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1. 前言
众多公路工程实践证明,路基路面的使用功能和使用寿命,占其强度和稳定性密切相关,而加强高低和稳定性如何又与谁极其密切,因此路基路面排水工程在路基路面工程施工中起着非常重要的作用,是公路工程中不可缺少的组成部分。
公路工程路基排水的主要任务,就是将路基范围内的土基适度降低到一定的限度内,保持路基常年处于干燥或中低湿状态,不使路基受到水的侵害,以确保路基路面具有足够的强度和稳定性。
在路基施工中,首先应审视全线路基排水系统是否完备妥善,必要时应予以补充和修改,应重视排水工程的质量和使用效果,此外,应根据实际情况与需要,设置施工现场临时性排水系统,以确保路基土石方工程及附属结构物顺利施工,消除路基底和土结构与水有关的质量隐患,保证路基工程的施工质量。
常用的路基排水设施有:边沟、截水沟,激流槽、渡槽和都虹吸等,这些排水设施分别设在路基的不同部位,它们有各自的排水功能和构造形式。
2. 工程实例
由于孟地沟道路属于青藏高原高寒区温带大陆性气候,冬半年(11月至5月)为干季、干燥,少雨、气温低;夏半年(6月—10月)为雨季,温暖湿润多雨,雅砻江流域主要是有暴雨形成,每年夏季季风强登时期,有西南季风将印度洋和孟加拉湾的水汽源源不断地输进流域,同时,西太平洋副高北移,经空气在副高前受阻,在这种大环境下,本流域常发生大范围暴雨。
所以在路基施工中,各施工表面不应有积水,填方路堤应根据土质情况和施工时气候状况,做成2%-4%的排水横坡,挖方施工中路基各层顶面的纵横坡,应根据路堑横断面形状、路线纵坡的大小、路堑施工断面长度和施工方法等因素确定,确保在施工过程中能及时将雨水排走。
孟地沟道路排水系统右路拱、路基边沟、截水沟和桥涵等构成,结合沿线水泵进行系统设计,以将路面水和坡面水引入桥涵进出水口,排入自然水系,达到使路基排水畅通,确保工程安全的目的,根据该道路的使用性质全部路段边沟均采用土边沟。
边沟尺寸采用梯形深×(底)宽=0.4×0.4米,靠路基侧坡度为1:1,边坡侧和边坡坡度相同,边沟纵横一边与路线纵坡相同,个别地质段应根据具体情况单独设计。
孟地沟路面施工主要排水问题:
(1)路基边坡施工质量问题
(2)盲沟在施工中的质量问题
(3)渗沟在施工中的质量问题
(4)路面排水设施的施工质量问题
2.1路基边坡施工质量问题
(1)质量问题
边坡是公路工程中不可缺少的组成部分,其承担这排除流向路基地面水,保护路基路面的作用,在边沟的施工中,由于种种原因,容易出现设置不当,排水不畅,渗水较多等质量问题。
(2)原因分析
1.由于对边沟的设置不正确,如边沟的位置不正确,边沟的长度过长,纵向坡度不适宜,断面尺寸过小等,很容易使边沟产生排水不畅通,大水时沟中水流外溢,对路基安全有一定威胁。
2. 浆砌边沟的施工质量较差,造成边沟断面不整齐,边壁表面不平整,抹面出现开裂,勾缝产生脱落,不仅严重影响边沟的使用功能,而且会出现大量渗水。
(3)预防措施
1. 正确认识边沟设置的特点
(1)边沟设在挖方路基的路肩外侧或低路堤坡脚外侧,走向与路中线平行,以汇集和排除路基范围内和流向路基的地下水。
(2)由于采取其他各种措施,边沟的排水量并不太大,因此一般不需要进行水力,水文计算,依沿线的具体条件,选择标准横断面形式即可边沟设置应按路基,通常不允许其他排水沟的水流 ,也不能与其他人工沟渠合并使用,而应当单独设置,独立使用。
(3)边沟长度不宜过长,尽量使沟水流就近排到路旁自然水沟或低洼地带,必须时刻增设涵洞,将边沟的水引入路基另一侧排出。
(4)边坡的纵坡一般与路线的纵坡一致,但在平缓的路段,边沟的应保持0.3%—0.5%的最小纵坡破长,边沟出水附近,以及排水困难的路段,边沟应进行专门设计。
