第三節　地下排水的施工

公路路基常用的地下排水設施，按其作用和使用條件不同，主要分為明溝、盲溝、滲溝和滲井等。對于水量不大的地下水以滲透為主匯集水流，可以就近予以排除。如遇有大量水流，則應當另設專用地下溝管予以排除。

埋置于地下的排水設施，不僅施工中比較復雜，而且在經常性的養護維修中也比較困難，所以要求地下排水設施應當牢固有效。排除地下水的總原則是：將危及路基整體穩定和局部穩定或嚴重降低路基強度的地下水，采取攔截、旁引、匯集、排除含水層的地下水，降低地下水位，以及采取隔離措施進行處理。

一、地下排水設施的種類

（一）明溝

明溝主要攔截和引排路塹邊坡上側邊溝外側的上層滯水或淺層地下水，或路床上零星分布的泉水，含水層深度小于2m的上層滯水。明溝易于修建、清理、養護和維修，因此能用明溝時則不用滲溝排水。

明溝通常設置在路基邊緣，盡量與地表排水邊溝相結合，此時明溝具有排泄地表水和地下水的雙重功能。這種明溝的斷面尺寸應適當增大，但深度不宜大于2m，以免溝坡產生失穩，影響行車安全。當明溝深度大于1.2m時，則采用槽形的橫斷面，底寬一般為0.80m。

明溝溝壁與水層接觸面需設置滲水孔及反濾層。滲水孔的數量和孔徑根據地下水流量和含水層性質而定，一般孔徑為10cm，孔距為100～200cm，溝壁最下一層滲水的底部要高出溝底0.20m以上。反濾層多采用砂礫、碎石等材料，可直接在溝壁或墻背回填，厚度一般為10～15cm，也可采用土工布配合碎石作反濾層。沿溝槽每隔10～15m或當溝槽通過軟硬巖層分界處時，應設置伸縮縫或沉降縫。

（二）盲溝

設在路基邊溝下面的暗溝稱為盲溝，如圖3-16和圖3-17所示，其目的是攔截或降低地下水。盲溝通過邊溝內分層填筑不同粒徑的顆粒材料，利用其透水性將地下水匯集于溝內，并沿溝排泄到指定的地點，其水力特性屬于紊流。

圖3-16為一側邊溝下面所設置的盲溝，用以攔截流向路基的層間水，防止路基邊坡滑塌和毛細水上升而危害路基。

圖3-17為路基兩側邊溝下面所設置的盲溝，用以降低地下水位，防止毛細水上升至路基工作區范圍內，形成水分積聚而造成凍脹和翻漿，或者土基過濕而降低強度等。

圖3-18是設在路基挖方與填方交界處的橫向盲溝，用以攔截和排除路塹下面層間水或小股泉水，保持路堤填土不受水害。

簡易盲溝的構造，斷面一般呈矩形，當邊坡陡于1∶0.2時，也可以呈上寬下窄的梯形，底寬b與深度h之比大致為1∶3，b=0.3～0.5m，h=1.0～1.5m。溝內下部的填石，粒徑一般可為3～5cm，水可在填石縫隙中流動；為防止細料堵塞縫隙，粗粒徑石塊的上部和兩側，分層填入顆粒較細粒料，每層厚度約為10cm，逐層的粒徑大致按照6倍進行遞減。盲溝的頂面與底面，一般設有0.30m厚的隔水層，其結構如圖3-19所示。

盲溝作為一種地下排水設施，其排水量比較小，長度也比較短，一般以50m為限，溝底應具有1%～2%的縱坡，盲溝出水口應高出口外最高水位20cm，以防止水流產生倒滲。

（三）滲溝

滲溝是盲溝中的一種特殊形式，按其結構形式可分為盲溝式滲溝、洞式滲溝和管式滲溝3種，如圖3-20所示。

盲溝式滲溝與上述的簡易盲溝相仿，但其構造更加完善。當地下水流量較大，要求埋置更深時，可在溝底設置洞或管，前者稱為洞式滲溝，后者稱為管式滲溝。

滲溝的位置與作用，與簡易盲溝基本相同，但尺寸可更大，埋置可更深。滲溝的具體尺寸應通過水力計算而確定，埋置深度可達5～6m以上。

滲溝設置洞或管，實質上相當于溝底埋置可以滲水的涵洞。圖3-21是洞式滲洞結構圖，其中在涵洞蓋板上預留滲水孔，洞底寬度b約為20cm，洞高約為20～30cm，蓋板長度約為2b，板的厚度一般應不大于15cm。洞身一般設在不透水層內，以利洞內的水排出路基，如果地基潮濕軟弱，應設置砂石基礎。為便于排水暢通，洞身應具有大于0.5%的縱坡。

