路基排水及防護工程施工

第一節(jié)路基排水工程施工

一、地面排水設施施工：排除地面水的各種設施，應充分考慮多方面進入路基范圍的水，包括因降雨、降雪以及從公路附近地區(qū)流向道路范圍的水流，還包括路塹邊坡排水和農田橫跨道路的排水工程，由此來確定排水設施的排水能力。地面排水設施主要有邊溝、截水溝、排水溝、跌水與急流槽等。邊溝：

設置在挖方路基的路肩外側或低路堤路基的坡腳外側,用以匯集和排除路基范圍內和流向路基的小量地面水的溝槽稱為邊溝。

通常土質溝多采用梯形，梯形邊的邊坡靠路基一側為1：1~1：1.5另一側與路塹邊坡相同;有碎落臺時,外側也可采用1：1；機械化施工時,土質邊溝多采用三角形，三角形邊溝的邊坡內側一般為1：2~1：4，外側為1：1~1：2；石方地段邊溝多采用矩形,矩形邊溝的內側邊坡視其強度可用直立,亦可稍有傾斜（1：0.5）。邊溝的深度一般取0.4~0.8m，邊溝的底寬不應小于0.4m。在水流較多的情況下，需適當加寬或加深。

一般情況下,邊溝不宜與其它溝渠合并使用,為控制邊溝中的水不致過多,一般每隔300~500m(特殊情況200m)設排水涵一道,用以及時將邊溝水排至路基范圍之外。邊坡的溝底縱坡與路線縱坡相同,并不宜小于0.2%，以免水流阻滯淤塞邊溝。當溝底縱坡大于3%時,應對邊坡進行加固；當縱坡超過6%時,水流速度大而沖刷嚴重,可采用跌水或急流槽的形式緩沖水流。另外,在設置超高的平曲線區(qū)段內,挖方地段路基內側標高的改變,可能形成邊溝積水,危害路基,因此應注意使平曲線段邊溝溝底與曲線前后溝底平順銜接。

邊溝的出水口,必須進行處理。在路塹與路堤結合處,邊溝溝底縱坡一般較陡。當邊溝底與填土坡腳高差較大時,應結合地形與地質等具體條件采取以下兩方面措施：設置排水溝,將路塹邊溝水沿出口處的山坡引向路基范圍以外,使之不致沖刷填方邊坡；自邊溝與填方毗連處設跌水或急流槽,將水流直接引到填方坡腳之外。

當邊溝的出口與橋涵的高差較大時,為避免邊溝流水沖刷,應作如下處理：在涵洞進口處設置雨水井,或根據(jù)地形需要,在進口前設置急流槽與跌水等構造物,將水流引人涵洞；在橋頭翼墻或擋土墻之后端,設置急流槽或跌水,將水引人河道。截水溝：截水溝是設置在挖方路基邊坡坡頂以外或山坡路堤的上方,垂直于水流方向,用以截引路基上方流向路基的地面徑流的排水設施。截水溝可以防止地表徑流沖刷和侵蝕挖方邊坡和路堤坡腳,并減輕邊溝的泄水負擔。截水溝的斷面形狀，一般多為梯形，底寬不應小于0.5m，深度應根據(jù)攔截的水流量確定，不宜小于0.5m，邊坡坡度視土質而定，一般土質可取1：1~1：1.5。

截水溝離路塹邊坡坡頂?shù)木嚯xd視土質不同而異，以不影響路塹邊坡穩(wěn)定為原則，一般取d≥5m，在截水溝與路塹之間，堆筑擋土土臺

山坡路堤上方的截水溝，應布置在路堤坡腳以外2m處，截水溝與路堤之間修筑護坡道，頂面以2%的橫坡想截水溝傾斜，如有取土坑，則在坑內挖溝，并加以休整。

截水溝應設有合適的縱坡度,溝底縱坡不應小于0.3%,亦不可太大(大于3%),以免總水流沖刷嚴重,一般取用1%~2%。對土質地段截水溝,還應適當加固,以保證不滲水和沖刷。截水溝處應綜合利用地形,合理布置。若因地形限制,附近又無出水口時,可分段考慮,中部以急流槽銜接；若由于地形限制,匯量大,將截水溝引至自然溝或路堤地段有困難,引人邊溝又將過大增加路基挖方時,則應綜合考慮,可在挖方較低處增設急流槽或涵洞,直接將水引至路基的另一側,排至路基范圍以外。排水溝：設置排水溝目的，在于用來將水流從路基排至路基范圍以外的低洼處或排水設施中。在平丘區(qū),當原有地面溝渠蜿蜒曲折,并且影響路基穩(wěn)定時,可用排水溝來改善溝渠線路。有時為了減少涵洞數(shù)量,也使用排水溝來合并溝渠。

