张 立 同

(山西路桥第一工程有限责任公司,山西 太原 030006)

高等级公路受到自身特性影响,其路基路面在进行排水施工时往往会受到一些外部因素的影响,包括雨水以及地下水等,对公路的行车安全以及使用寿命产生了巨大的威胁,因此,对高等级公路当中的路基路面排水施工技术进行深入的研究,能够将公路路基路面当中的施工缺陷有效的消除,对公路施工质量的提升具有至关重要的作用。

1 形成公路水害问题的主要原因

在对高等级公路中的路基路面进行排水施工的过程中,其施工质量往往会受到一些水害问题的影响,而形成水害问题的原因具体有两种,分别是地下水因素和地面水因素,地下水的来源可以分为三种:第一,相对不透水层当中的地下水;第二,潜水,简单的说就是在首个隔水层以上含水层当中的水,与地面具有较近的距离,在重力作用下会在土层当中产生流动;第三,层间水,主要是指隔水层间的含水层水源,如果所在位置高出地面,则其中的水会以泉水的形式从岩石缝隙当中流出。地面水主要是由雨雪降水以及河流水组成。不同的水源在高等级路基路面当中的破坏程度也不尽相同,在积水渗透的过程中,可能会加大路基的缝隙,从而影响整个路基的强度和稳定性;在出现暴雨状况时,容易冲毁路基,如果水分进入到公路结构的内部当中,会降低材料的质量,从而导致沥青出现脱落的问题,在长期承受路面行车荷载的作用下,会出现动水压力,软化集料,使路面产生车辙或裂缝,不但会影响到公路的行车安全,还会对其使用寿命造成一定的影响[1]。

2 路基部分的排水施工

2.1 路基的地面排水

2.1.1 边沟施工

在对公路路基部分进行排水施工的过程中,如果挖方和填土的高度低于边沟,那么可以在填方段进行边沟的设置,同时,为了防止边沟出现冲刷问题,可以对出水口进行分段的设置,如果边沟以梯形的形式进行设置,应该将每段的长度控制在300 m以下,如果边沟为三角形,可以将200 m作为每段长度的最高上限。在对平曲线边沟进行施工时,应该对曲线沟底纵坡的平顺衔接保持重视,尽量防止外溢或积水问题的出现。此外,还可以结合工程的具体情况,将曲线外侧边沟适当加深,在加固边沟的过程中,若沟底纵坡超过3%,可以对加固措施进行合理的选择,如果采用干砌片石进行砌筑,则需要片石表面较为平整,还要使用小石子将砌筑缝隙嵌紧,使整体的稳固性得到提升。采用浆砌片石铺砌时,砌缝沙浆应饱满,沟身不漏水。若沟底采用抹面时,抹面应平整压光。

2.1.2 截水沟施工

在进行排水施工的过程中,如果不存在弃土,则截水沟边缘部分与开挖路基坡顶的间距需要结合土质情况加以确定,在确保边坡安全、稳定的前提下,一般可以将该距离设置在5 m以上,如果所在区域为黄土,则需要在10 m以上进行加固,使其防渗性能得到全面的提升。截水沟中的土方挖出以后可以进行土台的修筑,土台夯实以后需要在其顶部修筑截水沟,截水沟的横坡可以设置在2%左右。如果路基上方的弃土比较多,则应该将截水沟设置在距离弃土坡脚1 m~5 m的位置,弃土堆坡脚距离路基挖方坡顶不应小于10 m,弃土堆顶部应设2%倾向截水沟的横坡。在弃土堆顶部进行截水沟的设置,多余的截水沟开挖土应该在截水沟与路堤间进行填筑,修成2%倾斜坡度的土台,使内部的水分能够沿截水沟排出,使公路路基路面免受破坏[2]。

2.1.3 排水沟施工

应尽量保证排水沟线形的平顺,可以对直线形加以应用,在转弯处应该对弧线的半径进行有效的控制,弧线半径应大于10 m,需要根据工程的具体情况对排水沟的长度进行设置,长度一般不宜超过500 m,在对沿线排水沟进行布设的过程中,为了防止出现漏水问题影响路基的稳定性,应该与路基保持一定的距离,通常排水沟与路基坡脚间的距离应该保持在3 m~4 m左右,如果排水沟、截水沟以及边沟在纵坡方面存在偏高的问题,可能会加快流速,产生较大的冲刷力,所以需要结合工程实际对加固措施进行合理的选择[3]。

2.1.4 急流槽和跌水

急流水槽和跌水的实现需要对浆砌圬工结构加以应用,在具体设计的过程中,要对地形和地质条件进行仔细的勘察,在多级台阶的长度及高度方面,要与地面坡度保持契合,急流槽的纵坡比例不宜超过1∶1.5,同时应与天然地面坡度相配合。如果比例过大或者急流槽较长,可以使用多个纵坡,上部分设置较大的坡度然后向下逐渐放缓。图1为具体跌水构造示意图。

