- 道路工程施工實用技術手冊(第二版)
- 李繼業 劉廷忠 高勇
- 10003字
- 2020-04-17 14:45:35
第二節 地面排水的施工
常見的公路地面排水設施主要有邊溝、截水溝、排水溝、跌水與急流槽、蒸發池、倒虹吸與渡槽等,它們分別設于路基的不同部位,各有其不同的功能。各類地面排水設施的溝槽頂面應當高出設計水位0.1~0.2m,其斷面形狀和尺寸應滿足排泄設計流量的要求,不產生沖刷和淤積。
路面排水設計和施工中應根據公路等級、降水量、地形、地貌、地質及水文地質條件等因素,結合路基排水、橋涵結構物排水、地下排水系統的設計,并根據結構特點、現場條件、規范要求、當地氣候等,合理地布置路面排水設施,使排水系統有機地構成一個完整、暢通的排水體系,確保路基、路面穩定和行車安全。
一、地面排水設施的種類
(一)邊溝
邊溝指的是為匯集和排除路面、路肩及邊坡的流水,在路基兩側設置的水溝。挖方路基以及填土高度低于路基設計要求的臨界高度的路堤,在路肩外緣均應設置縱向人工溝渠。邊溝的主要功能是排除路基用地范圍內的地面水,也包括路面、路肩和邊坡的流水。
1.邊溝的斷面形狀及尺寸
常用的邊溝斷面形式,主要有梯形、矩形、三角形或流線型等,按照公路等級、所需排水設計流量、位置設置、土質巖質情況等進行選定,如圖3-1所示;圖3-1(a)、(b)為梯形,圖3-1(c)、(d)為流線型,圖3-1(e)為三角形,圖3-1(f)為矩形。

圖3-1 邊溝橫斷面形式示意(單位:cm)
在一般情況下,土質邊溝宜采用梯形,石質邊溝宜采用矩形;易于積雪或積沙的路段,邊溝宜采用流線型;某些較矮的路堤,如果用地許可,采用機械化施工時邊溝可采用三角形。如果公路兩側為農田時,為了少占用良田及防止農業用水對路基的破壞,可以就地取材,采用石砌矩形邊溝。
梯形土質邊溝的邊坡,靠近路基的一側宜采用(1∶1)~(1∶1.5),另一側與挖方邊坡的坡度一致。石質或經鋪砌加固的矩形邊溝的邊坡,可以直立或稍有傾斜。三角形邊溝的邊坡,宜采用(1∶2)~(1∶3)。流線型邊溝的邊坡,需修整圓滑,以防止產生積雪積砂。
梯形和矩形邊溝的深度和寬度,一般約為0.4~0.6m,在多雨和比較潮濕地段不宜小于0.5m;干旱地區或少水路段,尺寸可小一些,但不宜小于0.3m。
2.邊溝的平縱面位置的控制
邊溝的平面位置由中心樁位置進行控制,其軸線由中心樁向橫斷面方向量出。為確保邊溝邊線順直,直線段樁距一般為20m,曲線段樁距為5m。小半徑曲線尚可直接以直緩點的邊溝斷面軸線為基點用經緯儀或全站儀放線,但需要考慮,其半徑與路中心線半徑所有差異,尤其有加寬路段。對于高速公路和一級公路邊溝,一般直接使用全站儀按極坐標法原理放線。
邊溝的縱坡坡度應結合路線縱坡、地形、土質、出水口位置等情況選定,盡可能與路線縱坡保持一致,以避免出現過大的挖方和填方。邊溝的縱坡不宜過陡,以免水流沖刷造成損害;但也不宜過緩,以免造成水流不暢,形成阻滯和淤積。在一般情況下,邊溝縱坡以1%~2%為宜,在任何情況下均不應小于0.3%~0.5%。
邊溝的長度不宜過長,一般不超過200~300m。應盡量使邊溝中的水流就近排入路旁自然水溝或低洼地帶,必要時可設置涵洞,將邊溝水引入路基的另一側排出。
邊溝斷面、基礎開挖前后均應進行平面、縱斷面測量控制。邊坡、溝底修整、砌筑過程中均需要掛線施工,利用坡度架(或稱斷面架)控制邊溝的平、縱、橫位置。
3.邊溝的出水口處理
邊溝的出水口是水流匯集和改變水流方向的地方,此處沖刷比較嚴重,很容易出現掏空路基、產生坍塌,其位置的選擇應引起高度重視,應結合地形、地質條件及橋涵水道位置等進行設置,并應采取相應的措施,加以妥善處理。
平曲線路段的邊溝,水流方向在此處發生改變,尤其是小半徑平曲線,因設置超高,內側邊溝標高降低,可能形成低洼積水;山谷展線,路基排水條件較差;平坡路塹地段,難以保證邊坡的最小縱坡,而陡坡地段,路線常采用較陡縱坡。所有以上這些排水不利條件,宜結合路線設計綜合考慮,并應在路基排水系統統一布置的基礎上合理安排。
挖填結合的路段,內側挖方邊溝,需利用涵洞將邊溝水引向路基另一側排出,此時邊溝與涵洞底的高差很大,水流方向為接近90°的轉彎,在涵洞的進口處,必須設置跌水式的雨水井,不僅使其起到消能的作用,而且井底標高低于涵洞標高,兼起著沉積邊溝水中的泥沙雜物之用,如圖3-2所示。