排水溝一般為梯形斷面,底寬不小于0.5m,深度根據(jù)流量而定,但不宜小于0.5m,邊坡坡度視土質情況而異,一般可取1：1~1：1.5,排水溝應盡量做成直線,如必須轉彎時,其半徑不宜小于10~20m，水溝長度按實際需要而定,通常不宜大于500m。當排水溝中的水流流人河道或溝渠時,應使原水道不產生沖刷或淤積。一般應使排水溝與原水道兩者水流方向的流向成銳角相交,并力求小于45。,保證匯流處水流順暢,如限于地形,銳角連接有困難時,可用半徑R=l0b的圓弧線形(弧長等于1/4圓周,b為排水溝頂寬)。跌水與急流槽：設置于需要排水的高差較大而距離較短或坡度陡峻的地段的階梯形構筑物,稱為跌水。其作用主要是降低流速和消減水的能量。急流槽是具有很陡坡度的水槽,其作用主要是在很短的距離內,水面落差很大的情況下進行排水。

一般在重丘、山嶺地區(qū),地形險峻,排水溝渠縱坡較陡,水流漏急,沖刷力強,為減小其流速,降低其能量,防止對路基形成危害,多采用跌水或急流槽。溝底縱坡較陡的橋涵,為使水流穩(wěn)定而順利地通過,也可將其涵底及涵洞進出水口做成跌水或急流槽。此外,若必須沿高邊坡將水流排至坡腳,可將截水溝接向邊溝,為避免邊坡受到沖刷,以及需要減速消能的排水設施時,均可采用跌水或急流槽。

從水利計算特點出發(fā)，跌水和急流槽的構造分為進水、緩沖、出水三部分。跌水和急流槽一般采用石砌或混凝土筑成，要求牢固、不滲水。地下排水設施施工：

攔截、匯積和排除地下水，或降低地下水位，使路基免遭破壞的結構物，稱為地下排水設施。公路上常用的地下排水設施有明溝與排水槽、暗溝、滲井和滲溝等。明溝與排水槽：當?shù)叵滤桓?，潛水層埋藏不深時，可采用明溝或排水槽截流排除（淺層）地下水及降低地下水位，也可兼排地面水。明溝或排水槽必須深入到潛水層1，且不宜在寒冷地區(qū)采用。明溝斷面一般采用梯形，邊坡采用1：1.0~1：1.5。明溝邊坡一般應以干砌片石加固，并設反濾層以使水流滲入明溝，明溝縱坡宜適當加大，保證水流及時排出。

排水槽一般為矩形，可用混凝土、干砌或漿砌片石筑成，槽底縱坡不應小于3%。當用混凝土或漿砌時，應視地下水流量及槽深設置一排或多排滲水孔，外側填以粗顆粒透水材料。沿溝槽每隔10~15m，或當溝槽通過軟硬巖層分界處時，應留伸縮縫和沉降縫。暗溝（盲溝）：暗溝是引導地下水流的溝渠。其目的是攔截或降低地下水。通過溝內分層填實的不同粒徑的顆粒材料，利用其透水性，將路基范圍內的泉眼或滲溝匯積的水流排到路基范圍以外。暗溝的斷面形式一般為矩形，亦可成上寬下窄的梯形。底寬為0.3~0.5m，高度為1.0~1.5m。溝內下部填石，粒徑為3~5cm，水可在縫隙中流動；為防止細料堵塞縫隙，粗粒徑石塊的上部和兩側，分層填入較細料，每層厚約為10cm。暗溝的頂面和底面，一般設有0.3m厚的隔水層。

