渗沟在公路路基地下排水中的应用

王明铜

甘肃省白银公路总段，甘肃白银 730900

0 引言

公路排水是公路建设的重要组成部分。处理好公路排水对减轻公路水损害，保证公路使用性能，延长公路使用寿命等具有重要意义。路基地下排水的目的是拦截、排出地下水，降低路基地下水位，使路基处于干燥状态，以保证路基的稳定性能满足设计和运营的要求。路基渗沟排水主要以渗流的方式汇集水流，并就近排出路基以外。现本人就结合所参加建设过的S309线临夏至大河家二级公路中涉及地下排水的情况，浅谈渗沟在公路路基排水中的应用及具体的施工方法。

1 工程概况

S309线临夏至大河家二级公路区属黄土高原干湿过渡区III（即III3甘东黄土山地区），路线所经地区属温带半干旱气候。气候以温凉为主，四季不分明，降水较多。其特点是：春季回暖慢，多降温，连阴雪；夏季短而凉爽，多大暴雨、冰雹；秋季降温迅速，多阴雨；冬季漫长而寒冷。年平均气温5.9℃，年平均降水量593mm～653.7mm，降水多集中于7、8、9三个月，最大冻土深度达144cm。区内地下水位高，冲刷严重，对路基危害大。依多年观察，路基所经地区地下水位高，边坡渗水严重，尤其是春融时期及7～9月雨季时期，路基挖方坡面大量渗水，冲刷坡面，渗入路基范围内，致使路基多处翻浆、唧泥、沉陷，破坏路面结构层，严重影响公路的通行能力。并且处理翻浆难度大，费用高。

2 适用情况

针对此种情况，我们在S309线临夏至大河家二级公路本次施工时特别重视对路基渗水的处理，防止地下水对路基强度的影响，减少路基翻浆现象的发生。对进入路基范围的渗水进行拦、截、堵、排。具体做法是：

1）填方路段

当填方高度不大时，在路基渗水源侧坡脚处设置渗沟，渗沟迎水面一侧设置渗水土工布，背水面一侧设置防水土工布（板），渗沟截面形式：矩形，底宽0.6m～1.0m（I型1.0m,II型0.6m），深1.5m。渗沟底部设置C15预制混凝土底座，底座上放置直径150mm的带孔双壁波纹管，将渗入波纹管内的水流排走。渗沟内回填碎、砾石，靠近土工布的碎、砾石粒径为1cm～2cm,作为反滤层。靠近波纹管的碎、砾石粒径为3cm～5cm,作为渗水层。碎、砾石要求洁净、坚硬，不易风化，并不得带泥，保证水流顺利渗入波纹管后排出。当纵向排水距离长或地形不利于纵向排水时 ，可采用在适当位置设置横向不带孔的波纹管，将渗沟内渗水横向排出路基以外。

2）挖方路段

当路线穿越泥岩以及渗水严重的路段时，在挖方坡脚下设置渗沟。如遇挖方坡脚处设置了内护墙时，在内护墙基底处设置直径100mm的横向波纹管，纵向间距5m，将内护墙基础范围内的渗水排入渗沟后排走。如遇半填半挖路基，也可横向设置不带孔波纹管，将渗沟内水流横向排除，波纹管通过三通连接。

3 渗沟施工工艺

S309线临夏至大河家二级公路通过施作渗沟，降低了路基范围内的地下水位，使路基土处于干燥状态，大大减少翻浆等病害，提高了路基的稳定性。渗沟施作的具体方法和步骤如下：

1）渗沟开挖

开挖前严格按照图纸要求，将渗沟的边线、控制线及高程准确放样，渗沟开挖应从下游向上游进行，开挖深度根据设计进行，并不小于当地最大冻土深度。开挖时，由于开挖深度较大，因此要求机械操作员要较好的控制，避免开挖时触及边坡导致边坡塌方，开挖出的土方要求至少距坑边2m以上，避免荷载过大导致坑壁塌方。纵向设置一定坡度，坡度不小于1%，当坡度大于5%时，可考虑将基底做成阶梯型。开挖时准确放线，开挖速度要尽量快，及时施做，及时回填。不可暴露太久，以防坑内积水引起路基及山坡坡体坍塌。当渗沟长度较长时，可以分段开挖，分段施做。一段完成后，再进行上一段的开挖。

2）清沟及混凝土底座的施做

当土方挖至设计标高之上300mm时，采用人工清槽的方式挖至设计标高，使渗沟底面平整，纵坡合理。然后用人工夯实或电动夯将基底夯实，紧跟着施做混凝土底座。混凝土底座安装要迅速，两块预制块安装平顺，纵坡合理，缝宽1cm，用M10砂浆勾缝。也可以按照设计的断面尺寸，现场浇注同等标号的混凝土。如条件允许，可在混凝土底座安装完成后，施做沥青防水层,以防止渗水沿着混凝土底座接缝处继续下渗，影响路基稳定。

3）土工合成材料的铺设及波纹管的安装

混凝土底座施作完成后，即铺设土工合成材料。在路基渗水面铺设渗水土工布，在背水面铺设防水土工布（板）。接头处搭接宽度不小于10cm，铺设时应紧贴保护层，但不能拉得过紧。波纹管的安装纵向通过专用橡胶接头，横向通过三通相接。带孔的波纹管渗水孔应向上。安装时使波纹管平顺相接，不能大幅度拐弯，以防止波纹管破坏而导致水流不畅或於塞。管底和混凝土底座自然靠近。

4）透水层及反滤层碎、砾石回填

靠近波纹管附近填码3cm～5cm碎砾石，作为透水层。在透水层的上部和两侧靠近土工布的地方，按一定比例分层填较细颗粒的碎（砾）石（粒径1cm～3cm）,作为反滤层，碎（砾）石粒径的比例按逐层4:1的比例递减。反滤层的作用是汇集地下水流，同时防止土粒等堵塞反滤层中的空隙，堵塞透水层。反滤层材料不一定要粒径均匀，但应满足渗透稳定性和易于施工的要求。

5）封闭层

在渗水高度以上设置封闭层。设置封闭层前，应将渗水土工布和防水土工布上面露出部分折过来盖住反滤层。封闭层采用铺设50cm厚中粗砂并压实，然后在上面施做排水边沟、排水沟等。由于渗沟具有汇集水流的功能，渗沟沿线必须是“开放的”。平面位置上渗沟可设在边沟以下或路基上侧山坡地面以下的适当位置，渗沟的平面位置尽可能与地下水流相互垂直。深度上根据设计，结合实际情况，尽量使渗水能全部进入渗沟，使渗沟能达到良好的拦截效果。渗沟施做时应根据施工时具体情况，具体安排，尤其是流水纵坡要视情况而定，切不可死套路基设计高程。务必使流水顺畅流出。千万不可聚水或使水倒流。如果那样，渗沟的意义就完全失去了。

4 结论

目前渗沟在路基排水中得到了广泛的应用，尤其是山区公路在修建时，地下水位一直居高不下，致使路基翻浆严重，甚至在土方开挖时运输车辆都无法进入。S309线临夏至大河家二级公路的施工中，我们通过先施做渗沟，使路基地下水位下降，挖方土体干燥后，再进行开挖。通过渗沟排水，降低了地下水位，保证了路基质量，减少了路基翻浆等病害的发生，同时也加快了施工进度，降低了施工成本，渗沟的作用及优越性很明显的表现出来。

[1]JTJ.018-97，公路排水设计规范.

[2]朱新实，蒋周平.公路排水设施.北京：人民交通出版社，2000.