关于公路路基排水工程的分析介绍

1 路基排水的目的
路基排水指的是为保证路基稳定而采取的汇集、排除地表或地下水的措施。目的在于确保路基始终处在干燥、坚实和稳定的状态。其任务就是将路基范围内的土基湿度降低到一定的范围。路基排水工作应贯穿于设计、施工和养护全过程。
2 路基排水的一般原则
①摸清水源，全面规划，因势利导，综合治理。不同地区，不同路段，降雨量、汇水面积、植被等不尽相同，导致水源不同，流量不同。因此，必须深入调查，充分利用有利地形和自然水系、沟渠，及时疏流，就近分流来实现排水目的。②保护生态环境，与农田水利相配合。路基汇集的排水应尽可能引至天然河流，严禁破坏生态随意导流或直接使水流流入农田。③在保证做到迅速有效地排除影响路基稳定的各种水源前提下，排水构造物应贯彻因地制宜、就地取材、经济适用的原则。④防重于治，防治结合，安全环保，便于维修。要做到防患于未然，优先防护。定期检查维修，使排水设施发挥最大作用。
3 危害路基水的来源
危害路基的水可分为地面水和地下水两大类。
地面水包括大气降水后在地表形成的径流和路基上侧流向路基的径流。其危害主要是对路基产生冲刷和渗透。
地下水是指地表以下岩石或土层的孔隙、裂隙中的水，包括上层滞水、潜水、层间水。其危害程度轻则使路基湿软，降低强度；重则会引起路基冻胀、翻浆或边坡坍塌，甚至整个路基滑动。
4 路基排水设施的构造与布置
由于地表水和地下水对路基的危害，必须认真做好路基的排水工作。
4.1 地面排水设施通常采用边沟、排水沟、截水沟、跌水、急流槽、蒸发池、拦水带、渡槽、倒虹吸等。
4.1.1 边沟 边沟一般设置在路堑、矮路堤、零填零挖路基及陡坡路堤边缘外侧或坡脚外侧，主要用来汇集和排除路基范围之内和流向路基的少量地表水。边沟的排水量不大，一般不需要进行水力水文计算，依沿线具体条件，选用标准横断面形式。
边沟的断面形式有梯形、矩形、三角形、流线形等。梯形边沟稳定性好、流量大、泄洪能力强，适用于土质边沟和长挖方路段，缺点是尺寸较大，占地较多。矩形边沟一般尺寸小、占地少，可以减少开挖方量或拆迁量，降低工程造价，适用于石方、土质深挖方或路基断面受地面建筑物限制的桥梁、渡槽、沿街路段，缺点是容易阻塞且不易清理，后期养护不便。三角形边沟施工简单，适用于矮路堤或机械化施工，缺点是流量小，容易造成漫流。流线型边沟又称碟形边沟，适用于地形平坦、纵坡平缓的低填、浅挖路段。它是将路基边缘的边角整修圆滑，防止路基旁侧积砂或积雪，克服沿路基边缘设置规则深边沟所带来的行车不安全隐患，形成流畅优美的视觉效果，并可改善道路的景致、增进美观、舒顺。因此，近年在多条公路采用。张（掖）肃（南）公路也多处采用，既防止积砂积雪，又美观大方，便于养护。
4.1.2 排水沟 排水沟的作用是将边沟、截水沟、取土坑所汇集的水流或路基附近的积水，引至桥涵或路基范围以外的天然河流、低洼地。根据我近几年在工程中的施工，我认为边沟在设计中存在以下难点：
排水沟一般只有排水方向，设计中没有标高，给施工带来困难。况且由于排水沟修筑在路基以外，具体地形难以掌握，很难进行具体数据的采集，致使设计存在缺陷。还有就是有些施工单位在施工中只单纯考虑排水沟施工，待涵洞（通道）等其他工程完工后无法与排水沟顺接，水流无法排出，多次进行返工，造成极大浪费。
