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公路边坡排水意义重大,它关系到坡体的稳定和路基的安全,能够减少行车事故,减少路基灾害,降低公路养护费用.公路低边坡由于其高度较低,且汇水区面积一般不是很大,对坡面造成的影响没有高边坡大,按照规范和根据经验选用通用的排水设计参数即可满足排水要求,不需要通过特别的计算.而公路高边坡尤其是挖方高边坡,通常通过的地方山体开挖深度大,具有水文与地质条件复杂的特点,丰富的地下水对公路边坡、路基路面的稳定均会造成很大威胁.一般按照规范选取的排水设置通用模式,往往不能适应高边坡,因而深长挖方路段公路排水问题成为修筑公路必须引起重视的关键技术之一.笔者通过对陕北黄土地区的挖方高边坡调查分析,总结了挖方高边坡特殊的地质水文及工程条件,提出了相应的综合排水设置方案.
一个完整的坡面排水系统,需要自然沟谷及沟渠与涵洞等排水设施,各自分工,充分发挥其作用。在高边坡排水综合设计中,地表水的排除可利用坡顶截水沟排出坡顶上方的径流,利用平台截水沟排出坡面来流,利用急流槽和排水沟将截水沟与坡角边沟、跌水等排水设施结合起来,将流向路基的路面水和边坡表面水分段截留,引入自然沟谷、荒地、取土坑或者低洼处,排出路基以外。同时,为了减少坡面水土流失,增加坡体稳定性,使开挖的坡面与自然环境更好地融合,建议采取边坡综合防护配合边坡排水沟渠,使其形成一个完整的坡面生态防排水系统。
一个完整的坡面排水系统,不仅需要边坡排水设施的合理设置,更需要良好的相互衔接。边沟、截水沟、涵洞的相互衔接排水是山区公路高边坡排水中常见的一种方式,可在挖方路段边坡坡口外设置截水沟,坡角设置边沟,将边沟和截水沟的水通过涵洞引排至天然沟道。在坡积、洪积物堆积严重的路段,若地下水丰富,则需设置渗沟、盲沟排除地下水,以确保路基稳定。边坡排水系统的下游是边沟、排水沟、自然斜坡或小桥涵。挖方边坡排水一般通过急流槽排入边沟,与边沟的衔接方式有直接交汇、跌水井、跌坎三种方式,其中坡顶截水沟将水汇入边沟或涵洞,汇入涵洞时入口一般以跌水井形式较多。在填方路基与挖方边坡交界处排水沟渠的相互衔接,可将边坡平台截水沟与坡角盖板边沟通过急流槽与坡角排水沟衔接,将水排出路界外。
一个完整的公路排水系统,不仅是依靠边坡排水系统就可以完成其功能的,要使公路避免和减轻水灾害的影响,还应该设置完善的公路防排水系统。而边坡排水系统仅仅是其中的一部分,设计人员应该根据当地降水强度和地形地貌等实际情况进行综合设计,确保排水系统具有较强的汇水、导水和排水功能。对于降水量大和地下水位高的地区的高速公路,除设置完善的表面排水系统外,应加强路基路面的内部排水系统、中央分隔带排水系统、桥涵排水系统和边坡防排水系统的合理设计及衔接,形成完整的防排水系统,保证路基及边坡的稳定。