5.3 地下排水
路基地下水排水設施有暗溝(管)、滲溝、滲井等。其作用是將路基范圍內的地下水位降低或攔截地下水并將其排除至路基范圍以外。
5.3.1 暗溝(管)
(1)暗溝(管)作用。暗溝(管)主要作用是把路基工作區范圍內和以下較淺的集中泉眼或滲溝所攔截、匯集的水流,排到路基范圍之外去(圖5.12)。高速公路、一級公路中央分隔帶有雨水浸入時,通過雨水口將水流引入地下暗溝,然后排到路基范圍之外。

圖5.12 疏導路基泉水的暗溝構造圖(單位:cm)
(2)暗溝(管)施工。
1)溝底必須埋入不透水層內,溝壁最低一排滲水孔應高出溝底至少200mm。
2)暗溝設在路基旁側時,宜沿路線方向布置;設在低洼地帶或天然溝谷處時,宜順山坡的溝谷走向布置。溝底縱坡應大于0.5%,出水口處應加大縱坡,并高出地表排水溝常水位200mm以上。
3)寒冷地區的暗溝應按照設計要求做好防凍保溫處理,出口處也應進行防凍保溫處理,坡度宜大于5%。
4)暗溝采用混凝土或漿砌片石砌筑時,在溝壁與含水層接觸面以上高度,應設置一排或多排向溝中傾斜的滲水孔,溝壁外側應填筑粗粒透水性材料或土工合成材料形成反濾層。沿溝槽底每隔10~15m或在軟硬巖層分界處應設置沉降縫和伸縮縫。
5)暗溝頂面必須設置混凝土蓋板或石料蓋板,板頂上填土厚度應大于500mm。
5.3.2 滲溝
(1)設置。為降低地下水位或攔截地下水,可在地面以下設置滲溝。滲溝有填石滲溝、管式滲溝和洞式滲溝三種形式,三種滲溝均應設置排水層、反濾層和封閉層。
(2)施工要求。
1)填石滲溝。填石滲溝一般用于流量不大、滲溝不長的路段,是目前公路上常用的一種滲溝,施工要求如下:
a.石料應潔凈、堅硬、不易風化。砂宜采用中砂,含泥量應小于2%,嚴禁用粉砂、細砂。
b.滲水材料的頂面(指封閉層以下)不得低于原地下水位。當用于排除層間水時,滲溝底部應埋置在最下面的不透水層。在冰凍地區,滲溝埋置深度不得小于當地最小凍結深度。
c.填石滲溝縱坡不宜小于1%。出水口底面標高應高出滲溝外最高水位200mm。圖5.13是用挖掘機在開挖填石滲溝的溝槽。
d.填石滲溝通常為矩形或梯形,在滲溝的底部和中間用較大碎石或卵石(粒徑3~5cm)填筑,在碎石或卵石的兩側和上部,按一定比例分層(層厚約15cm)。填較細顆粒的粒料(中砂、粗砂、礫石),作成反濾層,頂部做封閉層,用雙層反鋪草皮或其他材料(如土工合成的防滲材料)鋪成,并在其上夯填厚度不小于0.5m的黏土防水層。

圖5.13 填石滲溝開挖溝槽
2)管式滲溝。
a.管式滲溝適用于地下水引水較長、流量較大的地區。當管式滲溝長度大于100m時,應在其末端設置疏通井,并設橫向泄水管,分段排除地下水。
b.管式滲溝的泄水管可用陶瓷、混凝土、石棉、水泥或塑料等材料制成,管壁應設泄水孔,泄水孔應在管壁上交錯布置,間距不宜大于200mm。滲溝頂標高應高于地下水位。管節宜用承插式柔性接頭連接。
3)洞式滲溝。
a.洞式滲溝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,蓋板之間應留有空隙,使地下水流入洞內,洞式滲溝填料頂面宜高于地下水位。
b.洞式滲溝頂部必須設置封閉層,厚度應大于500mm。
4)反濾層。
a.在滲溝的迎水面設置粒料反濾層時,粒料反濾層應用顆粒大小均勻的碎、礫石,分層填筑。
b.土工布反濾層采用縫合法施工時,土工布的搭接寬度應大于100mm。鋪設時應緊貼保護層,但不宜拉得過緊。土工布破損后應及時修補,修補面積應大于破壞面積的4~5倍。
c.坑壁土質為黏性土或粉細砂土,采用無砂混凝土板作反濾層時,在無砂混凝土板的外側,應加設100~150mm厚的中粗砂或滲水土工織物反濾層。
5) 滲溝基底應埋入不透水層,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。如滲溝溝底不能埋入不透水層時,兩側溝壁均應設置反濾層。

圖5.14 滲井布置示意圖
6)滲溝頂部應設置封閉層,封閉層宜采用漿砌片石或干砌片石水泥砂漿勾縫,寒冷地區應設保溫層,并加大出水口附近縱坡。保溫層可采用爐渣、砂礫、碎石或草皮等。
7)滲溝宜從下游向上游開挖,開挖作業面應根據土質選用合理的支撐形式,并應隨挖隨支撐、及時回填,不可暴露太久。
5.3.3 滲井
(1)設置。當路基附近的地面水或淺層地下水無法排除,影響路基穩定時,可設置滲井,將地面水或地下水經滲井通過下透水層中的鉆孔流入下層透水層中排除(圖5.14)。
(2)施工要求。
1)填充料含泥量應小于5%,按單一粒徑分層填筑,不得將粗細材料混雜填塞。下層透水層范圍內宜填碎石或卵石,上層不透水范圍內宜填砂或礫石。井壁與填充料之間應設反濾層。
2)滲井離路堤坡腳不應小于10m,滲井頂部四周用黏土填筑圍護,井頂應加蓋封閉,嚴防滲井淤塞。
3) 滲井開挖應根據土質選用合理的支撐形式,并應隨挖隨支撐、及時回填。