谈高速公路排水设施的重要性

谈高速公路排水设施的重要性

【摘要】高速公路作为连接城市的重要通道，其安全性已成为公路建设中的首要问题。我国幅员辽阔，山川及河流区域绵延百里，这些天然的屏障给我们带来了美丽风景的同时，也给我国公路建设出了很大的难题。泥石流和山体滑坡事件屡见不鲜，为了避免并改善这种情况发生，我们要从根本出发，在高速公路的排水及路基防护上下功夫，通过加强基础设施来改善公路的安全问题。本文介绍了路基排水设计的意义，概述了路基排水的含义及分类，说明了排水设计的原则，阐明了排水设计的内容和步骤。

【关键词】公路路基排水综合设计

一、前言

水是影响路基的强度和稳定性的重要因素．排水设计对于保障公路结构物的使用寿命和行车的通畅、安全具有十分重要的作用。根据水源不同．影响路基的水流可分为地面水和地下水两类．相应的路基排水工程分为地面排水及地下排水两大类。地面水包括大气降水以及海、河、湖、水渠、水库水等；地下水包括上层滞水、潜水、层间水等。路基排水设计时．必须将影响路基稳定性的地面水排除和拦截在路基用地范围以外，并防止地面水漫流、滞积或下渗。对影响路基稳定性的地下水，则应予以隔断、疏干、降低，并引到路基用地范围以外适当的地点。

二、路基排水设计的意义

1、路基排水设计对多雨地区高等级公路设计及安全使用有着重要意义。

2、路基排水设汁应遵循综合设计的原则，各种排水设施应按照水文水力计算结果合理设计，排水设施应施工简单，效果显著。

3、盲沟对降低地下水位和拦截流向或渗入路基范围内的地下水具有显著效果。这种防排地下水的方法值得在多雨地区推广。

4、为了防止水对坡面的冲刷或雨水的下渗造成坡体失稳。应对坡面排水设施如截水沟、急流槽等进行加固。加固的方法通常是采用浆砌片石铺筑。

5、精心的施工是各种排水设施充分发挥各自的排水作用的前提和保障

6、对不同道路、不同地理地质情况应采用不同的方法．做出合理、可靠的路基路面排水设计，使道路的排水成为一个完整的综合排水系统，使不同水源的水都可以迅速、顺畅地排向路界以外。

三、路基排水的含义及分类

路基排水就是指为保护路基具有足够的强度和稳定性，将路基范围内的土体湿度降低到一定的范围内所采取的汇集、排除地表水和地下水的措施。对路基有危害的水分为地面水和地下水两类：

1、地面水包括雨水、雪水以及大小河沟溪水等，这是路基排水的主要方面，也是对路基造成危害的主要来源。

2、地下水包括气带水、潜水以及层间水等，它们对路基的危害程度因埋藏情况而异，

轻者能使路基湿软，腐蚀路基强度和路基的承载力。重者会引起冻胀、翻浆或造成边坡滑塌，甚至整个路基沿倾斜基底滑动。

四、排水设计的原则

1、功能性原则

设计公路路基排水设施的目的，是为迅速排除落在公路路基界内的地表水，将公路路基上侧方的地表水和地下水排到公路路基的下侧方，以防止公路路基机遭受地表水和地下水的浸湿、冲刷等损害作用。而这些排水设施在实现其功能时，不应造成壅水或阻水，不应产生冲刷流速，也不应影响公路上车辆的安全运行。

2、满足设计标准和目标的原则

排水设计的标准应同所设计公路的重要性以及水对毗邻财产可能产生的危害性相适应。排水设计的目标是提供功能完善、维修便利和造价合理的最佳路基排水设施方案。

3、协调性原则

排水设计应同当地的自然水系、已有的或规划的水利设施(灌溉排水、河川治理或水土保持等)、公共下水道、地下管线等协调配合。

4、环境保护的原则

各项排水设施应重视排水处理，防止排泄水冲毁农田及其水利设施，防止冲刷地表引起水土流失，或者污染水源。

5、维修便利的原则

各项排水设施的设计断面尺寸，除应满足排泄设计流量的要求外，还应符合在使用过程中便于检查、维护和修理的要求。

四、排水设计的内容和步骤

公路路基排水设计应依据公路等级和排水类型确定设计所需的内容和步骤。重要排水设计设施的设计内容和步骤主要包括：调查和采集数据，排水设施布设，水文分析，水力计算，结构设计，冲刷防护考虑等。