圖3-2 邊溝與跌水式雨水井的連接
1—邊溝;2—路線;3—雨水井;4—涵洞
4.邊溝施工質量監控
土質邊溝、漿砌邊溝質量控制標準,如表3-1、表3-2所列。施工現場除按以上所述控制軸線、溝底縱斷面高程及斷面形狀外,對漿砌片(塊)石、漿砌混凝土預制件加固或現澆混凝土的邊溝,還應按80~200m3(指混凝土)或每臺班抽檢1~2組砂漿或混凝土試件,標準養生28d測其抗壓強度。
表3-1 土質邊溝施工驗收標準

表3-2 漿砌排水溝驗收標準

值得特別注意的是:砂漿或混凝土的合格性是指評定結果是否合格,而并不是每天每組的平均值,也不是指某構件的抗壓強度。
(二)截水溝
截水溝一般設置在挖方路基邊坡坡頂以外,或山坡路堤的上方的適當位置,主要用以攔截路基上方流向路基的地面水,減輕邊溝的水流負擔,保護挖方邊坡和填方坡腳不受流水沖刷和損害的人工溝渠,稱為截水溝(也稱為天溝)。截水溝是多雨地區、山嶺和丘陵地區路基排水的重要設施之一,也是確保路基安全的主要措施。
截水溝設在路塹坡頂或路堤坡腳的外側,要結合地形和地質條件沿等高線進行布置,將攔截的水順暢地排向自然溝谷或水道。挖方路基的塹頂截水溝應設置在坡口5m以外,并宜結合地形進行布設,填方路基上側的路堤截水溝距填方坡腳的距離不應小于2m。降水量較少或坡面堅硬和邊坡較低以及沖刷影響不大的地段,可以不設截水溝;反之,若降水量較多且暴雨頻率高,山坡覆蓋層比較松軟,坡面較高,水土流失較嚴重的地段,必要時可設置兩道或多道截水溝,其作用是攔截路基上方流向路基的地表水,保護挖方邊坡和填方坡腳不受水流沖刷。
1.截水溝斷面形狀及尺寸
圖3-3是路塹段挖方邊坡上方設置的截水溝形式之一,圖中的距離d一般為5.0m,當土質不良時可取10.0m或更大些。截水溝的下方一側,可填置挖溝的土方,并要求做成頂部向溝傾斜2%的土臺。