针对以上问题，作为设计者应该高度重视，详细进行勘查，尽可能的提供数据以指导施工。与施工单位积极配合，及时进行设计回访，不断优化设计。
4.1.3 截水沟 截水沟又称天沟，一般设置在挖方路基上侧边坡坡顶以外，或山坡路堤上方的适当点。其作用是拦截山坡上方流向路基的地表水，保护挖方边坡和填方坡脚不受流水冲刷。
截水沟的位置，应尽量与绝大多数地面水流方向垂直，以提高截水效果和缩短沟的长度。降雨量较大、暴雨频繁，植被较差的路段，必要时可设置两道或多道截水沟。截水沟的出水口，可用排水沟、跌水或急流槽相连接，将水引至山坡一侧的自然沟中或桥涵进出水口。
4.1.4 跌水 在陡坡或深沟路段设置的沟底为阶梯。水流呈瀑布跌落式通过的沟槽称为跌水。其主要作用是在较短的距离内，降低水流流速，消减水流能量。跌水构造分为进水口、消力池和出水口三部分。跌水又有单级和多级之分。设计时应根据水位落差，陡坡长度，水流流速和地质条件等因素确定尺寸和类型。值得注意的是，由于跌水纵坡大、水流湍急、冲刷严重。因此，跌水两端若为土质沟渠，应予以加固处理，保持水流畅通，不致使跌水产生淤塞或冲刷。
4.1.5 急流槽 急流槽是指在陡坡或深沟地段设置的坡度较陡，水流不离开槽底的沟槽。其作用是将上下游水位差较大的水流引至桥涵进口或路基下方。
4.1.6 蒸发池 当路线穿越平坦地形，地面排水困难，无法把地面水排走时，可在距离路基适当的地方设置蒸发池，引水入池，依靠自然蒸发或下渗将水排除。池的容积，按汇水流量确定。在肃南县元山子至明花公路施工中，k5公里处为该公路与临清高速交叉，由于该段公路从高速以下穿过，每逢发生大的降雨，就有1米多高的积水无法排出，后来在公路右侧增设一处蒸发池，很好地解决了积水问题。
4.2 地下排水设备有盲沟、渗沟及渗井等。
4.2.1 盲沟 盲沟是设在地面以下引导水流的沟渠，其作用是把路基范围内的泉水或渗沟所拦截、汇集的水流，排到路基之外。盲沟设计应按照泉眼范围及流量的大小或渗沟汇集的水流情况，确定断面尺寸。埋置深度应大于当地的冰冻深度，保证一年四季排水畅通。
4.2.2 渗沟 渗沟主要用来吸收降低地下水位，汇集和拦截流向路基的地下水，并将其排出路基范围之外。适用于地下水蕴藏量大、面积分布广的路段。
在省道307县地震灾后恢复重建工程白河沟至望关段施工中，广泛采用渗沟，取得了十分显著的效果。在国道312线平定高速公路坝式路堤施工中，由于冲沟中水系发达，且路基填料均为黄土。如果处理不当，将会对整个坝式路堤质量留下严重隐患。因此，设计了渗沟，先将地下水排出路基，再进行路基填筑，极大保证了工程质量。从后期的结果来看效果十分理想。
4.2.3 渗井 渗井是将排不出的地表水或边沟水渗到地下透水层中而设置的用透水材料填筑的竖井。渗井施工难度大，单位面积造价高，一般不轻易采用。当土基含水量较大，路面翻浆，彻底解决地面、地下水又困难时，经与其它技术措施相比较，有条件地选用。
由于地下排水结构物为隐蔽工程，构造复杂，且投资较大。所以在设计、施工、养护均应特别注意，以免因结构失效而后患无穷。
5 结语
为保证公路交通安全，延长公路使用寿命，必须将排水工程列为工程中重要的内容。任何将排水视为附属、次要，甚至可有可无的项目必将遭受巨大损失。在排水工程的设计和施工中一定要以科学发展观为指导，坚持安全至上，质量第一，百年大计的理念，精心设计，规范施工，努力使排水工程发挥最大作用。