- 公路施工技術
- 于洪江 李明樾主編
- 2384字
- 2021-10-22 22:02:26
5.2 地面排水
路基地面排水可采用邊溝、截水溝、排水溝、跌水、急流槽、渡槽、攔水帶、蒸發池等設施。其作用是將可能停滯在路基范圍內的地面水迅速排除,防止路基范圍內的地面水流入路基內。
5.2.1 邊溝
(1)設置。挖方地段和填土高度小于邊溝深度的填方地段均應設置邊溝。路堤靠山一側的坡腳應設置不滲水的邊溝。邊溝的類型如圖5.1所示。
為了防止邊溝漫溢或沖刷,在平原區和重丘山嶺區,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。
(2)施工要求。邊溝應從下游向上游開挖,邊溝溝底縱坡應銜接平順。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。
邊溝的加固: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;采用漿砌片石鋪砌時,砌縫砂漿應飽滿,溝身不漏水;若溝底采用抹面時,抹面應平整壓光。

圖5.1 邊溝
(a)不帶蓋板的矩形邊溝;(b)帶蓋板的矩形邊溝;(c)梯形邊溝;(d)碟形邊溝;(e)三角形邊溝
5.2.2 截水溝
(1)設置。截水溝的邊緣離路塹坡頂的距離視土質而定,以不影響邊坡穩定為原則。如系一般土質至少應離開5m,對黃土地區不應小于10m并應進行防滲加固。截水溝挖出的土,可在路塹與截水溝之間修成土臺并夯實,臺頂應筑成2%傾向截水溝的橫坡,如圖5.2所示。
山坡上的路堤截水溝離開路堤坡腳至少2.0m,并用挖截水溝的土填在路堤與截水溝之間,修筑向溝傾斜坡度為2%的護坡道或土臺,使路堤內側地面水流入截水溝排出,如圖5.3所示。

圖5.2 挖方段截水溝示意圖
1—截水溝;2—土臺;3—邊溝

圖5.3 填方路段截水溝示意圖
1—護坡道;2—截水溝
(2)施工要求。截水溝應先施工,與其他排水設施應銜接平順。截水溝長度超過500m時應選擇適當的地點設出水口,將水引至山坡側的自然溝中或橋涵進水口[圖5.4(a)],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。
截水溝應按設計要求進行防滲及加固處理。地質不良地段、土質松軟路段、透水性大或巖石裂隙較多地段,截水溝溝底、溝壁、出水口都應進行加固處理,防止水流滲漏和沖刷。截水溝在使用過程中應經常檢查和清理,防止堵塞[圖5.4(b)]。

圖5.4 截水溝
(a)挖方段截水溝;(b)截水溝清理
5.2.3 排水溝
(1)排水溝線形要平順,轉彎處宜為弧線形,其半徑不宜小于10m(圖5.5),排水溝長度根據實際需要而定,通常不宜超過500m。
(2) 排水溝沿路線布設時,距路基坡腳不宜小于3~4m。排水溝的出水口,應設置跌水和急流槽將水流引出路基或引入排水系統。

圖5.5 排水溝
5.2.4 跌水
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,無消力池的跌水,其臺階高度應小于600mm。單級跌水如圖5.6(a)、(b)所示,多級跌水如圖5.6(c)、(d)所示。

圖5.6 跌水
(a)邊溝與涵洞單級跌水連接圖;(b)涵洞進口跌水井;(c)施工中的多級跌水;(d)使用中的多級跌水
5.2.5 急流槽
(1)急流槽的縱坡不宜超過1∶1.5,同時應與天然地面坡度相配合。當急流槽較長時,槽底可用幾個縱坡,一般是上段較陡,向下逐漸放緩。分節長度宜為5~10m,接頭處應用防水材料填縫。混凝土預制塊急流槽,分節長度宜為 2.5~5.0m,接頭采用榫接。片石砌縫應不大于40mm,砂漿飽滿,槽底表面粗糙。
(2)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。
(3)路堤邊坡急流槽的修筑,應能為水流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[圖5.7(a)],急流槽在使用過程中應注意檢查和清理,保證水流暢通[圖5.7(b)、(c)]。

圖5.7 急流槽
(a)路堤邊坡急流槽;(b)清理路堤邊坡急流槽;(c)清理涵洞進口處急流槽
5.2.6 渡槽
當農田水利灌溉溝渠水流需要上跨路基或橫穿通過時,當溝渠底高程與路基設計高程相差較大,能夠同時滿足行車凈高和結構物高度的要求時,可以采用渡槽排(過)水。可設簡易橋梁,架設水槽或管道,從路基上部跨越,以溝通路基兩側的水流。渡槽主要用砌石、混凝土及鋼筋混凝土等材料建成。渡槽除了應滿足溝渠排水通過流量的要求,還應滿足自身結構強度和穩定性的要求。
渡槽由進出水口、槽身和下部支承結構三部分組成。為降低工程造價,槽身過水橫斷面一般比兩端的溝渠橫斷面要小,槽中水流速度相應有所提高,因此進出口段應注意防止沖刷和滲漏,進出水口處設置過渡段,過渡段的平面收縮角約為10°~15°。如果槽身與溝渠的橫斷面相同,溝槽可直接銜接而不設過渡段。與槽身連接的土質溝渠,應予以防護加固,其加固長度至少是溝渠水深的4倍。圖5.8是四川瀘縣華豐渡槽,至今都發揮著灌溉作用。圖5.9是2011年5月,施工中的四川成都至仁壽高速公路仁壽境首座拱式渡槽兼人行天橋。

圖5.8 四川瀘縣華豐渡槽

圖5.9 四川成都至仁壽高速公路仁壽境首座拱式渡槽兼人行天橋
5.2.7 攔水帶
為避免高路堤邊坡被路面水沖毀,可在路肩上設置攔水帶,將水流攔截至挖方邊溝或在適當地點設急流槽排離路基。與高路堤急流槽連接處應設喇叭口。設置攔水帶路段的路肩宜適當加固,以免水流集中后造成沖刷。圖5.10是正在施工中的攔水帶。
5.2.8 蒸發池
(1)蒸發池與路基之間的距離應滿足路基穩定要求,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0.6m。

圖5.10 攔水帶施工
(a)人工施工;(b)機械化施工
(2)不得因設置蒸發池而使附近地基泥沼化或對周圍生態環境產生不利影響。
(3)蒸發池池底宜做成兩側邊緣向中部傾斜0.5%的橫坡,入口處應與排水溝平順連接。
(4)蒸發池四周應進行圍護。圖5.11是正在施工的蒸發池。

圖5.11 蒸發池施工