1、调查和采集数据

查阅有关文献，实地调查公路路基沿线地区的自然生态环境及社会经济状况，必要时进行适当的测量、钻探和试验分析。自然生态环境资料包括：公路路基沿线汇水区的特性、地形、地貌、河川水系； 公路路基沿线汇水区的地质特性、土壤类型和性质；公路路基沿线汇水区的地表覆盖情况，植物生态分布；公路路基沿线汇水区的地下水类型和补给来源，地下水水位、流向和流速，涌水或泉水出露位置和流量； 当地的气象资料(降雨强度、时间分布和延时、温度等)；公路路基沿线汇水区水系的水位和流量，河道冲於情况等。

社会经济状况资料包括：公路路基沿线汇水区内的土地利用情况；公路路基沿线汇水区和附近地区的水土保持措施及水利设施；公路路基沿线汇水区和附近地区的有关防洪排水、河道整治、土地开发或城市发展规划等。

2、排水设施布设

选取各种排水设施，如沟渠、管道、急流槽、跌水、拦水带、进(出)水口、集水井、渗沟、透水管等，以拦截、汇集、拦蓄、输送或排放地表水或地下水，并进行平面和纵断面布置，形成合适的排水系统。

3、水文分析

依据汇水区内的气象、水文和地形地貌资料，或参考临近既有排水构造物的有关资料，分析水文特点，估算各项排水设施需排泄的设计径流量。

4、水力计算

依据各项排水设施的设计径流量，进行水力计算，以确定各项排水设施所需的设计断面，并检验其流速是否在最大和最小允许范围内。

5、结构设计

根据水利条件和计算结果、地质和土壤情况、维护要求等，进行各项排水设施的材料选用和结构设计

6、冲刷防护进行出水口处的流水冲刷检查，考虑相应的冲刷防护措施。

五、路基地下排水设施及施工要点

当路基范围内出露地下水或地下水位较高，影响路基强度和边坡稳定时，应设置暗沟(管)、渗沟、检查井等地下排水设施。采用地下排水设施的类型、位置及尺寸应由地质和水文地质条件决定。

1、地下排水设施类型

对路基有危害的地下水，应根据地下水类型，含水层埋藏深度，底层的渗透系数等条件，选用明沟、排水槽、渗水暗沟、渗水隧道、渗井、渗管等。

2、各种类型地下排水设施的施工

（一）一般当地下水埋藏浅或无固定含水层时，可采用明沟、排水槽、渗水暗沟等，地下水埋藏较深或为固定含水层时，可采用渗水隧道、渗井、渗管等。

（二）渗水暗沟的纵坡一般不宜大于0．5％，不宜小于0．2％，而且要有防淤措施。渗水暗沟，渗水隧道的断面尺寸，应根据埋藏深度，施工和维修条件确定。一般宽度不宜小于I．2m，渗水暗沟的排水孔应在冰冻线以下0．5m，截水的渗水暗沟的基底应埋入隔水层不少于0．5m，边坡渗沟，支撑渗沟的基底应设置在含水层以下坚实的土层上。

（三）渗沟和渗水隧道的截水部分可采取砂砾石，土工纤维做反滤层。砂砾石反滤层的层数，厚度和颗粒级配的要求，根据坑壁土质和反滤层材料计算确定。砂砾石应筛选清洗，其中颗粒小于0．15mm的含量不大干5％。无砂混凝土块板反滤层的厚度可采用10-20cm，当坑壁土质为粘性土或粉细砂时，在无砂混凝土块板外侧，应加设10-20cm厚的中粗砂或土工纤维反滤层。

（四）渗水暗沟每隔30m，渗水隧道每隔120m和平面转折及纵坡变坡点处，应设置检查井。

结论

公路建设加快，路基排水设计不当而造成的工程病害日益增多，直接造成国家财产的损失。因此，高速公路路基排水设计的重要性愈益突出，对保证高速公路的使用性能和使用寿命十分重要。施工单位应该引起高度重视，对于设计施工中每一个细节做到精益求精，这样才能使公路建设更加顺利、完善！

【参考文献】

[1]邓学钧，路基路面工程[M]．北京：人民交通出版社，2010．

[2]姚祖康，公路排水设计手册[M]．北京：人民交通出版社，2012．

[3]中华人民和国行业标准，公路路基设计规范(JTG D30—2004)，北京，人民交通出版社．2004．

[4]中华人民共和国行业标准，公路排水设计规范(JTJ 018-97)，北京：人民交通出版社，2010