圖3-3 挖方路段上的截水溝示意
1—截水溝;2—土臺;3—邊溝
山坡填方路段可能遭到上方水流的破壞作用,此時必須設置截水溝,以攔截山坡流水保護路堤,如圖3-4所示。截水溝與坡腳之間要有不小于2m的間距,并做成2%的向溝傾斜的橫坡,確保路堤不受水害。

圖3-4 填方路段上的截水溝示意
1—土臺;2—截水溝;3—路堤
截水溝的橫斷面形式一般多采用梯形,溝的邊坡坡度可以根據巖土條件而定,一般可采用(1∶1.0)~(1∶1.5),截水溝的橫斷面如圖3-5所示。截水溝的溝底寬度和深度不小于0.5m,當地質或溝內土質條件較差,有可能產生滲流或變形時,應采取相應的防護措施,如采用漿砌塊石(或片石)、混凝土板襯砌等防護。

圖3-5 截水溝的橫斷面圖例
2.截水溝平、縱位置的確定
為防止邊坡的破壞,截水溝設置的位置和道數是十分重要的,應經過詳細水文、地質、地形等調查后確定截水溝的位置。截水溝的位置,應盡量與絕大多數地面水流方向垂直,以提高溝的攔截能力和縮短溝的長度。截水溝應保證水流通暢,能夠就近引入自然河溝內排出,截水溝的長度以200~300m為宜,當超過500m時,可考慮配以急流槽或涵洞等泄水構造物,將水引入指定地點。截水溝溝底應具有0.5%以上的縱坡,當條件允許時,縱坡坡度可適當加大,溝底與溝壁要求平整密實,不滯流、不滲水,必要時應當予以加固和鋪砌。
3.截水溝出水口的處理
根據工程實踐經驗,截水溝的長度應控制在200~500m范圍為宜,出水口布置一般應避免截水溝內水流排入邊溝,盡量利用地形將溝中水流排入溝所在山坡一側的自然河或排水溝中,或直接引到橋涵的進水口處,當與其他排水設施連接時,應做到平順銜接,必要時設置跌水或急流槽。
4.截水溝施工質量監控
土質截水溝的施工質量監督和控制按表3-1中的標準,漿砌截水溝的施工質量監督和控制應符合表3-2中的要求。截水溝挖出的土可在路塹與截水溝之間修成土臺并及時夯實,臺頂筑成2%傾向截水溝的橫坡。溝壁最低邊緣開挖深度不能滿足斷面設計要求時,可在溝壁較低處一側培筑土埂。
截水溝經過的山坡很可能出現局部洞穴、凹陷等情況。為防止回填土因壓實不符合要求而產生工后沉降,通常用干砌片石回填至截水溝的基礎底面。
黃土地區的土質空隙較大,很容易產生滲流,危及路基邊坡的安全,尤其濕陷性黃土更容易存在危險性。南方地區公路的邊坡上方往往又是農田耕作地,雨水滲入邊坡而影響邊坡穩定性。這些路段的截水溝一般應采取漿砌片(塊)石或漿砌混凝土預制塊加固,并特別重視砌筑接縫的防滲問題。
(三)排水溝
排水溝是確保公路路基安全的主要排水設施之一,主要用于排除來自邊溝、截水溝或其他水源的水流,并將其引到路基范圍以外的指定地點,以確保路基的穩定性。排水溝的平面布置,主要取決于排水要求與當地的地形條件,靈活性很大,通常要求進行專門的設計。當路線受到多段溝渠或水道的影響時,為保證路基不受水害,可以設置排水溝或改移渠道,以調節水流整治水道。
1.排水溝的布置及斷面尺寸
排水溝的布置,必須結合地形、地質、氣候、環境等條件,因勢利導,離公路路基盡可能遠些,平面上力求短捷平順,以直線為宜,必須轉向時,盡可能采用較大半徑(10~20m以上),徐緩地改變方向,距路基的坡腳距離一般不宜小于3~4m;連續排水溝的長度宜短不宜長,一般不超過300m;縱面上控制最大最小縱坡,一般宜控制在1%~3%范圍內,當縱坡大于3%時,需要進行加固處理,當縱坡大于7%時,則應改用跌水或急流槽。
排水溝的橫斷面形式,一般多采用梯形,尺寸大小應經過水力水文計算而定。用于邊溝、截水溝及取土出水口的排水溝,由于排水流量比較小,不需要進行特殊計算,但底寬與深度均應不小于0.5m,土溝的邊坡坡度可取(1∶1)~(1∶1.5)。
2.排水溝的進、出水口處理
排水溝水流注入其他溝渠或水道時,應使原水道不得產生沖刷或淤積。通常應使排水溝與原水道兩者成銳角相交,交角不宜大于45°,可按圖3-6所示進行布置。當路線有條件時,可用半徑R=10b(b為溝頂寬度)的圓曲線朝向下游與其他水道相接。

