文档介绍：第四章路基排水设计
※本章内容提要:概述,路基地表排水设备的构造与布置,路基地下排水设备的构造与布置,路基排水的综合设计。
※本章学习重点:路基地表、地下排水设施的构造特点、作用及要求。
水是危害路基的主要自然因素。路基的沉陷、冲刷、坍塌、翻浆等病害,都不同程度地与地表水和地下水的侵蚀有关。水的作用加剧了路基和路面结构损坏,缩短了它们的使用寿命。因此,路基排水设计是公路工程的重要组成部分,对保证公路的使用性能和使用寿命具有重要作用。
第一节概述
不同的水源由不同的途径浸入路基并对路基产生危害,因此做好路基排水设计,就必须深入调查水源及其地质条件,以便进一步了解水源存在的形式及其特征,采取必要的工程技术措施加以排除。
影响路基的水流分为地表水和地下水两大类,与此相适应的路基排水工程设施,相应称为地表排水设施和地下排水设施两大类。根据水分来源的不同,水流分为地面水和地下水。地面水主要是由降水(雨和雪)形成的地面径流。地下水又可分为:
上层滞水,即从地面渗入尚未深达下层的土中水。
层间水,即在地面以下任何两个隔水层之间的含水层中的水。当地面低于水源时,它可以通过岩层裂隙冒出地面而成为泉水。
潜水,即在地面以下第一个隔水层以上的含水层中的水,距地面较近,在重力作用下可沿土层流动。
各种地表水及地下水,如暴雨径流、冰雪覆盖、上层滞水、潜水和泉水等,均能软化、冲刷甚至毁坏路基,造成路基的一系列病害。因此,在设计中,必须考虑将影响路基稳定的地面水加以拦截,排除于路基范围以外,并防止漫流、停积或下渗。对于影响路基稳定的地下水,应注意予以截流、疏干、降低并引导至路基范围以外。在施工中,首先应核实全线路基排水系统的设计是否完备和妥善,必要时予以补充和变更。此外,在施工现场还应设置一些必要的临时性排水设施,以保证工程质量和施工顺利。
一、路基排水设计的目的
路基排水设计的目的,是拦截路基上方的地面水和地下水,迅速汇集基身内的地面水,把它们导引入顺畅的排水通道,并通过桥涵等将其渲泄到路基的下方。而排引有困难时,也可将地面水拦蓄在坡顶。降落在路基基身范围内的水,则应将其迅速汇集,并引导和渲泄至路基下方,以免停滞在基身范围内浸湿基身而降低基身强度和稳定性。对于路基下方,则应采取措施妥善处理路基上方渲泄下来的水流或者路基下方水道内的水流,防止它们冲刷路基坡脚,危及路基稳定性。
二、路基排水设计的要求
路基施工中,首先应校核全线范围排水系统的设计是否完备和妥善,必要时应予以补充或修改,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,设置施工现场的临时性排水措施,以保证路基土石方及附属结构物在正常条件下进行施工作业,消除路基和土体内与水有关的隐患,保证公路工程质量,提高施工效率。
路基养护中,对排水设施应定期检查与维修,以保持排水设施正常使用,水流畅通,并根据实际情况不断改善路基排水条件。
三、路基排水设计的一般原则
路基排水设计一般遵循以下几个原则:
、全面规划、因势利导、综合治理、讲究实效、注意经济,并充分利用有利地形和自然水系。一般情况下地面和地下设置的排水沟渠,宜短不宜长,以使水流不过于汇集,做到及时疏散,就近引流。
,应注意与农田水利相配合,必要时可适当增设涵管孔径,以防农业用水影响路基稳定,并做到路基排水有利于农田排灌。路基边沟一般不应用作农田灌溉渠道,两者必需合并使用时,边沟的断面应加大,并予加固,以防水流危害路基
,查明水源与地质条件,重点路段要进行排水系统的全面规划,考虑路基排水与桥涵布置相配合,地下排水与地面排水相配合,各种排水沟渠的平面布置与竖向布置相配合,做到综合治理和分期修建。对于排水困难和地质不良的地段,还应与路基防护加固相配合,并进行特殊设计。
,尽量不破坏天然水系,不轻易合并自然沟渠和改变水流性质,尽量选择有利地质条件布设人工沟渠,减少排水沟渠的防护与加固工程。对于重点路段的主要排水设施,以及土质松软和纵坡较陡地段的排水沟渠,应注意必要的防护和加固。
,注意就地取材,以防为主,既要稳固适用,又必须讲究经济效益。可以考虑先重点后一般,先地下后地面,实行分期修建和逐步完善步骤,但应注意不应遗留后患而导致短期内路基、路面的严重破坏,从而影响交通和造成经济等方向的损失。
第二节路基地表排水设备的构造与布置
常用的路基地表排水设备,包括边沟、截水沟、排水沟、跌水与急流槽、拦水带、蒸发池等设施。高速公路、一级公路的辅道,应有自身的地表排水设施。这些排水设备,分别设在路基的不同部位,各自的主要功能、布置要求成构造形成,均有