平原地区填方路基临时排水沟

曲云龙++刘松鸣

摘 要：高速公路路基施工中，排水线路通畅在施工的整个过程中都显得尤为重要，在较难排水地区水路通畅能够保证机械进场、临建施工、场地清表等前期工作如期进行，在施工中期能够保证已完成的分项工程、分部工程雨后不被水浸泡，避免返工。在工程后期可直接结合临时排水系统进行修整改建成为永久性排水系统，降低后期收尾工作的难度，一定程度上节约施工成本。

关键词：临时排水系统；雨后排水；水路改建

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.07.093

1 前言

本文以平原地区填方路基为依托对临排系统的施工以及改建进行讨论，项目地处长江中下游平原，地势平坦，平均海拔较低，地下水位较高，降雨量充足，年平均降水量在之间。在盛夏6-8月份常有中雨大雨甚至暴雨情况出现，并且多数地区雨后常有大面积积水，排水较为困难。

本文在第一部分研究临时排水系统的建立，主要为临时排水沟的设计原理及简单的施工工序，第二部分主要研究由于排水方向需求发生变化引起的排水线路改建问题，文中研究的内容在一定程度上能解决雨后排水困难，以及盲目改建引起建成排水系统不规范等问题。

2 临时排水系统设计

高速公路路基施工应做好临时排水系统总体规划和建设，临时排水设施应结合永久性排水设施综合考虑，并与线外的自然排水系统相协调[1]。

临时排水系统建立不完备，会出现如下情况：

（1）路基基底及排水路线积水。

（2）小构洞口积水。

（3）路基基底欠宽或超宽。

平原多雨地区高速公路路基施工时临时排水路线不通畅，每次雨后、小构挖基施工过程中、桥梁钻孔施工过程中产生的水难以排出，就要反復安排机械及人工进行排水路线疏导。而且整体排水路线无规划就会出现能往哪排往哪排、就近排、往农田排、往民用潜水渠排等错误的排水方向，导致水系瘫痪，民事纠纷多，尤其路基在路基填筑到一定高度时再反复调机械去排水徒增排水成本。

2.1 排水线路标高对路基宽度的影响

路基填筑时往往以施工红线宽度作为依据进行填筑，缺少经验的施工员只考虑宽度而忽略标高是否达到基底设计值。所以当天然地面高程与基底设计高程有出入时，填筑宽度同时受到影响。所以临时排水路线的确立对下一步路基填筑施工，以及后期附属施工（如边坡，水沟，隔离网）施工影响至重，如图2-1为排水沟标高影响路基宽度示意图。

图中1、2两条虚线代表路基基底实际标高，分别高于或低于设计标高，如果基于实地标高进行边沟施工就会导致红线相对于边沟欠宽或超宽；如果按照设计图纸的标高准尺寸进行施工，则现场需外运或回填大量土。尤其在附属施工时路基已经基本填筑成型，再进行外运或回填土都会比施工前期麻烦，如果二期正在施工也会对路面结构层造成一定污染。所以在设计临排水沟时应综合考虑，将后期施工成本降到最低。

2.2 临时排水沟设计原则

临时排水沟排设计拟采用如下原则：

（1）以小构与桥头/尾为结点，进行分段落排水。

（2）以永久性排水沟设计高程为高程依据，设计排水流向为流向依据。

（3）临时排水沟横断面与永久性排水沟横断面挖方填方土量尽量保证均衡。

2.3 横断面设计

如图2-2，为永久T型边沟设计尺寸，为节约开挖时间成本，将临排水沟形状拟定为矩形水沟，给出两种尺寸换算。同时计算每延米土量。图中，换算沟型1、换算沟型2为方便临时排水沟的施工而做出一定的尺寸调整，其数据并不唯一，可根据现场实地情况做出选择。下面将对换算数据进行验算：

标准T型排水沟每延米土方量：

根据土量均衡原则，

换算沟型1：

则该沟型的换算开挖深度为：；

换算沟型2：

同理该沟型换算开挖深度为。

两种换算沟型均保证了1米边坡平台及隔离栅平台宽度，并考虑后期小型挖机施工工作面宽度。对于其他尺寸的边沟，施工前期施工员应做好尺寸的换算，避免在边沟施工时材料反复倒运。

2.4 临时排水沟简易施工工序

（1）测量人员对图中矩形水沟开挖内边线放样，偏距为路基基底边坡坡脚设计偏距+1（边坡平台宽度），并标定高程

（2）根据图纸设计进行标高复核，并确定放样点位的实际填挖高度。

（3）沿各放样点撒白灰线，并组织挖掘机开挖，开挖过程中应有施工员专门复核各点尺寸，以免带来不必要返工。

小结：临时排水沟的施工并非只是完成矩形沟的开挖，而是对路基基底设计坡脚外4.2米（按例图尺寸）范围内进行整体修整，目的不仅是为了排水，同时应该保证后期T型边沟施工时土量平衡，避免场内土多次运输。考虑到路基施工过程中边坡滚落石子，废土块.及流水对临时排水沟的冲刷，应根据现场实际情况对开挖深度的计算值进行适当调整，施工过程中不必吹毛求疵，大致控制尺寸，使得雨后水能够及时排出即可。临时排水沟应快速完成否则影响后续的路基填筑施工进度。