圖3-6 溝渠連接示意
1—排水溝;2—其他溝渠;3—路中線;4—橋涵
排水溝出口應直接與天然河道連接,力求水流舒暢。進出水口高程必須現場實測,調查常年水位,并注意與橋涵的連接高程相配套。
對于地質不良或坡度較陡的排水溝,必要時應予以加固處理,以防止水流對溝渠產生沖刷與滲漏。
由于地面水流多采用分段匯流,因此排水溝的斷面可以根據實際采用變截面。當溝底寬度不同時,要求徐緩相接,設置一個寬度漸變段,寬度漸變段的長度一般為兩段寬度之差的5~10倍。
3.排水溝施工質量監控
由于排水溝的平面布置比較靈活,施工前應編制排水溝平面位置圖,進行施工現場測量放樣,確定排水溝進出水口的溝底標高,報監理工程師或業主,提出開工申請,同意后才能正式開工。
排水溝所經過的地表往往存在承載力不足和凹凸不平,局部相對高差比較大。排水溝渠在設計中盡量不提出具體的承載力指標,但實際工程中的基坑必須是密實硬土,凹穴部位應用片石回填至基礎底面。梯形邊溝側墻墻背應是密實、穩定的原狀土,而不應當是回填土,否則改用矩形斷面。
開挖基坑的廢土要妥善進行處置,不能污染周邊環境。漿砌排水溝施工允許偏差如表3-2所規定,一般公路采用土質排水溝的施工質量如表3-1所規定。
(四)跌水與急流槽
跌水是指使上游渠道(河、溝、水庫、塘、排水區等)水流自由跌落到下游渠道(河、溝、水庫、塘、排水區等)的落差建筑物,跌水多用于落差集中處,也常與水閘、溢流堰連接作為渠道上的退水及泄水建筑物。急流槽指的是在陡坡或深溝地段設置的坡度較陡、水流不離開槽底的溝槽。
跌水與急流槽均為人工排水溝渠的特殊形式,適用于陡坡地段,溝底縱坡可達100%,是山區公路路基排水常見的結構物。
1.跌水與急流槽的位置
高速公路和一級公路有比較完善的排水設計,位于路堤邊坡的急流槽位置樁號、長度比較固定,但邊溝、截水溝出口連接的急流槽位置變化比較大。對于后者,應實地現場進行放樣,具體考慮與連溝渠的銜接。在定位時跌水與急流槽必須置于穩定、堅固的地基上。跌水往往在急流槽的終端,其出口直接與排水溝相連。
2.急流槽與跌水的結構
(1)急流槽的結構 由于其縱坡較大、水流湍急、沖刷作用嚴重,所以跌水與急流槽必須用漿砌石塊或水泥混凝土澆筑,且應當埋設牢固。一般來講,截水溝和邊溝的急流槽多采用漿砌片石;路堤邊坡的排泄急流槽多選用水泥混凝土預制構件。
為了防止急流槽底部被沖刷掏空,在縱坡較大的地段,急流槽進水口于路肩上增設攔水帶,攔截路上流水順利進入急流槽,進水口與溝渠進泄水口之間做成喇叭口式聯結,變寬段應有至少15cm的下凹,并做鋪筑防護。急流槽或急流管的出水口處應設置消能設施。在高路堤道路縱坡不大的地段,急流槽進水口在路肩上做成簸箕形,引導路面匯集水流入急流槽。
急流槽是用于坡度較陡路段的水流不離開溝底的一種排水構造物,其多用于路堤和路塹或邊坡平臺上從坡頂向下豎向排水流入涵洞或天然水道,以及在特殊情況下用于攔截水流入邊溝的場合。
急流槽的結構組成示意如圖3-7所示,與跌水相同按水力計算特點,將急流槽分成進水口、槽身和出水口3個組成部分,進出口與槽身連接處因斷面尺寸不同,應設置一定長度的過渡段。