上圖為路基兩側邊溝下設置的暗溝，用以攔截流向路基的層間水，同時可以降低地下水位，防止毛細水上升至路基工作區(qū)范圍內而降低土的強度，引起凍脹翻漿等破壞。

上圖為疏導路基泉水的暗溝。在路基填土之前或挖成之后，按照泉眼范圍的大小，剝除泉眼上層浮土，挖出泉井，砌筑井壁與溝壁，上蓋混凝土蓋板。井深應保證蓋板頂?shù)奶钔梁穸炔恍∮?0cm。井寬按泉眼的范圍大小確定，一般為20~30cm，高約為20cm。如溝身兩側為石質，蓋板可直接放在兩側石壁上。暗溝溝底縱坡一般不小于1%，出口處溝底應高出邊溝最高水位20cm以上，不允許出現(xiàn)倒灌現(xiàn)象。為防止泥土或砂礫落入溝槽或泉眼，以免淤塞，在其周圍可鋪筑碎石反濾層。滲井：當平坦地區(qū)如路基附近無河流、溝渠或洼地，地面水或淺層地下水無法排除，影響路基穩(wěn)定，而距地面不深處又有透水層，地下水背離路基，同時地面水流量不大時，可設置滲井。滲溝：滲溝是一種常見的地下排水設施。其作用是為了切斷、攔截有害的含水層和降低地下水位，保證路基經常處于干燥狀態(tài)。滲溝按構造可分為填石滲溝、管式滲溝和洞式滲溝三種形式。填石滲溝：

也稱盲溝,一般用于流量不大、滲溝不長的路段,是目前公路上常用的一種滲溝。施工時應注意淤塞失效,由于排水層阻力較大,其縱坡不應小于1%,一般可采用5%,深度不超過3m,寬度一般為0.7~1.0m。管式滲溝：

設于地下引水較長的地段,但滲溝過長時,應加設橫向泄水管,將縱向滲溝內的水流,分段迅速排除。溝底縱坡取決于設計流速,最大流速應考慮到水管的構造及其使用壽命,且不致沖毀管下墊枕材料,一般以不大于1.0m/s為宜,亦不應低于最小流速,最小縱坡為0.5%,以免淤塞。洞式滲溝：

當?shù)叵滤髁枯^大,或缺乏水管時,可采用石砌溝洞,洞孔大小依設計流量而定。溝底縱坡最小為0.5%,有條件可適當采用較大縱坡,以利排水。在施工中,必須注意以下問題：1.滲溝的布置應盡可能與地下水流向互相垂直。2.滲溝的橫寬一般視埋藏深度、排水要求、施工和維修便利而定。3.匯積水流時,為防止含水層中砂、土擠人滲溝,應設反濾層。4.滲溝的施工與暗溝一樣,宜由下游向上游施工,并應隨挖隨撐隨填。5.為了核查、維修滲溝,宜設置檢查井。第二節(jié)路基防護工程施工

一、路基坡面防護：坡面防護,主要是保護路基邊坡表面,免受雨水沖刷,減緩溫差及濕度變化影響,防止和延緩軟弱巖土表面的風化、碎裂、剝蝕演變過程,從而保護路基邊坡的整體穩(wěn)定性,在一定程度上還可兼顧路容美化利協(xié)調自然環(huán)境。常用的坡面防護設施有植物防護和工程防護。植物防護：植物防護,可美化路容,協(xié)調環(huán)境,調節(jié)邊坡土的濕度,起到固結和穩(wěn)定邊坡的作用。它對于坡高不大,邊坡比較平緩的土質坡面,是一種簡易有效的防護設施,其方法有種草、鋪草皮和植樹。種草：種草適用于邊坡穩(wěn)定、坡面沖刷輕微的路堤或路塹邊坡。一般要求邊坡坡度不陡于1：1,邊坡地面水徑流速度不超過0.6m/s。采用種草防護時,對草籽的選擇應注意當?shù)氐耐寥篮蜌夂驐l件,通常應以容易生長、根部發(fā)達、葉莖低矮或有菊小莖的多年生草種為宜。最好采用幾種草籽混合播種,使之生成一個良好的覆蓋層。鋪草皮：

鋪草皮適用于各種土質邊坡。特別是當坡面沖刷比較嚴重,邊坡較陡,徑流速度大于0.6m/s時采用鋪草皮防護比較適宜。鋪草皮的方式有平鋪、水平疊置、垂直坡面或與坡面成一半坡角的傾斜疊置;以及采用片石鋪砌成方格或拱式邊框,方格式框內鋪草皮等。鋪草皮需預先備料,草皮可就近培育,切成整齊塊狀,然后移鋪在坡面上。植樹：適用于各種土質邊坡和風化極嚴重的巖石邊坡,邊坡坡度不陡于1：1.5。在路基邊坡和漫水河灘上整理植樹,對于加固路基與防護河岸可收到良好的效果。它可以降低水流速度,種在河灘上可促使泥沙淤積,防止水流直接沖刷路堤。在風沙和積雪地面,林帶可也以防沙防雪,保護路基不受侵蝕。此外還可以美化路容,調節(jié)氣候,改善高等級公路的美學效果。二、工程防護對于不適宜于草木生長的較陡的巖石邊坡,可以采用抹面、錘面、噴漿、勾(灌)縫、坡面護墻等方法進行工程防護。抹面：

