1　概述

高(gao)速公(gong)路(lu)(lu)(lu)(lu)排(pai)水(shui)設計對(dui)于高(gao)速公(gong)路(lu)(lu)(lu)(lu)路(lu)(lu)(lu)(lu)基的(de)(de)(de)穩定性(xing)及(ji)路(lu)(lu)(lu)(lu)面的(de)(de)(de)使(shi)用(yong)壽命(ming)有著顯著的(de)(de)(de)影響(xiang)。高(gao)速公(gong)路(lu)(lu)(lu)(lu)排(pai)水(shui)設計應包含以下兩個方面的(de)(de)(de)內容：其一(yi)(yi)是要(yao)考慮如(ru)何減少地(di)(di)下水(shui)、農田排(pai)灌水(shui)對(dui)路(lu)(lu)(lu)(lu)基穩定性(xing)及(ji)強度的(de)(de)(de)影響(xiang)，一(yi)(yi)般稱(cheng)之為第一(yi)(yi)類(lei)排(pai)水(shui)；其二是要(yao)考慮如(ru)何將路(lu)(lu)(lu)(lu)表(biao)(biao)(biao)水(shui)迅速排(pai)出路(lu)(lu)(lu)(lu)基之外，最大限度地(di)(di)減少雨水(shui)對(dui)路(lu)(lu)(lu)(lu)基、路(lu)(lu)(lu)(lu)面質量的(de)(de)(de)影響(xiang)，減少因路(lu)(lu)(lu)(lu)表(biao)(biao)(biao)水(shui)排(pai)水(shui)不暢或(huo)路(lu)(lu)(lu)(lu)表(biao)(biao)(biao)水(shui)下滲(shen)對(dui)路(lu)(lu)(lu)(lu)基、路(lu)(lu)(lu)(lu)面結(jie)構(gou)和(he)使(shi)用(yong)性(xing)能(neng)產生的(de)(de)(de)損(sun)害，這稱(cheng)為第二類(lei)排(pai)水(shui)。

第一類排(pai)水(shui)設(she)(she)(she)計通常(chang)采用(yong)適當提高路(lu)基(ji)最小(xiao)填土高度或在路(lu)基(ji)底部設(she)(she)(she)置(zhi)(zhi)隔水(shui)墊層等辦(ban)法。施(shi)工期間一般(ban)都考慮在施(shi)工前(qian)開挖臨時排(pai)水(shui)邊溝，排(pai)除施(shi)工期地表(biao)水(shui)并降低地下水(shui)，同(tong)時在路(lu)基(ji)底部摻(chan)加(jia)低劑量石灰(hui)處理，設(she)(she)(she)置(zhi)(zhi)40cm厚的穩定層等。采用(yong)這一系(xi)列措施(shi)可起到事半功倍的效果。

第二類排水設計一(yi)般(ban)包括(kuo)：

(1)通過路面橫(heng)坡、邊溝、邊溝急流槽等，將路表水迅(xun)速(su)排出路基以外；

(2)設計中(zhong)(zhong)央分(fen)隔(ge)帶(dai)(dai)縱向(xiang)碎石(shi)盲(mang)溝(gou)、軟式(shi)透水(shui)(shui)管及橫向(xiang)排(pai)水(shui)(shui)管，將施工期(qi)進(jin)入中(zhong)(zhong)央分(fen)隔(ge)帶(dai)(dai)的雨水(shui)(shui)及運營期(qi)中(zhong)(zhong)央分(fen)隔(ge)帶(dai)(dai)的下(xia)滲水(shui)(shui)迅速排(pai)出路(lu)基(ji)之外(wai)；

(3)設(she)計泄水孔以迅速排(pai)除(chu)橋面水；

(4)設計中采用瀝(li)青封層、土路(lu)(lu)(lu)肩縱橫向碎石(shi)盲溝或排水(shui)管，將滲入(ru)路(lu)(lu)(lu)面面層的水(shui)引出(chu)路(lu)(lu)(lu)基之外。