3 排水线路改建

3.1 标高调整及偏距修正

在某些项目从图纸设计完成到进场施工时间间隔较长，未完全考虑某地区具体地形变化，或者对常水位调查不够精准，或在施工后期由于结合当地水利改建原自然排水系统废弃或迁移[2]。在标高及位置上常会出现设计标排水系统与自然水系结合存在矛盾的情况，如上文2.1节叙述，在做出标高调整的同时，也应对偏距进行修正：

图3-1中当水沟设计标高提升高度时，宽度随其变化而变化并与坡率有关。为保证边坡平台宽度的标准化，应该对当前位置的偏距进行修正。

下面针对几种特殊情况讨论相应的标高调整及偏距修正。为方便读者快速理解叙述内容现定义下列名词：

设计进水口标高：即图纸设计某单向排水段落标高最高的点

设计出水口标高：即图纸设计某单向排水段落标高最低的点

进水口常水位标高：水流入线路时水位的一般标高

出水口常水位标高：线外沟渠常水位的一般标高

分散型排水：某一节段（小构、桥头为节点）排水向两侧分散

汇聚型排水：某一节段（小构、桥头为节点）排水向中间汇聚

（1）出水口常水位标高≥设计出水口标高。若某段落排水沟出水口低于常水位标高则该段排水沟将有一部分或整体长期浸泡在水中，大大影响排水功能，因此现场施工前在测量好出水口常水位时，应针对此情况对设计出水口标高进行调整，并修正偏距。

如图3-2，3-3，为设计出水口标高低于设计常水位的情况，分别为水沟长期整体或部分受水浸泡。虚线部分为调整后位置及坡度，为设计出水口标高提升值，调整后应根據值及整后坡度b%确定线性变化的每个值。

此时，偏距修正值： （计算原理参照图3-1）

注：如果变化不大，为提高工作效率可以选择该段标高最小提升值进行偏距修正。

（2）设计出水口标高≥原地表标高。若某段落排水沟出水口标高高于地表标高，虽然不影响其排水效果，但该段水沟在施工时就需要大量回填土，而且建成后显得特别突兀且与环境不协调，薄弱的外壁经过长期雨水冲刷，外侧土逐渐流失，影响其耐久性。因此施工时也应该针对此情况进行标高调整及偏距修正，如图3-4。

计算方法同上，可得出偏距修正值为：

注：如果下调高度过大，可能会出现偏距大于红线宽度，出现超线的情况，因此现场施工前应仔细测算确保偏距合理。

（3）取消原线外排水系统的情况。当线外排水系统：沟渠，拱涵等因当地水利改建等原因永久性丧失排水功能，需要取消时，则会出现如下情况：

a汇聚型排水改单向排水，如图3-5原排水路线设计进水口2改为调整后的出水口，原设计出水口功能丧失改为正常排水线路，其标高提升高度为整段落最大提升值。此种情况可视为2.1中的特种形式所以，此时偏距修正值仍为：

b分散型排水改单向排水。如图3-6原排水路线设计出口1改为调整后的进水口，原设计进水口功能丧失改为正常排水线路，其标高降低高度为整段落最大下降值。此种情况可视为2.2中的特种形式，此时偏距修正值仍为

注：以上两种情况为路基横向排水系统构造物（拱涵，管涵等）取消的特殊情况，对于设计进水口1，设计进水沟2，设计出水口1，设计出水口2，标高均联系相邻排水系统，所以在以上四点标高调整时应仔细测算其对应值，确保水能顺利流出，避免出现线路内积水的情况。

3.2 极限情况下排水线路改建

施工中偶尔会遇到这种情况：当进水口标高不可变化时，但出水口常水位较高，排水线路相对较长，如直接提高设计出水口后的坡度不足以使排水线路排水能力达到规范要求时，但仍需解决排水问题，避免排水线路被水浸泡可采取如图3-7方法解决。

按图种情况，原排水线路仍有一部分在常水位以下，但前提限定条件设计出水口标高不可变化，可将线路调整为类“阶梯”状，每段梯度保持一定的原设计排水坡度，每段台阶可设为0坡度，或者较小的排水坡度，既能保证进水口的流水压力，又能保证出水口仍有一定的泄水能力，并且高于常水位。

小结：前文3.1总结四种改建情况适用于大多数排水系统的改建，其他复杂情况多为以上四种情况的叠加或者值变化导致的特殊情况，只要掌握偏距随标高变化的基本原理，以及保证线内排水设计标高高于线外常水位标高就能改建出合理的协调的排水系统[3]。3.2情况为保证进水口压力和出水口泄水能力的极限情况，在工程中很少遇到，一般为连续改建时导致进水口标高不可调整情况。

4 结语

文中总结的几种情况均为作者本人在高速公路现场排水附属施工时常遇见的情况，有些问题在施工前已经规避，但是有些缺少经验的施工员在施工前期只追求施工进度，缺少全面考虑，把很多能顺带解决的问题搁置，徒增后期施工难度。机械费用、人工费用成本往往是前期施工的2-3倍甚至更高。

在行业竞争日趋激烈的今天，面对同样的清单价格，利润多体现在企业内部标准化的施工管理，能否将分部工程的衔接规划好，分项工程的细节考虑到位，安排合理，在细枝末节上追求标准化，往往是考察一个团队综合实力强弱的基本条件。

参考文献：

[1]张茂，石春梅.水利工程质量监督工作的成就、问题及对策[J].水利建设与管理，2011.

[2]刘兴盛，陈旭清，戴兆婷.加强水利工程建设质量管理的探索[J].江苏水利，2013.

[3]王化金.高速公路排水工程排水沟施工技术的探讨[J].黑龙江交通科技，2014.