2.采用适宜的边沟形式,进行认真设计和布置
公路路基边沟的横断面形成主要有梯形、矩形、三角形及流线形等,在设计时应根据工程实际情况,采用适宜的边沟形式,进行认真布置,使边沟形式得当、布置科学、效果良好。
3. 严格按照有关施工规范进行施工,确保边沟工程施工质量
(1)挖方地段和填方高度小于边沟深度的填方地段,应当设置边沟,路堤靠山一侧的坡脚,应设置不渗水的边沟。
(2)为防止边沟发生满溢或冲刷,在平原地区高山地区,边沟应分段设置一定断面的出水口,多雨地区的梯形断面边沟每段长度不宜超过300米,三角形断面边沟长度不宜超过200米。
(3)在平曲线处的边沟进行施工时,平直线沟底的纵坡应与曲线前后的沟底纵坡平顺对接,不允许曲线内侧有积水或外溢现象发生,曲线外侧边沟应根据曲线弧度适当加深,其增加值应等于增高。
2.2 盲沟在施工中的质量问题
(1)质量问题
盲沟也称暗沟,其相对地面排水沟而言,也是一种地下隐蔽工程,具有拦截与降低地下水,防止毛溪水上升避免路基冻胀和降低强度等作用,但是在盲沟施工中,如果不严格按照设计要求进行施工,很可能造成盲沟起不了作用的功能,冻胀破坏等问题。
(2)原因分析
1. 对于盲沟的结构组成了解不够,在施工中不能按照设计、图纸施工,结果造成盲沟的功能达不到要求,失去其应具有的作用。
2. 在盲沟施工中所用材料不合格,施工工艺不正确,施工要求不合格,操作人员不认真,必然造成盲沟施工质量较差。
(3)预防措施
1.了解不同位置的盲沟的作用,注意盲沟在设置中的事项,这是确保盲沟充分发挥作用的关键。
2. 应符合行业标准《公路工程质量检验评定标准》中的基本要求。
2.3 渗沟在施工中质量问题
(1)质量问题
采用渗透的方式将地下水汇集于沟内,并通过沟底通道将水排至指定地点,这种排水设施统称渗沟,主要用于降低地下水位,拦截地下水,其构造与盲沟有所不同,在渗沟的施工中,最容易出现渗沟不能起到设计作用的质量问题。
(2)原因分析
1.没有详细勘察水文地质情况,对各种形成的渗沟功能不熟悉,采用的渗沟结构形成不能满足要求,造成渗沟起不到应有的作用。
2.在渗沟施工中,没有按照设计和规范要求去操作,施工质量不能满足设计要求,造成渗沟功能失效。
(3)预防措施
1. 熟悉渗沟的不同形式,根据不同作用选用适宜的渗沟,公路工程实践证明,比较适合的渗沟有盲沟式、洞式和管式三种。
2. 在渗沟施工中,除严格按照设计规定和施工规范进行施工外,还应注意以下事项:
(1)对渗沟的施工要求。
(2)管式渗沟通用于地下水引水距离较长,流量较大的地区,当管式渗沟长度在100—300M时,其末端宜设置横向泄水管,以便分段排除地下水。
(3)洞式渗沟适用于地下水流量较大的地段,洞壁宜采用浆砌片石砌筑,洞顶应用盖板进行覆盖,盖板应留一定保障,使地下水流入洞内。
(4)渗沟排水层与沟壁之间应设置反滤层,反滤层应选用颗粒大小均与的砂,石材料分层填埋,相邻两层颗粒粒径比例不宜小于1:4。
(5)渗沟的开挖自下游向上游进行,并应随挖即支撑和迅速回填,不可暴露太久,防止沟壁出现倒塌。
2.4 路面排水设施的施工质量
(1)质量问题
路面排水设施分为路面表面排水,中央分隔带排水,路面内部排水,边缘排水系统基层排水系统。
在路面排水设施的施工中,很容易出现便面排水设计不当水不易排出,中央分隔带排水不理想,路面,内部排水系统堵塞、路面边缘所用料不合格,排水基层排水系统和施工不符合设计要求等质量问题。
(2)分析原因
1.没有根据公路所处的地理位置,地形地质、地下水位、道路等级、勘察结果等情况,对路面排水系设施进行全面系统设计使排水设施不配套、不齐全、不准确、结果造成一系列质量问题。