圖3-22為管式滲溝的預制管，管徑D由水力計算而確定，一般為0.40～0.60m，管壁上交錯預留滲水孔，以便匯集溝內的滲水。泄水管應鋪設在人工基座上，縱坡應采用1%～3%，并注意保溫防凍。

（四）滲井

滲井是一種立式地下排水設施。在多層含水的地基上，如果影響路基的地下含水層較薄，且平式滲溝排水不易布置時，可以考慮設置立式滲水井，向地下穿過不透水層，將上層含水引入下層滲水層，以利于地下水擴散排除。必要時還可以配合滲溝而設置滲井，平豎結合以便排除地下水。圖3-23為路基內的滲井示意。

滲井的孔徑與平面布置，應通過水力計算而確定，通常采用圓柱形或正方形，其直徑或邊長約為1.0～1.5m，井深應根據地層構造而定，以深入下面滲水層能夠向下滲水為限。井內應填透水性良好的砂石材料，粒徑要求為井中間的最粗，逐層向外粒徑減小。填入的砂石材料，應進行篩分沖洗，規格一致，不含雜物，施工時應用鐵皮套筒進行分隔，分層填入相同粒徑的材料，避免大小粒徑混填，以保證設計所要求的孔隙，減少透水層的堵塞現象，達到排水的預期效果。

二、地下排水設施的施工工藝

（一）排水溝和盲溝施工的規定

（1）當地下水位較高、潛水層埋藏不深時，可以采用排水溝或盲溝來截流地下水及降低地下水位，溝底宜埋入不透水層內。溝壁最下一排滲水孔（或裂縫）的底部宜高出溝底不小于0.2m。排水溝或盲溝設在路基旁側時，宜沿著公路路線方向進行布置，設在低洼地帶或天然溝谷處時，宜順著山坡的溝谷走向布置。

設置的地下排水溝也可兼排地表水；但在嚴寒地區和寒冷地區不宜用于排除地下水。

（2）排水溝或盲溝采用混凝土澆筑或漿砌片（塊）石砌筑時，應在溝壁與含水地層接觸面的高度處，設置一排或多孔向溝中傾斜的滲水孔。溝壁外側應填筑透水性良好的粗粒材料或土工合成材料制成的反濾層。沿溝槽每隔10～15m或當溝槽通過軟硬巖層分界處時，應設置伸縮縫或沉降縫。

（二）滲溝施工的規定

（1）滲溝有填石滲溝、管式滲溝和洞式滲溝3種形式，無論何種形式的滲溝均應設置排水層（或管、洞）、反濾層和封閉層。

（2）填石滲溝（盲溝式）施工要求如下。

①填石滲溝通常采用矩形或梯形，在滲溝的底部和中間用較大粒徑（3～5mm）的碎石或卵石填筑，在碎石或卵石的上部和兩側，按一定比例分層（層厚約為15cm）填筑顆粒較細的（中砂或粗砂），做成反濾層，逐層的粒徑比例，大致按照4∶1遞減。砂石料顆粒小于0.15mm的含量不應大于5%。用土工合成材料包裹有孔的硬塑料管時，管的四周應填以大于塑管孔徑的等粒徑碎石或礫石，組成滲溝。頂部作封閉層，用雙層反鋪草皮或其他材料（如土工合成的防滲材料）鋪成，并在其上面夯填厚度不小于0.50m的黏土防水層。

②填石滲溝的埋置深度，應滿足滲水材料的頂部（封閉層以下）不得低于原有地下水位的要求。當排除層間水時，滲溝底部應埋置于最下面的不透水層上。在冰凍地區，滲溝埋深不得小于當地最小凍結深度。