圖3-7 急流槽結構組成示意(單位:cm)
急流槽的縱坡比跌水更陡,受水流沖刷更嚴重,要求更加堅固耐用,主要縱坡可達67%以上,為了節省投資和結構穩定,槽身傾斜宜控制在100%以內。
急流槽可以采用由漿砌片石鋪砌的矩形斷面或者由水泥混凝土預制件鋪筑的矩形橫斷面。急流槽的主要尺寸,應通過水力計算而確定,其最小尺寸槽深為0.20m,槽底寬為0.25m。對于設計流量不超過1.0m3/s及槽底縱坡為67%~100%時,可參照有關設計手冊或設計圖集進行選用。
急流槽或急流槽的進水口與溝渠泄水口之間,宜采用喇叭口形式連接,變寬段應有至少15cm的下凹,并做成鋪砌防護。急流槽或急流槽的出水口處應設置消能設施,可采用混凝土或石塊鋪筑。
急流槽應牢固設于地面上,端部及槽身設階梯形的耳墻,間隔約為2~5m,埋入地面以下,以防止槽身出現位移。當急流槽的槽身較長時,應分段進行砌筑,每段長度以5~10m為宜,各段之間應預留伸縮縫,以適應其溫度變形和沉降變形。
(2)跌水的結構 在陡坡地段設置跌水結構物,可以在較短距離內降低水流流速、消減水流能量,避免出水口下游的橋涵結構物、自然水道或農田受到沖刷。
跌水呈臺階式,有單級跌水和多級跌水之分。單級跌水,主要用于溝渠連接中水位落差較大、需要消能或改變水流方向時,如圖3-2所示。多級跌水,如圖3-8和圖3-9所示,逐級臺階的高度P與長度l,應根據地形與需要而定,可以各段的尺寸相等,也可以采用高低、長短和寬窄不同的結構形式。