抹面防護,適用于易風化而表面比較完整,尚未嚴重風化剝落的巖石邊坡,如頁巖、泥巖、泥灰?guī)r、千板巖等。邊坡坡度不受限制,但坡面應較干燥。

抹面作業(yè)前,應對被處治的邊坡加以清理,去掉風化層、浮土、松動石塊并填坑補洞,灑水濕潤,以利牢固耐久。抹面厚度為3~7cm,分兩次進行,底層抹全厚的2/3,面層1/3。在較大面積上抹面時,應設置伸縮縫,其間距不宜超過10。在抹面護坡之周邊與未防護坡面銜接處應嚴格封閉,其措施為:彎槽嵌人巖石內,其深度不小于10cm,并和相銜接之坡平順;坡腳宜設1~2m高的漿砌片石護坡。為防止灰體表面開裂,增強抗沖蝕能力,可在表面涂瀝青保護層,其瀝青軟化點宜稍高于當?shù)刈罡邭鉁?用量為3kg/m2左右。勾縫、灌縫：

灌縫適用于較堅硬、裂縫較大較深的巖石路塹邊坡；勾縫適用于較硬、不易風化、節(jié)理縫多而細的巖石路塹邊坡。灌縫可用體積比1：4或1：5的水泥砂漿。裂縫很寬時，可用體積比1：3：6或1：4：6的混凝土灌注。勾縫可用體積比1：2或1：3的水泥砂漿，也可用1：0.5：3或1：2：9的水泥石灰砂漿。灌縫和勾縫前應先用水沖洗，并清除裂縫內的泥土、雜草。捶面：

適用于易受沖刷的土質邊坡或易風化剝落的巖石邊坡,邊坡坡度不大于1：0.5。捶面厚度10~15cm,一般采用等厚截面,當邊坡較高時,采用上薄下厚截面。捶面護坡與未防護坡面銜接處應封閉,其措施與抹面相同。坡腳設1~2m高的漿砌片石護坡。捶面材料常用石灰土、二灰土等。

捶面施工前應清除坡面浮石松土,填補坑凹,有裂縫時應勾縫。在土質邊坡上,為使護面貼牢,可挖小臺階或鋸齒。坡面應先灑石灰水潤濕,捶面時夯拍要均勻,提漿要及時,表面要光滑,提漿后2~3h進行灑水養(yǎng)生3~5d。寒冷地區(qū)不宜在冬季施工。養(yǎng)護時如發(fā)現(xiàn)開裂和脫落應及時修補。在較大面積捶面時,應設置伸縮縫,其間距不宜超過10m。噴漿及噴射混凝土：

適用于易風化但尚未嚴重風化的巖石邊坡?？刹捎盟貒娝嗌碀{和混凝土的施工工藝，也可采用加設防護網及錨桿的錨噴工藝。噴漿厚度一般為5~10cm。錨噴防護的施工：錨噴工藝利用了錨桿的深層拉力作用，鋼筋網的多層防護作用以及細粒式混凝土的封閉及剛性整體作用。從而確保了風化巖邊坡的強度及穩(wěn)定性，起到了堅固、耐用、美觀的作用。石砌護坡：石砌護坡有干砌和漿砌兩種，可用于土質或風化巖質路塹或土質路堤邊坡的坡面防護，也可用于浸水路堤及排水溝渠，作為沖刷防護。

漿砌片石護坡宜用0.3~0.5m以上的塊〈片〉石砌筑,其厚度一般為0.2~0.5m,用于沖刷防護時,最小厚度一般不小于0.35m,護坡底面應設0.10~0.20m厚的碎石或砂礫墊層?；A要求堅固,底面宜采用1：5向內傾斜的坡度,如遇堅石可挖成臺階式,在近河地段基礎則應埋置于沖刷線以下0.5~1.0m。漿砌片石護坡每長10~15m,應留寬約2.0cm的伸縮縫。護坡的中、下部應設10cm×10cm的矩形或直徑為10cm的圓形泄水孔，間距為2~3m。護面墻：

