王明銅
甘肅省白銀公路總段,甘肅白銀 730900
公路排水是公路建設(shè)的重要組成部分。處理好公路排水對減輕公路水損害,保證公路使用性能,延長公路使用壽命等具有重要意義。路基地下排水的目的是攔截、排出地下水,降低路基地下水位,使路基處于干燥狀態(tài),以保證路基的穩(wěn)定性能滿足設(shè)計和運營的要求。路基滲溝排水主要以滲流的方式匯集水流,并就近排出路基以外?,F(xiàn)本人就結(jié)合所參加建設(shè)過的S309線臨夏至大河家二級公路中涉及地下排水的情況,淺談滲溝在公路路基排水中的應(yīng)用及具體的施工方法。
S309線臨夏至大河家二級公路區(qū)屬黃土高原干濕過渡區(qū)III(即III3甘東黃土山地區(qū)),路線所經(jīng)地區(qū)屬溫帶半干旱氣候。氣候以溫涼為主,四季不分明,降水較多。其特點是:春季回暖慢,多降溫,連陰雪;夏季短而涼爽,多大暴雨、冰雹;秋季降溫迅速,多陰雨;冬季漫長而寒冷。年平均氣溫5.9℃,年平均降水量593mm~653.7mm,降水多集中于7、8、9三個月,最大凍土深度達(dá)144cm。區(qū)內(nèi)地下水位高,沖刷嚴(yán)重,對路基危害大。依多年觀察,路基所經(jīng)地區(qū)地下水位高,邊坡滲水嚴(yán)重,尤其是春融時期及7~9月雨季時期,路基挖方坡面大量滲水,沖刷坡面,滲入路基范圍內(nèi),致使路基多處翻漿、唧泥、沉陷,破壞路面結(jié)構(gòu)層,嚴(yán)重影響公路的通行能力。并且處理翻漿難度大,費用高。
針對此種情況,我們在S309線臨夏至大河家二級公路本次施工時特別重視對路基滲水的處理,防止地下水對路基強度的影響,減少路基翻漿現(xiàn)象的發(fā)生。對進(jìn)入路基范圍的滲水進(jìn)行攔、截、堵、排。具體做法是:
當(dāng)填方高度不大時,在路基滲水源側(cè)坡腳處設(shè)置滲溝,滲溝迎水面一側(cè)設(shè)置滲水土工布,背水面一側(cè)設(shè)置防水土工布(板),滲溝截面形式:矩形,底寬0.6m~1.0m(I型1.0m,II型0.6m),深1.5m。滲溝底部設(shè)置C15預(yù)制混凝土底座,底座上放置直徑150mm的帶孔雙壁波紋管,將滲入波紋管內(nèi)的水流排走。滲溝內(nèi)回填碎、礫石,靠近土工布的碎、礫石粒徑為1cm~2cm,作為反濾層。靠近波紋管的碎、礫石粒徑為3cm~5cm,作為滲水層。碎、礫石要求潔凈、堅硬,不易風(fēng)化,并不得帶泥,保證水流順利滲入波紋管后排出。當(dāng)縱向排水距離長或地形不利于縱向排水時 ,可采用在適當(dāng)位置設(shè)置橫向不帶孔的波紋管,將滲溝內(nèi)滲水橫向排出路基以外。
當(dāng)路線穿越泥巖以及滲水嚴(yán)重的路段時,在挖方坡腳下設(shè)置滲溝。如遇挖方坡腳處設(shè)置了內(nèi)護墻時,在內(nèi)護墻基底處設(shè)置直徑100mm的橫向波紋管,縱向間距5m,將內(nèi)護墻基礎(chǔ)范圍內(nèi)的滲水排入滲溝后排走。如遇半填半挖路基,也可橫向設(shè)置不帶孔波紋管,將滲溝內(nèi)水流橫向排除,波紋管通過三通連接。
S309線臨夏至大河家二級公路通過施作滲溝,降低了路基范圍內(nèi)的地下水位,使路基土處于干燥狀態(tài),大大減少翻漿等病害,提高了路基的穩(wěn)定性。滲溝施作的具體方法和步驟如下:
開挖前嚴(yán)格按照圖紙要求,將滲溝的邊線、控制線及高程準(zhǔn)確放樣,滲溝開挖應(yīng)從下游向上游進(jìn)行,開挖深度根據(jù)設(shè)計進(jìn)行,并不小于當(dāng)?shù)刈畲髢鐾辽疃?。開挖時,由于開挖深度較大,因此要求機械操作員要較好的控制,避免開挖時觸及邊坡導(dǎo)致邊坡塌方,開挖出的土方要求至少距坑邊2m以上,避免荷載過大導(dǎo)致坑壁塌方??v向設(shè)置一定坡度,坡度不小于1%,當(dāng)坡度大于5%時,可考慮將基底做成階梯型。開挖時準(zhǔn)確放線,開挖速度要盡量快,及時施做,及時回填。不可暴露太久,以防坑內(nèi)積水引起路基及山坡坡體坍塌。當(dāng)滲溝長度較長時,可以分段開挖,分段施做。一段完成后,再進(jìn)行上一段的開挖。
當(dāng)土方挖至設(shè)計標(biāo)高之上300mm時,采用人工清槽的方式挖至設(shè)計標(biāo)高,使?jié)B溝底面平整,縱坡合理。然后用人工夯實或電動夯將基底夯實,緊跟著施做混凝土底座?;炷恋鬃惭b要迅速,兩塊預(yù)制塊安裝平順,縱坡合理,縫寬1cm,用M10砂漿勾縫。也可以按照設(shè)計的斷面尺寸,現(xiàn)場澆注同等標(biāo)號的混凝土。如條件允許,可在混凝土底座安裝完成后,施做瀝青防水層,以防止?jié)B水沿著混凝土底座接縫處繼續(xù)下滲,影響路基穩(wěn)定。
混凝土底座施作完成后,即鋪設(shè)土工合成材料。在路基滲水面鋪設(shè)滲水土工布,在背水面鋪設(shè)防水土工布(板)。接頭處搭接寬度不小于10cm,鋪設(shè)時應(yīng)緊貼保護層,但不能拉得過緊。波紋管的安裝縱向通過專用橡膠接頭,橫向通過三通相接。帶孔的波紋管滲水孔應(yīng)向上。安裝時使波紋管平順相接,不能大幅度拐彎,以防止波紋管破壞而導(dǎo)致水流不暢或於塞。管底和混凝土底座自然靠近。
靠近波紋管附近填碼3cm~5cm碎礫石,作為透水層。在透水層的上部和兩側(cè)靠近土工布的地方,按一定比例分層填較細(xì)顆粒的碎(礫)石(粒徑1cm~3cm),作為反濾層,碎(礫)石粒徑的比例按逐層4:1的比例遞減。反濾層的作用是匯集地下水流,同時防止土粒等堵塞反濾層中的空隙,堵塞透水層。反濾層材料不一定要粒徑均勻,但應(yīng)滿足滲透穩(wěn)定性和易于施工的要求。
在滲水高度以上設(shè)置封閉層。設(shè)置封閉層前,應(yīng)將滲水土工布和防水土工布上面露出部分折過來蓋住反濾層。封閉層采用鋪設(shè)50cm厚中粗砂并壓實,然后在上面施做排水邊溝、排水溝等。由于滲溝具有匯集水流的功能,滲溝沿線必須是“開放的”。平面位置上滲溝可設(shè)在邊溝以下或路基上側(cè)山坡地面以下的適當(dāng)位置,滲溝的平面位置盡可能與地下水流相互垂直。深度上根據(jù)設(shè)計,結(jié)合實際情況,盡量使?jié)B水能全部進(jìn)入滲溝,使?jié)B溝能達(dá)到良好的攔截效果。滲溝施做時應(yīng)根據(jù)施工時具體情況,具體安排,尤其是流水縱坡要視情況而定,切不可死套路基設(shè)計高程。務(wù)必使流水順暢流出。千萬不可聚水或使水倒流。如果那樣,滲溝的意義就完全失去了。
目前滲溝在路基排水中得到了廣泛的應(yīng)用,尤其是山區(qū)公路在修建時,地下水位一直居高不下,致使路基翻漿嚴(yán)重,甚至在土方開挖時運輸車輛都無法進(jìn)入。S309線臨夏至大河家二級公路的施工中,我們通過先施做滲溝,使路基地下水位下降,挖方土體干燥后,再進(jìn)行開挖。通過滲溝排水,降低了地下水位,保證了路基質(zhì)量,減少了路基翻漿等病害的發(fā)生,同時也加快了施工進(jìn)度,降低了施工成本,滲溝的作用及優(yōu)越性很明顯的表現(xiàn)出來。
[1]JTJ.018-97,公路排水設(shè)計規(guī)范.
[2]朱新實,蔣周平.公路排水設(shè)施.北京:人民交通出版社,2000.