綜(zong)上所述，筆者結合揚(yang)州西北繞城高速(su)公路在設計以及施工中出現的(de)問題談一(yi)點自(zi)己(ji)的(de)體會。

2　邊(bian)溝排(pai)水設計

邊溝(gou)設(she)(she)(she)(she)計(ji)在(zai)高速(su)公路排(pai)(pai)水(shui)設(she)(she)(she)(she)計(ji)中(zhong)占有(you)(you)很大(da)的(de)比重，設(she)(she)(she)(she)計(ji)人員都給予(yu)高度重視(shi)，但(dan)在(zai)設(she)(she)(she)(she)計(ji)過程中(zhong)往往會忽視(shi)一些(xie)施工(gong)中(zhong)的(de)問題，如邊溝(gou)的(de)尺寸(cun)不考(kao)慮具體情(qing)況，死搬硬套有(you)(you)關(guan)規范、規定；又如施工(gong)單位大(da)都未能(neng)按(an)有(you)(you)關(guan)設(she)(she)(she)(she)計(ji)要求將原地(di)(di)表土(tu)、河塘清淤土(tu)等(deng)(deng)棄(qi)土(tu)運送至取(qu)土(tu)坑(keng)內用于(yu)復墾還田(tian)，而是棄(qi)放(fang)于(yu)路線(xian)兩側河塘中(zhong)，造成部分(fen)河塘無法將路基水(shui)排(pai)(pai)入。另外由于(yu)沿線(xian)農(nong)田(tian)為分(fen)戶承包，當地(di)(di)鄉鎮為了減少地(di)(di)方(fang)矛盾(dun)的(de)產生(sheng)，常(chang)(chang)常(chang)(chang)要求增(zeng)加、改移和調整(zheng)小型構造物設(she)(she)(she)(she)置(zhi)位置(zhi)。還有(you)(you)一點就是設(she)(she)(she)(she)計(ji)中(zhong)沒有(you)(you)充分(fen)考(kao)慮利(li)用高速(su)公路施工(gong)中(zhong)超寬(kuan)填土(tu)土(tu)方(fang)等(deng)(deng)。

2.1　邊溝尺(chi)寸(cun)選定(ding)

邊(bian)溝(gou)(gou)(gou)的排水(shui)能(neng)力主要(yao)取決于以下幾(ji)個(ge)設計(ji)(ji)參數：邊(bian)溝(gou)(gou)(gou)底流水(shui)坡(po)度、邊(bian)溝(gou)(gou)(gou)截(jie)面尺(chi)寸、形狀(zhuang)、邊(bian)溝(gou)(gou)(gou)的表面粗(cu)糙程度。依據江(jiang)蘇省高(gao)速(su)公路(lu)設計(ji)(ji)及公路(lu)排水(shui)設計(ji)(ji)規范(fan)要(yao)求，高(gao)速(su)公路(lu)的邊(bian)溝(gou)(gou)(gou)一(yi)般采用(yong)邊(bian)坡(po)為1∶1的梯(ti)形明溝(gou)(gou)(gou)，因此(ci)，可采用(yong)《公路(lu)設計(ji)(ji)手冊路(lu)基(ji)》中梯(ti)形斷面溝(gou)(gou)(gou)渠的水(shui)力計(ji)(ji)算(suan)公式計(ji)(ji)算(suan)梯(ti)形排水(shui)邊(bian)溝(gou)(gou)(gou)的排水(shui)能(neng)力：

Q=WC

式中：Q—流(liu)量；

W—邊溝斷面面積；

C—流速（謝才）系數(shu)；

R—水力半徑；

i—邊(bian)溝溝底(di)縱坡。

根(gen)據(ju)高速公路(lu)所處地理(li)位(wei)置，采用揚(yang)州市歷史最大小時降(jiang)雨量，以流入邊溝的水不溢出邊溝為(wei)限，并假設(she)揚(yang)州西北繞城高速公路(lu)的路(lu)基平均(jun)填土高度(du)為(wei)3.5m，由(you)此(ci)，匯水帶(dai)寬(kuan)約為(wei)23m，則(ze)可依據(ju)不同(tong)的邊

溝溝底(di)坡度、不同的邊溝底(di)寬（或邊溝截面(mian)積）的排(pai)水(shui)(shui)(shui)能力，計算(suan)出所能承受(shou)的路(lu)(lu)面(mian)排(pai)水(shui)(shui)(shui)最(zui)大長度。揚州西(xi)北繞(rao)城高(gao)速公(gong)(gong)路(lu)(lu)一般每公(gong)(gong)里設置三道涵洞(dong)，即300m左右(you)有(you)一道涵洞(dong)，也就是(shi)說路(lu)(lu)面(mian)排(pai)水(shui)(shui)(shui)長度一般在(zai)100m～200m之間。

通(tong)過分析、計算確定，揚州西(xi)北繞城高(gao)速公路邊(bian)溝采用50cm的梯形(xing)邊(bian)溝即(ji)可滿足路基排(pai)水需要。

2.2　邊溝設(she)計的(de)原則

(1)一般路段的(de)路基(ji)邊溝(gou)設計原則：以(yi)填筑(zhu)式邊溝(gou)為主，盡量減少路基(ji)邊溝(gou)積(ji)水現象的(de)發生。這主要(yao)是吸取已建成的(de)高(gao)速公(gong)路中的(de)教訓：