2.1.5 蒸发池设置

一般会以取土坑为基础建设蒸发池,到达路基坡脚的距离不应小于5 m~10 m,如果蒸发池需要较大的面积,则与路堤坡脚的间距要保持在20 m以上,坑底位置可以设置成两侧向中间倾斜的状态,这样能够将取土坑出口和排水沟有效的衔接起来,需要将蒸发池的容量设置在200 m3~300 m3,并在蒸发池周边进行土埂围护的修筑,可以避免蒸发池当中进入其他水,为了对周边环境进行有效的保护,将破坏问题尽可能的减少,在设置蒸发池的过程中,应尽量避免对周围土地造成泥沼化影响。

2.2 路基的地下排水

2.2.1 明沟施工

在对明沟进行开挖时,通常会使用机械设备进行辅助施工,如果工程需要与人工作业方式结合应用,在具体施工的过程中,需要将相关的安全防护措施做好,防止在施工区域产生塌方问题,如果所在区域的土质较为均匀,地下水位低于槽沟底标高,且开挖深度能够满足工程的实际需求,可以不对其他挖方边坡进行支撑作业,若需要较大的开挖深度,且土质情况不佳,则需要对支撑作用进行综合的考虑,使各项砌筑施工的安全性得到有效的保证。

2.2.2 暗沟施工

在进行暗沟开挖的过程中,可以对混凝土浇筑的方式加以应用,在含水层与沟壁接触的位置进行渗水孔的设置,渗水孔需要向沟中倾斜,可以设置成一排也可以设置成多排,具体需要根据施工现场的实际情况,以及所在地的气候条件来确定,通过这样的设置,能够将多余的水分快速排出,使工程材料的质量免受影响,需要将暗沟沟底当中的纵坡坡度设置在1%以上,如果对暗管敷设的方式加以应用,需要将管底部位的纵坡坡度设置在0.5%以上,而最高水位则要高于20 m,使倒灌问题得到有效的防控,在具体施工过程中,施工人员要对砂砾或泥土等进行有效的控制,避免这些物质进入到沟槽当中,造成管道的堵塞。

2.2.3 渗井施工

通常需要将渗井的直径设置在50 cm~80 cm,要将细料反滤和粗料渗水作为基本原则,从井中心开始,向四周分层逐渐进行材料的填充。在填充料方面,在进行正式施工以前,需要对其进行有效的冲洗和筛分,在施工过程中使用铁皮套筒进行分割,确保施工的层次性,进而保证排水的效果。除此之外,可以使用碎石对下层透水范围进行填筑,而上层可以使用砂砾来完成,同时在井壁位置还要对反滤层加以设置,以此来保证防水效果的可靠性。渗井距离路堤坡脚不应小于10 m,渗水井顶部四周(进口部除外)用粘土筑堤围护,井顶应加筑混凝土盖,严防渗井淤塞。

3 路面部分的排水施工

3.1 拦水带设置

在设置拦水带的过程中,要保证拦水带的顶面高于水深,如果没有进行防撞护栏的设置,需要将拦水带外露部分的高度设置在10 cm以下,设置期间,应将内侧硬路肩部分的横向坡度设置在5%,如果主要使用混凝土预制块进行拦水带的设置,则需要对沥青路面的边缘部分的密实性加以考虑,避免在接缝位置出现雨水渗漏问题,使路基路面能够具有较高的安全性和稳定性[8]。

3.2 泄水口设置

应该按照不对称喇叭口的形状进行泄水口的设置,将长边设置在上坡方向,而短边则要设置在下坡方向,为了防止渗漏问题的出现,可以在具体设计的过程中对现浇混凝土的方式加以应用,根据施工的具体要求,将浇筑施工一次性完成,使浇筑的质量能够达到相关标准的要求,从而保证排水施工的质量。

3.3 中央分隔带排水

在完成边沟开挖以后,需要将相应的防渗处理工作做好,如果开挖的边沟表面较为粗糙,沥青难以进行牢固的粘结,就很难保证防渗层的完整性和均匀性;要对土工布的接缝处理保持重视,避免接缝部分处理不当,影响防渗层的整体效果。在条件允许的情况下,应该使用混凝土进行地下渗沟的修筑,并保证渗沟为矩形或者梯形,要保证横向排水管的合理布设,做好质量控制工作,避免横排水管施工缺乏合理性,出现淤塞问题或者标高不准确的问题,导致中央分隔带出现积水问题,对路基造成长时间的浸泡,使路基路面的强度受到影响。

在对中央分隔带排水进行施工的过程中,除了要对施工技术进行强化以外,还要结合所在区域的实际情况对设计内容进行优化,如果在设计当中底坡低于0.3%,可以对纵向的锯齿形碎石盲沟加以应用,并将软式透水管按照30 m~50 m的间隔距离设置在盲沟底部形成集水槽,除此之外,还应在中央分隔带当中设置水泥砂浆层、土工布防渗层以及沥青防渗层等,厚度应该控制在2 cm左右,这样可以对中央分隔带当中的侧面渗透问题进行有效的控制,确保路基路面的防水性能。

4 结语

在高级公路施工过程中,能够对路基路面排水施工的质量造成影响的因素有很多种,包括雨雪降水以及地下水等,都可能会在排水施工过程中造成水害问题,从而影响公路施工的整体质量,因此,施工单位一定要对高级公路的排水施工保持高度的重视,熟练掌握相关的施工技术,并对其应用进行不断的改进和创新,以此来提升高级公路的整体施工质量。