2.在施工过程中,对于所用的建筑材料把关不严,使用的料不符合设计要求,结果造成施工质量较差。
3.在施工过程中,对于施工方法,施工工艺选用不当,对施工质量不严格控制,必然造成施工质量不符合设计要求,排水效果也自然较差。
(3)预防措施
1.首先应当了解路面排水设施各种排水的作用,这是搞好设计与施工,确保其功能的基础,决不能是路面排水设施的各种排水混在一起,路面表面排水的任务是迅速将降落和路肩表面的降水排走,以免造成路面积水而影响交通和安全。
中央分隔带排水的任务是将降落在中央分隔带表面的水排出,也同样避免造成路面积水而影响交通和安全。
路面内部排水的目的是将渗入路面结构的水分迅速排除,防止路面因水侵蚀面降低强度而影响使用功能。
边缘排水系统是将渗入路面结构内的自由水,先由路面结构层间空隙或某一透水横向流入纵向集水沟或排水管,在由横向出水管排引路基。
路基基层排水系统是直接在面层下设置透水性排水基层,在其边缘设置纵向集水沟和排水管以及横向出水管等,组成排水层排水系统。
2. 路面便面排水系统设施由路拱、横坡、路肩坡度和拦水带组成。
3.路面内部排水系统在施工中,应注意:
(1)路面内部排水系统的使用条件
(2)施工过程中应注意事项
4. 边缘排水系统是有沿路面边缘设置的透水性填料集水沟,纵向排水沟、横向出水管和过滤组成。
5. 路基基层排水系统是直接在面层下设置透水性排水基层,在其边缘设置纵向集水沟和排水管以及横向出水管等,从而组成路基基层排水系统,采用透水性材料做基层,使渗入路面结构内的水分先通过竖先渗流进入排水层,然后横向渗流进入纵向集水沟和排水管以及横向出水管引出路基。
公路施工做的好不好,在很大一方面就要看排水设施的施工。
作者简介:黄国宽(1973-),男,工程师,现就职于成都水利水电建设有限责任公司。
辛宗成(1977.10-),男,工程师、注册一级建造师,现就职于成都水利水电建设有限责任公司。
众多公路工程实践证明,路基路面的使用功能和使用寿命,占其强度和稳定性密切相关,而加强高低和稳定性如何又与谁极其密切,因此路基路面排水工程在路基路面工程施工中起着非常重要的作用,是公路工程中不可缺少的组成部分。
公路工程路基排水的主要任务,就是将路基范围内的土基适度降低到一定的限度内,保持路基常年处于干燥或中低湿状态,不使路基受到水的侵害,以确保路基路面具有足够的强度和稳定性。
在路基施工中,首先应审视全线路基排水系统是否完备妥善,必要时应予以补充和修改,应重视排水工程的质量和使用效果,此外,应根据实际情况与需要,设置施工现场临时性排水系统,以确保路基土石方工程及附属结构物顺利施工,消除路基底和土结构与水有关的质量隐患,保证路基工程的施工质量。
常用的路基排水设施有:边沟、截水沟,激流槽、渡槽和都虹吸等,这些排水设施分别设在路基的不同部位,它们有各自的排水功能和构造形式。
2. 工程实例
由于孟地沟道路属于青藏高原高寒区温带大陆性气候,冬半年(11月至5月)为干季、干燥,少雨、气温低;夏半年(6月—10月)为雨季,温暖湿润多雨,雅砻江流域主要是有暴雨形成,每年夏季季风强登时期,有西南季风将印度洋和孟加拉湾的水汽源源不断地输进流域,同时,西太平洋副高北移,经空气在副高前受阻,在这种大环境下,本流域常发生大范围暴雨。
所以在路基施工中,各施工表面不应有积水,填方路堤应根据土质情况和施工时气候状况,做成2%-4%的排水横坡,挖方施工中路基各层顶面的纵横坡,应根据路堑横断面形状、路线纵坡的大小、路堑施工断面长度和施工方法等因素确定,确保在施工过程中能及时将雨水排走。
孟地沟道路排水系统右路拱、路基边沟、截水沟和桥涵等构成,结合沿线水泵进行系统设计,以将路面水和坡面水引入桥涵进出水口,排入自然水系,达到使路基排水畅通,确保工程安全的目的,根据该道路的使用性质全部路段边沟均采用土边沟。
