内水文地质条件、地下水流动状态等是均匀的。经过其模拟结果分析得出，边坡排水系统设置与未设置时相比，路基排水系统的作用效果明显不同，边坡排水系统的设置不仅加速路基地下水位降低，并且显著的降低路基内部动水压力，间接阻止或是减少了地下水对路基冲刷的作用，有效的降低了路基水毁灾害的发生机率。经过本段高速公路路基排水系统设计分析可以看出，边坡排水系统设置与未设置的时候相比，路基排水系统作用效果明显不同。边坡排水系统设置不仅加速路基地下水位降低，显著降低路基内部的动水压力，间接的阻止及减小了地下水对路基冲刷作用，有效的降低了路基水毁灾害的发生机率。经过本段高速公路路基排水系统设计分析可以看出，不稳定边坡段的坡体排水系统在半填半挖类路基排水系统中有着不可忽视的地位。
结束语：
总而言之，破坏边坡堆积体内侧向渗入路基的水流湿路基水毁灾害发生的主要诱因，路基排水系统的设计过程中，进行边坡排水系统布设，有效的提升了路基排水系统功能，减少及防止了路基水毁灾害的发生，对未来公路的建设有着一定的指导意义。
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论文作者:吴亚超
论文发表刊物:《基层建设》2016年23期
论文发表时间:2016/12/7
标签：路基论文; 排水系统论文; 地下水论文; 水压论文; 山区论文; 公路论文; 坡度论文; 《基层建设》2016年23期论文;