 1部(bu)分路(lu)段在汛期內(nei)路(lu)基水(shui)不能(neng)及時排除。2地方群眾干(gan)擾路(lu)基水(shui)排入灌溉涵洞內(nei)

(2)路(lu)基(ji)(ji)(ji)邊溝縱(zong)坡的要(yao)求：根據(ju)交通(tong)部部頒《公路(lu)路(lu)基(ji)(ji)(ji)排水(shui)(shui)設計規范》要(yao)求，采用漿砌(qi)片石修筑的邊溝為滿足排水(shui)(shui)需要(yao)，邊溝縱(zong)坡應不(bu)小于(yu)(yu)0.12％，由于(yu)(yu)本(ben)項目位于(yu)(yu)丘陵崗(gang)區和(he)沖積平(ping)(ping)原區，原地(di)形(xing)既有(you)較大起(qi)伏又有(you)部分平(ping)(ping)坦地(di)段，本(ben)著既要(yao)解決(jue)路(lu)基(ji)(ji)(ji)排水(shui)(shui)問題(ti)，又要(yao)經濟合理的原則(ze)，確定(ding)路(lu)基(ji)(ji)(ji)排水(shui)(shui)邊溝溝底(di)縱(zong)坡一般情況下(xia)不(bu)小于(yu)(yu)0.15％。

(3)對(dui)于(yu)(yu)邊(bian)(bian)溝(gou)水進入涵(han)(han)(han)洞(dong)及跨越(yue)通道(dao)等情(qing)(qing)況(kuang)的(de)處理(li)：沿線設置(zhi)的(de)涵(han)(han)(han)洞(dong)有排(pai)(pai)(pai)涵(han)(han)(han)、灌(guan)涵(han)(han)(han)和灌(guan)排(pai)(pai)(pai)兩用(yong)涵(han)(han)(han)。對(dui)于(yu)(yu)需排(pai)(pai)(pai)入排(pai)(pai)(pai)涵(han)(han)(han)的(de)邊(bian)(bian)溝(gou)，其邊(bian)(bian)溝(gou)底(di)標(biao)(biao)高(gao)不(bu)低(di)于(yu)(yu)涵(han)(han)(han)洞(dong)中(zhong)心的(de)標(biao)(biao)高(gao)；需排(pai)(pai)(pai)入灌(guan)涵(han)(han)(han)的(de)邊(bian)(bian)溝(gou)，其溝(gou)底(di)標(biao)(biao)高(gao)不(bu)低(di)于(yu)(yu)涵(han)(han)(han)頂標(biao)(biao)高(gao)；而(er)對(dui)于(yu)(yu)灌(guan)排(pai)(pai)(pai)兩用(yong)的(de)涵(han)(han)(han)洞(dong)應(ying)(ying)按灌(guan)涵(han)(han)(han)要求設置(zhi)，特殊(shu)情(qing)(qing)況(kuang)時(shi)可適當降低(di)。為防止沖刷涵(han)(han)(han)洞(dong)，原(yuan)則上采用(yong)邊(bian)(bian)溝(gou)急流槽連接邊(bian)(bian)溝(gou)和涵(han)(han)(han)洞(dong)洞(dong)口。一般情(qing)(qing)況(kuang)下(xia)邊(bian)(bian)溝(gou)盡(jin)量少穿越(yue)通道(dao)，當排(pai)(pai)(pai)水需通過通道(dao)排(pai)(pai)(pai)入涵(han)(han)(han)洞(dong)時(shi)，應(ying)(ying)優先采用(yong)邊(bian)(bian)溝(gou)蓋板涵(han)(han)(han)，特殊(shu)情(qing)(qing)況(kuang)下(xia)可采用(yong)邊(bian)(bian)溝(gou)倒虹(hong)吸穿越(yue)通道(dao)。

（4）對(dui)邊溝標(biao)高及縱(zong)坡方(fang)向的問題(ti)：根據路(lu)(lu)線縱(zong)斷面(mian)和沿線自(zi)然地形情況綜合確定，通常以沿線自(zi)然地形為(wei)主確定排(pai)水(shui)(shui)方(fang)向。邊溝底標(biao)高控制(zhi)應(ying)以該段(duan)路(lu)(lu)肩邊緣(yuan)最低(di)點標(biao)高以下大(da)于1.7m為(wei)宜(yi)，原(yuan)因是(shi)考慮(lv)到路(lu)(lu)線中央分隔帶橫向排(pai)水(shui)(shui)管不(bu)能(neng)因邊溝積水(shui)(shui)而引起(qi)倒灌。對(dui)于個別特殊路(lu)(lu)段(duan)不(bu)能(neng)滿足1.7m要求的，可放(fang)寬至1.4～1.5m，若另一(yi)側(ce)邊溝較低(di)時應(ying)優先采用單側(ce)布設橫向排(pai)水(shui)(shui)管。