边沟尺寸采用梯形深×(底)宽=0.4×0.4米,靠路基侧坡度为1:1,边坡侧和边坡坡度相同,边沟纵横一边与路线纵坡相同,个别地质段应根据具体情况单独设计。
孟地沟路面施工主要排水问题:
(1)路基边坡施工质量问题
(2)盲沟在施工中的质量问题
(3)渗沟在施工中的质量问题
(4)路面排水设施的施工质量问题
2.1路基边坡施工质量问题
(1)质量问题
边坡是公路工程中不可缺少的组成部分,其承担这排除流向路基地面水,保护路基路面的作用,在边沟的施工中,由于种种原因,容易出现设置不当,排水不畅,渗水较多等质量问题。
(2)原因分析
1.由于对边沟的设置不正确,如边沟的位置不正确,边沟的长度过长,纵向坡度不适宜,断面尺寸过小等,很容易使边沟产生排水不畅通,大水时沟中水流外溢,对路基安全有一定威胁。
2. 浆砌边沟的施工质量较差,造成边沟断面不整齐,边壁表面不平整,抹面出现开裂,勾缝产生脱落,不仅严重影响边沟的使用功能,而且会出现大量渗水。
(3)预防措施
1. 正确认识边沟设置的特点
(1)边沟设在挖方路基的路肩外侧或低路堤坡脚外侧,走向与路中线平行,以汇集和排除路基范围内和流向路基的地下水。
(2)由于采取其他各种措施,边沟的排水量并不太大,因此一般不需要进行水力,水文计算,依沿线的具体条件,选择标准横断面形式即可边沟设置应按路基,通常不允许其他排水沟的水流 ,也不能与其他人工沟渠合并使用,而应当单独设置,独立使用。
(3)边沟长度不宜过长,尽量使沟水流就近排到路旁自然水沟或低洼地带,必须时刻增设涵洞,将边沟的水引入路基另一侧排出。
(4)边坡的纵坡一般与路线的纵坡一致,但在平缓的路段,边沟的应保持0.3%—0.5%的最小纵坡破长,边沟出水附近,以及排水困难的路段,边沟应进行专门设计。
2.采用适宜的边沟形式,进行认真设计和布置
公路路基边沟的横断面形成主要有梯形、矩形、三角形及流线形等,在设计时应根据工程实际情况,采用适宜的边沟形式,进行认真布置,使边沟形式得当、布置科学、效果良好。
3. 严格按照有关施工规范进行施工,确保边沟工程施工质量
(1)挖方地段和填方高度小于边沟深度的填方地段,应当设置边沟,路堤靠山一侧的坡脚,应设置不渗水的边沟。
(2)为防止边沟发生满溢或冲刷,在平原地区高山地区,边沟应分段设置一定断面的出水口,多雨地区的梯形断面边沟每段长度不宜超过300米,三角形断面边沟长度不宜超过200米。
(3)在平曲线处的边沟进行施工时,平直线沟底的纵坡应与曲线前后的沟底纵坡平顺对接,不允许曲线内侧有积水或外溢现象发生,曲线外侧边沟应根据曲线弧度适当加深,其增加值应等于增高。
2.2 盲沟在施工中的质量问题
(1)质量问题
盲沟也称暗沟,其相对地面排水沟而言,也是一种地下隐蔽工程,具有拦截与降低地下水,防止毛溪水上升避免路基冻胀和降低强度等作用,但是在盲沟施工中,如果不严格按照设计要求进行施工,很可能造成盲沟起不了作用的功能,冻胀破坏等问题。
(2)原因分析
1. 对于盲沟的结构组成了解不够,在施工中不能按照设计、图纸施工,结果造成盲沟的功能达不到要求,失去其应具有的作用。
2. 在盲沟施工中所用材料不合格,施工工艺不正确,施工要求不合格,操作人员不认真,必然造成盲沟施工质量较差。
(3)预防措施
1.了解不同位置的盲沟的作用,注意盲沟在设置中的事项,这是确保盲沟充分发挥作用的关键。
2. 应符合行业标准《公路工程质量检验评定标准》中的基本要求。
2.3 渗沟在施工中质量问题
(1)质量问题
采用渗透的方式将地下水汇集于沟内,并通过沟底通道将水排至指定地点,这种排水设施统称渗沟,主要用于降低地下水位,拦截地下水,其构造与盲沟有所不同,在渗沟的施工中,最容易出现渗沟不能起到设计作用的质量问题。