護面墻是一種漿砌片石的覆蓋物。多用在易風化的云母片巖、綠泥片巖、泥質頁巖、千枚巖及其它風化嚴重的軟質巖層和較破碎的巖石地段,以防止其繼續(xù)風化。護面墻僅能承受自重，不能承受側壓力,故要求被防護的邊坡自身必須穩(wěn)定。墻的厚度視墻高而定。沿墻身長度每10m應設置2cm寬的伸縮縫。墻身橫、縱方向每隔2~3m設置孔口6cm×6cm或10cm×10cm方形泄水孔,泄水孔的后面應用碎石和砂礫做反濾層。三、路基沖刷防護：沿河路基,直接承受水流的沖刷。為了保證路基堅固、穩(wěn)定,必須采取措施予以防護。防止沖刷的措施有兩種：一種是加固岸坡的直接防護；另一種是改變水流性質的間接防護。直接防護：直接防護措施除坡面防護和石砌護坡外,還有拋石、石籠、柔性混凝土塊板及浸水擋土墻等。拋石防護：

拋石主要用于受水流沖刷和淘刷的路基邊坡和坡腳,最適于沿河床路基的防護,且不受氣候條件限制,對于季節(jié)性浸水和長期浸水的情況均適用。一般在枯水季節(jié)施工,附近盛產大塊礫石、卵石以及廢石方較多的路段,應優(yōu)先考慮采用此布防護措施。石籠防護：

石籠防護主要用于缺乏大石塊的地區(qū),防護沿河路堤坡腳的河岸免受急流和大風浪的破壞,同時也是加固河床、防止沖刷的常用措施。在含有大量泥沙的急流及基底土壤良好的條件下,特別適宜石籠防護。

石籠的優(yōu)點是有較好的強度和柔性,不需要較大的石料,其缺點是石籠網日久易銹蝕損壞,使石籠解體,因此,宜采用鍍鑄鐵絲編籠。鍍錚鐵絲石籠的使用期約為8~12年。如用石籠防止沖刷淘底時,一般在河底將石籠平鋪并與坡腳線垂直,同時固定坡腳處的尾端,靠河床中心一端不必固定,淘底時便于沉落。當石籠用以防止岸披受沖刷時,則用疊碼或平鋪于坡面的形式。它的外形一般為箱形、圓柱形、扁形、柱形等幾種。

鐵絲石籠以φ6mm~φ8mm的鋼筋做骨架,2.5~4.0mm鐵絲編網。其網孔一般為6cm×8cm、8cm×10cm及12cm×15cm的六角形。長度較大的石籠,應在內部設橫墻或鐵絲拉線。石籠下面的基礎,最好用碎石或礫石鋪墊整平,厚度一般為0.2~0.4m,底層石籠宜用φ16mm~φ19mm的鐵纖固定在基底上,使之不隨水流移動。安置石籠應做到位置正確,搭疊銜接穩(wěn)固、緊密,保證其整體作用。間接防護：

動畫：間接防護四、支擋構筑物：支擋構筑物即路基加固工程,其作用是支擋路基體,以保證路基在自重及各種自然因素作用下保持穩(wěn)定。常用的支擋構筑物主要是擋土墻。擋土墻是支承路基填土或山坡土體,以防止其變形失穩(wěn)的結構物。同時,也是高等級公路重要的結構物?？梢岳檬闲藿ǜ善龌驖{砌石料擋土墻,也可以利用水泥及鋼筋、砂石材料修建毛石混凝土擋墻式鋼筋混凝土擋墻。重力式擋土墻：是依靠自身重力來抵抗路基土壓力，保持路基穩(wěn)定的結構物?；A：重力式擋土墻一般采用明挖基礎,當基底松軟或水下挖基困難時,可采用換填基礎、樁基礎或沉井基礎。對于土質地基,墻趾的埋置深度至少lm;有沖刷時,在沖刷線以下至少1m;凍脹地區(qū),應在凍結線以下至少0.25m,凍脹深度超過lm時,基底應換填一定厚度的砂礫或碎石墊層且墊層底面應在凍結線以下至少0.25m。砌筑：砌筑前,應將石料表面泥垢清掃干凈并用水保持濕潤。砌筑時,外面線應順直整齊,內面線可大致順適,砌筑過程中應經常校正線桿。漿砌石底面應臥漿鋪砌,立縫填漿補實,不得有空隙和立縫貫通現(xiàn)象。墻頂：墻頂宜用粗料石或現(xiàn)澆混凝土作成頂帽，路肩墻頂面寬宜用大石塊砌筑，5號砂漿勾縫和抹面,并均應在墻頂外緣線留出10cm的帽沿。墻背填料：砌體砂漿強度達70%以上時,方可回填墻背填料,并應優(yōu)先選擇滲水性較好的砂礫土填筑?；炷翐跬翂Γ夯炷翐跬翂σ话惆ㄖ亓κ交炷翐跬翂Α⒎霰谑戒摻罨炷翐跬翂?、懸臂式鋼筋混凝土擋土墻和組合式鋼筋混凝土擋土墻等,其