淺談地下排水設(shè)備

申洋

(哈爾濱市公路工程質(zhì)量監(jiān)督站)

路基及邊坡土體中的上層滯水，或埋藏很淺的潛水稱為地下水，當(dāng)?shù)叵滤绊懧坊访鎻?qiáng)度或邊坡穩(wěn)定時，應(yīng)設(shè)置暗溝(管)、滲溝和檢查井等地下排水設(shè)施。

常用的路基地下排水設(shè)備有:盲溝、滲溝、滲水隧洞和滲井等，其特點(diǎn)是排水量不大，主要是以滲流方式匯集水流，并就近排出路基范圍以外。對于流量較大的地下水，應(yīng)設(shè)置專用地下管道予以排除。

由于地下排水設(shè)備埋置地面以下，不易維修，在路基建成后又難以查明失效情況，因此要求地下排水設(shè)備牢固有效。

1 暗溝

相對于地面排水的明溝而言，暗溝又稱盲溝，具有隱蔽工程的含義。從盲溝的構(gòu)造特點(diǎn)出發(fā)，由于溝內(nèi)分層填以大小不同的顆粒材料，利用滲水材料透水性將地下水匯集于溝內(nèi)，并沿溝排泄至指定地點(diǎn)，此種構(gòu)造相對于管道流水而言，習(xí)慣上稱之為盲溝，在水力特性上屬于紊流。

一側(cè)邊溝下面所設(shè)的盲溝，用以攔截流向路基的層間水，防止路基邊坡滑坍和毛細(xì)水上升危及路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。

路基兩側(cè)邊溝下面均設(shè)盲溝，用以降低地下水位，防止毛細(xì)水上升至路基工作區(qū)范圍內(nèi)，形成水分積聚而造成凍脹和翻漿，或土基過濕而降低強(qiáng)度等。

設(shè)在路基挖方與填方交界處的橫向盲溝，用以攔截和排除路重下面層間水或小股泉水，保持路堤填土不受水害。

以上所述的盲溝，溝槽內(nèi)全部填滿顆粒材料，可以理解為簡易盲溝，其構(gòu)造比較簡單，橫斷面成矩形，亦可做成上寬下窄的梯形，溝壁傾斜度約1∶0.2，底寬b與深度h大致為1∶3，深約1.0～1.5m，底寬約0.3～0.5m。盲溝的底部中間填以粒徑較大(3～5cm)的碎石，其空隙較大，水可在空隙中流動。粗粒碎石兩側(cè)和上部，按一定比例分層(層厚約10cm)填以較細(xì)粒徑的粒料，逐層粒徑比例大致按6倍遞減。盲溝頂部和底面，一般設(shè)有厚30cm以上的不透水層，或頂部設(shè)有雙層反鋪草皮。

簡易盲溝的排水能力較小，不宜過長，溝底具有1%～2%的縱坡，出水口底面高程應(yīng)高出溝外最高水位20cm，以防水流倒?jié)B。

寒冷地區(qū)的暗溝，應(yīng)做防凍保溫處理或?qū)禍显O(shè)在凍結(jié)深度以下。

2 滲溝

采用滲透方式將地下水匯集于溝內(nèi)，并通過溝底通道將水排至指定地點(diǎn)，此種地下排水設(shè)備統(tǒng)稱為滲溝，它的作用是降低地下水位或攔截地下水，其水力特性是紊流，但在構(gòu)造上與上述簡易盲溝有所不同。

滲溝有三種結(jié)構(gòu)形式。

盲溝式滲溝與上述簡易盲溝相似，但構(gòu)造更為完善，當(dāng)?shù)叵滤髁枯^大，要求埋置更深時，可在溝底設(shè)洞或管，前者稱為滲洞，后者稱為滲水隧洞。

滲溝的位置與作用，視地下排水的需要而定，簡易盲溝相仿，但溝的尺寸更大，埋置更深，而且要進(jìn)行水力計(jì)算確定尺寸。公路路基中，淺埋的滲溝約在2～3m以內(nèi)，深埋時可達(dá)6m以上。

滲溝底部設(shè)洞或管，底部結(jié)構(gòu)相當(dāng)于頂部可以滲水的涵洞。洞式滲溝結(jié)構(gòu)圖例之一，其洞寬b約20cm，高約20～30cm;蓋板用條石或混凝土預(yù)制板;板長約為2b，板厚P≥15cm，并預(yù)留滲水孔，以便滲入溝內(nèi)的水匯集于洞內(nèi)排出。洞身要求埋入不透水層內(nèi)，如果地基軟弱還應(yīng)鋪設(shè)砂石基礎(chǔ);洞身埋在透水層中時，必要時在兩側(cè)和底部加設(shè)隔水層，以達(dá)到排水的目的。洞底設(shè)置不小于0.5%的縱坡，使集水通暢排出。

當(dāng)排除地下水的流量更大，或排水距離較長，可考慮采用管式滲溝。滲溝底部埋設(shè)的管道，一般為陶土或混凝土的預(yù)制管，管壁上半部留有滲水孔，滲水孔交錯排列，設(shè)于邊溝下的管或滲溝。管的內(nèi)徑D由水力計(jì)算而定，一般約0.4～0.6m，管底設(shè)基座。對于冰凍地區(qū)，為防止凍結(jié)阻塞，除管道埋在冰凍線以下外，必要時采取保溫措施，管徑亦宜較大一些。

3 滲井

滲井屬于立式地下排水設(shè)備，當(dāng)?shù)叵麓嬖诙鄬雍畬樱渲杏绊懧坊纳喜亢畬虞^薄，排水量不大，且平式滲溝難以布置;采用立式(豎向)排水，設(shè)置滲井，穿過不透水層，將路基范圍內(nèi)的上層地下水，引入更深的含水層中去，以降低上層的地下水位或全部予以排除。

滲井的平面布置，以及孔徑與滲水量，按水力計(jì)算而定，一般為直徑1.0～1.5m的圓柱形。亦可是邊長為1.0～1.5m的方形。井深視地層構(gòu)造情況而定，井內(nèi)由中心向四周按層次，分別填入由粗而細(xì)的砂石材料，粗料滲水，細(xì)料反濾。填充料要求篩分沖洗，施工時需用鐵皮套筒分隔填入不同粒徑的材料，要求層次分明，不得粗細(xì)材料混雜，以保證滲井達(dá)到預(yù)期排水效果。

鑒于滲井施工不易，單位滲水面積的造價高于滲溝，一般盡量少用。有時，因土基含水率較大，嚴(yán)重影響路基、路面的強(qiáng)度，其他地下排水設(shè)備不易布置，其他技術(shù)措施如隔離層的造價較高，此時滲井可作為方式之一，設(shè)計(jì)時應(yīng)進(jìn)行分析比較，有條件地選用。