(2)原因分析
1.没有详细勘察水文地质情况,对各种形成的渗沟功能不熟悉,采用的渗沟结构形成不能满足要求,造成渗沟起不到应有的作用。
2.在渗沟施工中,没有按照设计和规范要求去操作,施工质量不能满足设计要求,造成渗沟功能失效。
(3)预防措施
1. 熟悉渗沟的不同形式,根据不同作用选用适宜的渗沟,公路工程实践证明,比较适合的渗沟有盲沟式、洞式和管式三种。
2. 在渗沟施工中,除严格按照设计规定和施工规范进行施工外,还应注意以下事项:
(1)对渗沟的施工要求。
(2)管式渗沟通用于地下水引水距离较长,流量较大的地区,当管式渗沟长度在100—300M时,其末端宜设置横向泄水管,以便分段排除地下水。
(3)洞式渗沟适用于地下水流量较大的地段,洞壁宜采用浆砌片石砌筑,洞顶应用盖板进行覆盖,盖板应留一定保障,使地下水流入洞内。
(4)渗沟排水层与沟壁之间应设置反滤层,反滤层应选用颗粒大小均与的砂,石材料分层填埋,相邻两层颗粒粒径比例不宜小于1:4。
(5)渗沟的开挖自下游向上游进行,并应随挖即支撑和迅速回填,不可暴露太久,防止沟壁出现倒塌。
2.4 路面排水设施的施工质量
(1)质量问题
路面排水设施分为路面表面排水,中央分隔带排水,路面内部排水,边缘排水系统基层排水系统。
在路面排水设施的施工中,很容易出现便面排水设计不当水不易排出,中央分隔带排水不理想,路面,内部排水系统堵塞、路面边缘所用料不合格,排水基层排水系统和施工不符合设计要求等质量问题。
(2)分析原因
1.没有根据公路所处的地理位置,地形地质、地下水位、道路等级、勘察结果等情况,对路面排水系设施进行全面系统设计使排水设施不配套、不齐全、不准确、结果造成一系列质量问题。
2.在施工过程中,对于所用的建筑材料把关不严,使用的料不符合设计要求,结果造成施工质量较差。
3.在施工过程中,对于施工方法,施工工艺选用不当,对施工质量不严格控制,必然造成施工质量不符合设计要求,排水效果也自然较差。
(3)预防措施
1.首先应当了解路面排水设施各种排水的作用,这是搞好设计与施工,确保其功能的基础,决不能是路面排水设施的各种排水混在一起,路面表面排水的任务是迅速将降落和路肩表面的降水排走,以免造成路面积水而影响交通和安全。
中央分隔带排水的任务是将降落在中央分隔带表面的水排出,也同样避免造成路面积水而影响交通和安全。
路面内部排水的目的是将渗入路面结构的水分迅速排除,防止路面因水侵蚀面降低强度而影响使用功能。
边缘排水系统是将渗入路面结构内的自由水,先由路面结构层间空隙或某一透水横向流入纵向集水沟或排水管,在由横向出水管排引路基。
路基基层排水系统是直接在面层下设置透水性排水基层,在其边缘设置纵向集水沟和排水管以及横向出水管等,组成排水层排水系统。
2. 路面便面排水系统设施由路拱、横坡、路肩坡度和拦水带组成。
3.路面内部排水系统在施工中,应注意:
(1)路面内部排水系统的使用条件
(2)施工过程中应注意事项
4. 边缘排水系统是有沿路面边缘设置的透水性填料集水沟,纵向排水沟、横向出水管和过滤组成。
5. 路基基层排水系统是直接在面层下设置透水性排水基层,在其边缘设置纵向集水沟和排水管以及横向出水管等,从而组成路基基层排水系统,采用透水性材料做基层,使渗入路面结构内的水分先通过竖先渗流进入排水层,然后横向渗流进入纵向集水沟和排水管以及横向出水管引出路基。
公路施工做的好不好,在很大一方面就要看排水设施的施工。
作者简介:黄国宽(1973-),男,工程师,现就职于成都水利水电建设有限责任公司。
辛宗成(1977.10-),男,工程师、注册一级建造师,现就职于成都水利水电建设有限责任公司。