圖3-8 等截面多級跌水結構

圖3-9 底寬變化的多級跌水結構
按照水力計算的特點,跌水的構造可分為進水口、消力池和出水口3個組成部分,如圖3-10所示。

圖3-10 跌水構造示意
1—擋水墻;2—消力檻
跌水的3個組成部分,需要根據水力計算的結果,確定其主要尺寸。在一般情況下,如果地質條件良好、地下水位較低、設計流量不超過1.0~2.0m3/s時,跌水臺階高度P,最大不宜超過2.0m;常用的簡易多級跌水,跌水臺階高度P可為0.4~0.5m。護墻要求石砌或混凝土澆筑,墻基埋深a約為水深的1.0~1.2倍,并不得小于1.0m,且應埋入冰凍線以下;護墻的厚度,石砌時為0.25~0.30m。
消力池主要起消能的作用,經常受到急流的沖擊,要求必須堅固耐用,槽底具有1%~2%的縱坡,底板厚度約為0.35~0.40m,槽壁要高出計算水深0.20m以上,其壁厚與護墻基本相仿。消力池末端應設置消力檻,其高度c根據計算而定,但應比池內水深低些,約為c=(0.2~0.3)P,一般取c=15~20cm;消力檻的頂厚度約為0.30~0.40m,底部預留5~10cm孔徑的泄水孔,以便斷流時池內不致積水。跌水兩端的土質溝渠,宜適當加固處理,保持水流暢通,不致使跌水產生淤積或沖刷,以充分發揮跌水的排水效能。
(五)蒸發池
為降低公路工程的投資,對于氣候干旱、排水困難地段,在不適宜設置上述排水設施時,可利用沿線的集中取土坑或專門開挖的凹坑修筑蒸發池,以匯集路基上的地表水,并通過蒸發和滲漏使水消散,使路基不受水的侵蝕。
1.蒸發池的位置
當直接使用取土坑作為蒸發池時,蒸發池邊緣距路基邊溝的距離不應小于5~10m,凍土、黃土、鹽漬土地區應距離更大些,甚至超過20m,對于面積較大的蒸發池也不得小于20m。池內的水面應比路基邊緣低至少0.60m,池中的水位應低于排水溝的溝底。蒸發池同邊溝或排水溝之間設排水溝相連,池中水位應低于排水溝溝底。
當直接利用或人工挖掘專用蒸發池時,用排水溝將路基路面所匯集的地表水、地下水集中排泄到蒸發池。
蒸發池的平面形狀可采用矩形或其他形狀,池底應做成兩側邊緣向中間傾斜的橫坡。其設置后不應使附近地面形成鹽漬化或沼澤化。為防止其他水流隨意流入蒸發池內,在池的周圍可圍筑一定高度的土埂。
2.蒸發池的容量
蒸發池的容量應以一個月地表水匯入池中的水量能及時完成滲透和蒸發作為依據,但每個蒸發池的容量不宜超過200~300m3,蓄水深度不應大于1.5~2.0m。
蒸發池周圍可用土埂圍護,防止其他水流入池中。蒸發池設置不應使附近地區沼澤化及影響當地環境衛生。蒸發池應根據具體情況采取適當的防護加固措施。
(六)倒虹吸與渡槽
當渠道與道路或河溝高程接近,處于平面交叉時,需要修一建筑物,使水從路面或河溝下穿過,此建筑物通常叫作倒虹吸。渡槽又稱高架渠、輸水橋,是一種輸送渠道水流跨越河渠、溪谷、洼地和道路的架空水槽,是由橋梁、隧道或溝渠構成的輸水系統。在公路工程中兩者屬于造價較高的路基排水結構物,多數為配合兩側的農田水利灌溉而設。
倒虹吸的設置,往往是路基穿過原有的溝渠,而且溝渠中的水位高于路基,既不宜設置涵洞,又不能進行架空,其布置形式如圖3-11所示。

圖3-11 倒虹吸管布置形式示意
1—路基;2—豎井;3—管道;4—溝渠;5—基底
倒虹吸是利用上下游的水位差,迫使水流降落而復升,經路基下部埋設的管道,引向另一側。此種結構為有壓管道,水流連續在短距離內改變方向,水流條件變得很差,管內易漏水,極易淤塞受阻,也很難修復與清理,需要采用這種結構時必須進行合理設計,必要時可進行模型試驗。
在一般情況下,管道宜選用箱形或圓形,以水泥混凝土或鋼筋混凝土結構為主,有條件時也可使用鑄鐵管,孔徑應根據水力計算而定,一般為0.5~1.5m。主管的埋置深度,要求管上的填土厚度不小于1.0m,但也不宜超過3.0m。管道的兩端設置的豎井,可以豎立或傾斜,應根據地形和用地條件而確定,井底的標高應低于管道,起著沉淀泥沙的作用。為減少管內出現堵塞現象,除要求管道內具有1.5m/s以上的流速外,在進口外宜設置沉砂池和攔泥柵,如圖3-12所示。