③填石滲溝只宜用于滲流不長的地段，其縱坡坡度不宜太小，一般宜采用5%。出水口底面的標高，應高出溝外最高水位0.20m。

（3）管式滲溝主要適用于地下水引水較長、流量較大的地區。當管式滲溝長度為100～300m時，其末端宜設置橫向泄水管，以便分段排除地下水。

管式滲溝的泄水管可用陶瓷管、混凝土管、石棉管或塑料管等，在管壁上應設置一定數量的泄水孔，交錯布置，間距不宜不大于20cm。滲溝的高度應使填料的頂面高于原地下水位。溝底墊枕材料一般采用干砌片石；如果溝底深入到不透水層時，宜采用漿砌片石、混凝土或土工合成的防水材料。

（4）洞式滲溝主要適用于地下水流量較大的地段，洞壁宜采用漿砌片石砌筑，洞頂應用蓋板覆蓋，蓋板之間應留有一定的空隙，能使地下水流入洞內，洞式滲溝的高度要求與管式滲溝相同。

（5）滲溝的平面布置。除路基邊溝下（或邊溝旁）的滲溝應按照公路路線方向布置外，用于截斷地下水的滲溝的軸線，均宜布置成與滲流方向垂直。用作引水的滲溝應布置成條形或樹枝形。

（6）滲溝溝內用作排水和滲水的填充材料，常用的有碎石、卵石和粗砂等，在填筑前應經過篩選和清洗，以確保其粒徑和質量符合要求。

（7）滲溝的出水口宜設置端墻，端墻下部留出與滲溝排水通道大小一致的排水溝，端墻排水孔底面距排水溝底的高度不宜小于0.20m，在嚴寒和寒冷地區不宜小于0.50m。端墻出口的排水溝應進行加固處理，以防止產生沖刷。

（8）滲溝頂部應設置封閉層，封閉層通常采用漿砌片石、干砌片石水泥砂漿勾縫，用黏土夯實，其厚度一般為50cm，下面鋪雙層反鋪草皮或土工布。在嚴寒和寒冷地區溝頂填土高小于冰凍深度時，應設置保溫層，并加大出水口附近的縱坡。保溫層可采用爐渣、砂礫、碎石或草皮鋪筑。

（9）滲溝排水層（或排水管、排水洞）與溝壁之間應設置反濾層。反濾層應選用顆粒大小均勻的砂、石材料分層埋填，相鄰兩層的顆粒粒徑比例不宜小于1∶4。

（10）滲溝基底應埋入不透水層，滲溝溝壁的一側應設反濾層匯集水流，另一側用黏土夯實或漿砌片石攔截水流。如果含水層很厚，溝底不能埋入至不透水層時，兩側溝壁均應設置反濾層。

（11）滲溝的開挖宜自下游向上游進行，并應隨挖隨即支撐和迅速回填，開挖后不宜暴露太久，以免造成滲溝坍塌。采用支撐的滲溝應間隔開挖。

（12）當滲溝開挖深度超過6m時，必須選用框架式支撐，在開挖時自上而下隨挖隨加支撐，施工回填時應自下而上逐步拆除支撐。

（13）為便于檢查維修滲溝，每隔30～50m或在平面轉折和坡度由陡變緩處設置檢查井。檢查井一般采用圓形，內徑不小于1.0m，在井壁處的滲溝溝底應高出井底0.30～0.40m，井底鋪一層厚度為0.10～0.20m的混凝土。檢查井的井基如遇到不良土質，應采取換填和夯實等措施。對于兼起滲井作用的檢查井的井壁，應在含水層范圍設置滲水孔和反濾層。深度大于20m的檢查井，除應設置檢查梯外，還應設置安全設備。井口頂部應高出附近地面約0.30～0.50m，并應設井蓋。

（三）滲井施工的規定

（1）當路基附近的地面水或淺層地下水無法排除，影響路基的穩定時，可以設置滲井，將地面水或地下水經滲井通過不透水層中的鉆孔流入下層透水層中排除。

（2）滲井的直徑一般為50～60cm，井內填充材料按層次在下層透水范圍內填碎石或卵石，上層不透水層范圍內填粗砂或礫石，填充料應采用篩選沖洗過的不同粒徑的材料，應層次分明，不得粗細材料混雜填塞，井壁和填充料之間應設反濾層。