（5）對(dui)于(yu)挖(wa)方(fang)段(duan)(duan)邊(bian)溝(gou)(gou)：考慮到(dao)中央分隔帶橫向(xiang)排水(shui)管排水(shui)要求(qiu)，邊(bian)溝(gou)(gou)底標高(gao)不低(di)于(yu)路(lu)肩(jian)標高(gao)1.2m，同時要求(qiu)邊(bian)溝(gou)(gou)縱坡(po)不小于(yu)0.5％。施工期要求(qiu)各施工單位必須首先在挖(wa)方(fang)段(duan)(duan)邊(bian)坡(po)頂開挖(wa)截(jie)水(shui)溝(gou)(gou)以防止路(lu)基(ji)外側水(shui)進入(ru)路(lu)基(ji)，并(bing)且應(ying)做好挖(wa)方(fang)段(duan)(duan)本身(shen)臨(lin)時排水(shui)溝(gou)(gou)的設置工作。

3　中央分隔帶排水(shui)設計

高速公(gong)路(lu)中央分隔帶排水設計(ji)主(zhu)要為排除中央分隔帶內積水，可(ke)分為施工期(qi)間和道(dao)路(lu)營(ying)運期(qi)下(xia)滲水的排除。

施(shi)工期間(jian)排水(shui)量取(qu)決(jue)于(yu)最大(da)瞬時(shi)降(jiang)雨(yu)量及中央分隔帶的(de)(de)匯水(shui)面積。一般情況下，由于(yu)高速(su)公路(lu)(lu)中央分隔帶內設置(zhi)有通(tong)訊、監控用管線(xian)的(de)(de)人(ren)手孔，因此(ci)，中央分隔帶排水(shui)長度(du)應為兩個人(ren)手孔之間(jian)的(de)(de)間(jian)距，一般路(lu)(lu)段的(de)(de)最大(da)間(jian)距為180m。

揚州市歷年最大瞬時降雨量為(wei)28.8mm/10min，根據本次設(she)計中央(yang)分隔(ge)帶寬為(wei)2m，計算出中央(yang)分隔(ge)帶施工期需要的最大排水(shui)能(neng)力為(wei)：

Q=Aγ=2×180×0.0028.8=1.0368m3/S

式中(zhong)：A—中(zhong)央(yang)分隔帶匯水面積；

γ—最大(da)瞬(shun)時降(jiang)雨(yu)量(liang)

橫向排水(shui)管的排水(shui)能力(li)按長管自(zi)由出流的流量計(ji)算公式進行計(ji)算：

式(shi)中：K—流量模數，與管道斷面形狀、尺寸和粗糙(cao)度有(you)關；

H—水頭高度；

L—橫向排(pai)水(shui)管長度

由以(yi)往高速(su)公路(lu)設(she)計(ji)經驗可知，高速(su)公路(lu)橫(heng)向(xiang)排水(shui)(shui)管(guan)長為(wei)15m左右，橫(heng)向(xiang)排水(shui)(shui)管(guan)坡度為(wei)2％，采用以(yi)上公式　　計(ji)算出施工期最(zui)大瞬(shun)時降雨量時所需要的(de)橫(heng)向(xiang)排水(shui)(shui)管(guan)管(guan)徑為(wei)255mm。如果按有(you)關排水(shui)(shui)設(she)計(ji)規范要求50m設(she)置一(yi)道橫(heng)向(xiang)排水(shui)(shui)管(guan)，即排水(shui)(shui)長度縮短為(wei)50m，則需要的(de)橫(heng)向(xiang)排水(shui)(shui)管(guan)管(guan)徑為(wei)75mm。

但在實際(ji)施(shi)(shi)工(gong)過程(cheng)中存在許(xu)多問(wen)題，如中央分隔帶是(shi)在基層施(shi)(shi)工(gong)后進行開挖施(shi)(shi)工(gong)的(de)(de)，開挖的(de)(de)邊溝表面粗(cu)糙，瀝青(qing)不(bu)易粘(zhan)結(jie)牢固(gu)，不(bu)能形成均勻、無破損的(de)(de)防滲(shen)層。土工(gong)布因有接縫，不(bu)能形成整體(ti)而(er)達(da)到完全(quan)不(bu)透水的(de)(de)程(cheng)度。因此，當盲溝積水時側面仍將無法阻止水滲(shen)入路基。