圖3-12 倒虹吸進口結構
1—溝渠;2—過渡段;3—沉砂池;4—攔泥柵;5—斜管;6—豎井(5與6選用一種)
渡槽相當于過水橋,是穿過農田地區路塹常用的過水形式之一,圖3-13是渡槽的一種布置形式。渡槽可分為進水口、出水口、槽身和下部支承四個組成部分,其中進水、出水口的結構形式如圖3-14所示。

圖3-13 渡槽布置示意

圖3-14 渡槽進出口結構
1—溝渠;2—過渡段;3—主槽;4—支承;5—防滲加固段
為便于槽身布置和降低工程投資,槽身的斷面小于兩端人工溝槽,以提高主槽的流速和減少槽身工程量。為此主槽與溝槽之間設置過渡段,其中出水段要比進水段的長度長一些,過渡段的平面收縮角約為10°~15°。當主槽槽身較短時,槽身與溝的斷面尺寸相同,此時了不設過渡段。主槽兩端連接的土質溝渠應予以加固處理,加固的長度應不小于溝內水深的4倍。
二、地面排水設施的施工工藝
(一)邊溝施工的規定
(1)挖方地段和填土高度小于邊溝深度的填方地段均應設置,路堤靠山的一側坡腳應設置不滲水的邊溝。
(2)為了防止邊溝漫溢或沖刷,在平原地區和重丘山嶺區,邊溝應分段設置出水口,多雨地區梯形邊溝每段長度不宜超過300m,三角形邊溝不宜超過200m。
(3)在進行平曲線處邊溝施工時,溝底縱坡應與曲線前后溝底縱坡平順銜接,不允許曲線內側有積水或外溢現象發生。曲線外側邊溝應適當加深,其增加值等于超高值。
(4)邊溝的加固。為確保邊溝在排水中不受到沖刷損壞,土質地段當溝底縱坡大于3%時,應采取加固措施;采用干砌片石對邊溝進行鋪砌時,應選用有平整面的片石,各砌縫要用小石子嵌緊;采用漿砌片石進行鋪砌時,砌縫砂漿應飽滿,溝身不漏水;如果溝底采用抹面時,抹面應平整壓光。
(二)截水溝施工的規定
(1)截水溝的位置。在無棄土堆的情況下,截水溝的邊緣離開挖方路基坡頂的距離應根據土質而定,以不影響邊坡穩定為原則。如果為一般土質時,至少應離開5m的距離,對黃土地區不小于10m,并應進行防滲加固處理。截水溝挖出的土,可在路塹與截水溝之間修成土臺并進行夯實,臺頂應筑成2%傾向截水溝的橫坡。
當路基上方有棄土堆時,截水溝應離開棄土堆坡腳1~5m,棄土堆坡腳離開路基挖方坡頂不應小于10m,棄土堆頂部應設2%傾向截水溝的橫坡。
(2)山坡上路堤的截水溝離開路堤的坡腳距離至少應2.0m以上,并用挖截水溝的土填在路堤與截水溝之間,修筑成向溝傾斜坡度為2%的護坡道或土臺,使路堤內側的地面水流入截水溝排出。
(3)截水溝長度超過500m時,應選擇適當地點設出水口,截水引至山坡側的自然溝中或橋涵進水口處。截水溝必須有牢靠的出水口,必要時須設置排水溝、跌水或急流槽。截水溝的出水口必須與其他排水設施平順銜接。
(4)為防止水流產生下滲和沖刷,截水溝應進行嚴密的防滲和加固,地質不良地段和土質松軟、透水性較大或裂隙較多的巖石路段,對溝底縱坡較大的土質截水溝及截水溝的出水口,均應采取加固措施防止滲漏和沖刷溝底及溝壁。
(三)排水溝施工的規定
(1)排水溝的線形要求平順,在有條件的情況下,盡可能采用直線形,轉彎處宜做成弧線,其半徑不宜小于10m,排水溝的長度應根據實際需要而定,通常不宜超過500m。
(2)排水溝在沿著公路線路進行布設時,應離路基盡可能遠一些,距路基坡腳的距離一般不宜小于3~4m。
