公路路基排水系統
正文
路基排水設施 包括地面排水構築物和地下排水構築物兩大類。地面排水構築物 主要指路基的邊溝、天溝、截水溝、排水溝、跌水和急流槽等構築物。邊溝一般設定在路基坡腳的外側,用以匯集和排除路幅和外坡範圍內的地面水。邊溝應有足夠的斷面和縱坡,並設出水口,避免積水滲入路基內。邊溝一般在原地開挖而成,需要時須加襯砌。天溝設定在匯水面積較大的路塹以外的山坡上,距路塹頂有一定距離,用以攔截山坡坡面流向路塹的水,防止沖刷或破壞路塹邊坡,根據需要可設定一道或幾道天溝(圖1)。 設在邊坡平台的水溝稱為截水溝,用於防止山坡地表徑流沖毀路基坡腳(圖2)。排水溝(圖3)是為匯集邊溝、截水溝或地面積水,將水引至橋涵或路基以外的溝渠或窪地。跌水(圖4)和急流槽(圖5)設定於排水溝渠縱坡陡、水流急的地段,其作用是使水流消能減速,而後,將水引至橋涵上游或下游的河溝,以保護路基不受沖刷,跌水是單級或多級台階形式的構築物,水流以瀑布形式通過。急流槽是縱坡很陡的人工水槽,視流速的不同設定消能設備。跌水和急流槽都需要用圬工構築,並需專門設計。 地下排水構築物 主要指路基的明溝、排水槽、排水管、滲溝、滲水隧洞、滲井和水平鑽孔排水等構築物。明溝和排水槽(圖6) 用以攔截、引排或降低埋藏不深的淺層地下水,併兼排地面水。排水管有縱向和橫向兩種(圖7),用以疏乾路槽內排水層中的水,其管壁有帶孔的和不帶孔的兩種。此外,還可用管式滲溝,用以連線雨水口的地下雨水管。滲溝有多種用途:邊坡滲溝(圖8)用以疏乾坡面土和引排邊坡上局部出露的上層滯水或泉水以穩定邊坡:支撐滲溝(圖9)埋得較深,主要用來支撐路基土體,兼起排除地下水和疏乾土中水的作用;截水滲溝(圖10)用來攔截地下水流,不使其流向路基;引水滲溝(圖11)用來引排地下水和降低地下水位,以防止路基的凍害和翻漿。滲水隧洞是在路基受地下水影響嚴重,而且地下水埋藏較深的情況下,修築的攔集或引排深層地下水的構築物。滲井是引導地面水和淺層地下水流入相當深的土層中去的構築物(圖12)。立式滲井群與滲水隧洞設定合理,可排除具有多層含水層的複雜地層中的地下水(圖13)。此外,用水平鑽孔排水(圖14)也是一種引排地層內地下水的有效措施。 排水系統總體設計 排水系統總體設計應考慮的原則是:①查明水源和補給的水量對路基的危害程度,分清主次,採取相應設施;②流向路基的地面水或地下水,須在路基以外適當地點設定截水溝或截水滲溝攔截,直接引離路基,或匯集起來用溝管引離路基,或降低地下水位;③合理地布置橋涵,對明顯的天然溝槽,一般宜“一溝一涵”;對溝槽不明顯的漫流,應在上游設定束流設施,加以調節,儘量匯集成槽,並在路基範圍內布設足夠的過水構築物;④地面排水構築物大體上沿等高線布設,儘量選擇在地質較穩定、地形較平緩地段,儘可能使水流沿最短通道引出,並應不影響路基邊坡的穩定;⑤在局部排水困難或地質不良地段,應做好單獨的排水設計,並重視同整個排水系統的連線與配合;⑥結合農田水利排灌的需要,綜合利用排水系統;⑦注意地面和地下排水系統的配合,以及臨時性和永久性排水設施的結合。最後根據這些設計原則,制訂路基排水系統總體設計方案(圖15)。