由于(yu)施(shi)工(gong)質(zhi)量不易控制，造成橫向(xiang)排(pai)水(shui)管(guan)標(biao)高(gao)誤差或產生淤(yu)塞，從而(er)使上游(you)橫向(xiang)排(pai)水(shui)管(guan)排(pai)水(shui)不暢，大量的(de)(de)水(shui)流向(xiang)最低處，而(er)最低處的(de)(de)橫向(xiang)排(pai)水(shui)管(guan)由于(yu)設計時(shi)包(bao)裹無紡(fang)土工(gong)布或產生淤(yu)塞，使排(pai)水(shui)能力(li)嚴(yan)重不足，從而(er)導致下游(you)中央分隔(ge)帶(dai)(dai)積水(shui)嚴(yan)重，有(you)的(de)(de)下雨后幾天中央分隔(ge)帶(dai)(dai)仍有(you)積水(shui)，使路基(ji)(ji)長時(shi)間(jian)浸泡，影響(xiang)了路基(ji)(ji)、路面的(de)(de)強度。

由于通訊、監控管線人(ren)(ren)手(shou)孔的設置阻斷了中央(yang)分隔(ge)帶(dai)排水(shui)(shui)，造成中央(yang)分隔(ge)帶(dai)積(ji)(ji)水(shui)(shui)或(huo)積(ji)(ji)水(shui)(shui)滲入人(ren)(ren)手(shou)孔。

為了解決這些(xie)問題，采(cai)用以(yi)下辦法處理：對于(yu)設(she)(she)計(ji)(ji)底坡小于(yu)0.3％的(de)(de)，采(cai)用鋸齒形縱(zong)向(xiang)矩形碎石盲溝，并于(yu)盲溝底部設(she)(she)置(zhi)軟式(shi)透(tou)水(shui)(shui)管(guan)和每(mei)(mei)隔(ge)(ge)30～50m設(she)(she)置(zhi)集(ji)水(shui)(shui)槽匯集(ji)中(zhong)(zhong)央(yang)(yang)(yang)分隔(ge)(ge)帶雨(yu)水(shui)(shui)或(huo)滲(shen)水(shui)(shui)；根(gen)據以(yi)上計(ji)(ji)算，中(zhong)(zhong)央(yang)(yang)(yang)分隔(ge)(ge)帶每(mei)(mei)隔(ge)(ge)30～50m設(she)(she)置(zhi)一(yi)道(dao)橫向(xiang)排水(shui)(shui)管(guan)，將(jiang)盲溝中(zhong)(zhong)的(de)(de)水(shui)(shui)排出路基(ji)(ji)以(yi)外；在中(zhong)(zhong)央(yang)(yang)(yang)分隔(ge)(ge)帶內設(she)(she)置(zhi)2cm厚水(shui)(shui)泥砂漿層、瀝青防滲(shen)層及土工(gong)布防滲(shen)層，防止(zhi)中(zhong)(zhong)央(yang)(yang)(yang)分隔(ge)(ge)帶中(zhong)(zhong)水(shui)(shui)從側面向(xiang)路基(ji)(ji)滲(shen)透(tou)。

4　路面滲水的排水設計

沿(yan)路面(mian)(mian)邊緣(yuan)設(she)置由透水(shui)性填料集水(shui)溝、橫(heng)向(xiang)出(chu)水(shui)管(guan)和過濾織物（土工布）組成的路面(mian)(mian)邊緣(yuan)排水(shui)系(xi)統。

通過設置(zhi)瀝(li)青封(feng)層、土(tu)路(lu)(lu)肩縱橫向碎石盲溝和排(pai)水(shui)管，將(jiang)滲(shen)入路(lu)(lu)面(mian)面(mian)層的水(shui)引出(chu)路(lu)(lu)基之(zhi)外。由于通過瀝(li)青面(mian)層下滲(shen)的水(shui)量有限，考慮到排(pai)水(shui)路(lu)(lu)徑的限制，因此，設計(ji)中采用每10m左右設置(zhi)一道Ф5cm橫向排(pai)水(shui)管以確保(bao)路(lu)(lu)面(mian)下滲(shen)水(shui)的排(pai)除(chu)。

參考文獻

[1]交通部,公路(lu)排水設計規范（JTJ018－17）

[2]公(gong)路設計手冊,路基(ji),交通部第二(er)公(gong)路勘察設計院

  使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”

相關文章