(3)當排水溝、截水溝、邊溝因其縱坡坡度較大,產生水流速度大于溝底、溝壁土的容許沖刷流速時,應采取溝的底部和側壁表面加固措施。
(四)跌水與急流槽施工的規定
(1)跌水與急流槽承擔高速水流的泄水,必須采用漿砌圬工結構,跌水的臺階高度可根據地形、地質等條件決定,多級臺階的各級高度可以不同,其高度與長度之比應與原地面坡度相適應。
(2)急流槽的縱坡一般不宜超過1∶1.5,同時應與天然地面的坡度相配合。當急流槽的長度較長時,槽底可分為幾個不同坡度的縱坡,一般情況下是上段縱坡較陡些,向下逐漸將其放緩。
(3)當急流槽的長度很長時,應分段進行砌筑,每段一般不宜超過10m,各段的接頭處應用防水材料進行填塞,并確保密實無空隙。
(4)急流槽的砌筑應使自然水流與涵洞進、出口之間形成一個過渡段,基礎應嵌入地面以下,基底要求砌筑抗滑平臺并設置端護墻。
(5)路堤邊坡急流槽的修筑,應能為水流排入排水溝提供一個順暢通道,路緣石開口及流水進入路堤邊坡急流槽的過渡段應連接圓順。
(五)攔水緣石的施工規定
(1)為避免高路堤邊坡被路面水沖毀,可在路肩上設置攔水緣石,將水流攔截至挖方邊溝或在適當地點設急流槽,以便將水引離路基。在與高路堤急流槽連接處應設喇叭口。
(2)攔水緣石的尺寸必須符合設計的要求,必須按照設計安置就位。
(3)設置攔水緣石路段的路肩,應根據實際情況進行適當加固。
(六)蒸發池的施工規定
(1)用取土坑作蒸發池時,與路基坡腳間的距離不應小于5~10m,面積較大的蒸發池至路堤坡腳的距離不得小于20m,坑內水面應低于路基邊緣至少0.60m。
(2)坑底部應做成兩側邊緣向中部傾斜0.5%的橫坡。取土坑的出入口應與所連接的排水溝或排水通道平順相接。當出口為天然溝谷時,應將水妥善導入溝谷內,不得形成漫流,必要時予以加固。
(3)蒸發池的容量應當適宜,一般不宜超過300m3,其蓄水深度不應大于1.5~2.0m。在蒸發池的周圍應修筑土埂,防止其他水流流入池中。
(4)蒸發池設置的位置應得當,最好征求當地有關部門的同意,不應使附近地區產生泥沼化及影響當地的環境衛生。
(七)排水溝渠的加固
路基排水溝渠的加固至關重要。路基排水的目的,是防止路基出現水害,如果人工溝渠受水的沖刷,排水不暢或積水下滲,有可能出現新的水害。
為使溝渠不致產生沖刷,其容許的最大流速如表3-3所列。表中數值適用于水流深度為0.40~1.0m時,如果超出此范圍應乘以以下修正系數:h<0.40m,0.85;h>1.0m,1.25;h≥2.0m,1.40。
表3-3 溝渠(明渠)容許最大流速表 單位:m/s

排水溝渠的加固,應當就地取材,最好采用當地的石材或其他當地材料,這樣既可以節省大量投資,又簡單易行有效。常用的加固類型與鋪砌厚度,根據加固不同而有所區別,施工中可參考表3-4中的數值。
表3-4 溝渠加固的類型

選擇加固類型,與溝渠的土質、水流速度、公路等級、溝底縱坡和使用年限等方面有關,其中溝底縱坡關系到水的流速與沖刷作用,表3-5列出了溝底縱坡與加固類型的關系,圖3-15中是梯形溝渠的加固斷面圖,可供施工中參考。

圖3-15 溝渠加固斷面圖(單位:m)
表3-5 加固類型與溝底縱坡關系