（3）滲井離路堤坡腳的距離不應小于10m，滲水井頂部四周（進口部分除外）用黏土筑堤圍護，井頂應加混凝土蓋，嚴防滲井產生淤塞。

（四）滲池與暗管施工的規定

（1）滲池與暗管通常是由滲池匯集山坡地下水，再由暗管配合排出。這種形式適用于一般寒冷地區和嚴寒地區，并要求滲池與暗管埋設于當地冰凍線以下的土層中。

（2）滲池多來用矩形，其中間填片石或塊石，四周填粗砂、礫石作反濾層，池底及水源不接觸的壁面采用草皮、黏土做成隔水層，滲池頂部應高于含水層頂面20cm，暗管底面應低于含水層底面。

（3）暗管可用陶瓷管、瓦管、混凝土管或塑料管制成，暗管縱坡坡度不得小于0.5%，管底應用碎（礫）石及粗砂墊平，暗管四周的填土應夯實，以防止出現過大沉降。

（五）土工織物用于地下排水時的規定

（1）排水隔離層的設置。在承壓地下水或地下水比較豐富的地方修筑路基時，可用土工織物在原地面與路基交界處設置排水隔離層，也可以在路基的內部設置排水隔離層，把地下水引入邊溝，把從路面浸透的水隔離。

用于排水的隔離層應符合以下技術要求。

①用于隔離層的合成纖維土工織物，其最小抗拉強度不應小于50Pa。

②合成纖維織物鋪在地面上，應用木樁或石塊固定就位，其搭接長度縱向和橫向宜為100cm。

③在合成纖維織物上的鋪筑材料，要求選用質量合格的礦渣、碎石或礫石，其最大粒徑為30cm，通過20cm篩孔的材料不得大于10%，通過0.074mm篩孔的材料其塑性指數不得超過6%。鋪筑材料應采用重型機械進行壓實，其最小厚度為50cm。

④排水隔離層頂面要高出地下水位30cm以上，隔離層無論采用何種施工方法，均不得使下層土產生大的擾動。

（2）為了改善滲溝的排水功能并提高其耐久性，管式滲溝可用土工織物包裹帶滲水孔的參管。洞式滲溝可用土工織物鋪在蓋板上，以阻止細砂土流入滲溝而造成淤積。

（3）滲溝或滲溝的排水層、反濾層填充料，可用土工織物包裹起來與溝外砂土隔離，使其增加使用年限和增強排水效果。

（六）承壓水排除的規定

對于一般地區和寒冷地區承壓水的排除（包括凍結溝和保溫溝等設施），應按下列規定進行布置和施工。

（1）對于一般地區，埋深較淺的承壓水可采用在承壓水出口處拋填片石或用混凝土預制塊扣壓等消能措施，使其變為無壓水流后再采用排水溝或滲溝將水排除，也可采用排水隔離層把承壓水引入排水溝。

（2）埋藏于兩個隔水層之間的含水層中的重力水，在一般地區可以根據不同的含水情況和壓力情況，采用滲溝、排水滲井及滲池和暗管等措施排除。

（3）在寒冷地區埋藏于凍土層以下的承壓水，可以采用以上的措施將水排除，但如果因地形或其他條件所限制，排水設施未能埋設于當地冰凍深度以下時，上層的填土應采取可靠的保溫措施。為確保排水暢通，不至于因冰凍而出現堵塞，與排水設施出水口相連接的溝槽應做成保溫溝。

（4）保溫溝是在溝槽的頂部設置的保溫覆蓋層，其布設范圍應在排水設施的出口向外延伸2～5m，必要時應加大出水口排水溝的縱坡，使出口的水流速度比較快，而不至于產生凍結。

（5）在山坡較平緩、含水層和覆蓋層均較淺，而且涌水量、動水壓力都不大的情況下，可在覆蓋層中挖掘凍結溝，使含水層袒露于負氣溫下產生凍結，使水源封凍于路基以外。

（七）特殊氣候積聚水排除的規定

（1）對于埋深較淺的積聚水，可采用滲溝、排水滲井及砂樁等方法進行排除。對于深層積聚水，如果對路基造成危害，可采用深埋（深度大于6m）滲溝法排除。

（2）砂樁由鉆孔填砂而成，其鉆孔直徑一般為15～20cm，砂樁的深度必須穿過不透水層而達透水層中，在寒冷冰凍地區砂樁底部應在冰凍線以下30cm，砂樁平面應按梅花形布置，其間距為0.5～2.0m。