排水設計方案對于公路水毀病害重要性

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摘要：隨著生態環境的改善，近幾年，我區中南部地區雨水增多，降雨期持續時間長、降水量大。集中降雨導致我區中南部地區部分公路的基礎設施發生較嚴重的水毀病害現象，存在較大的行車安全隱患。因此，針對不同區域內的公路建設項目，因地制宜，完善公路的路基、路面排水系統，采取切實可行的排水設計方案，對于保證路基的穩定性，保護人民群眾的生命財產安全至關重要。

關鍵詞：集中降雨；公路水毀病害；排水系統；設計方案

2017年我區中南部地區年均降水量570.2mm，年最大降水量達1088.1mm，年最小降水量220.3mm。尤其是本年度7~9月，降雨頻繁，年度累計降雨46d，其中，8月份集中降中~大雨累計14d。根據《近50年我區某地區氣溫和降水變化趨勢分析》顯示：1966~2015年間，年平均降水量為401.7mm，降水量最多的年份為1990年，降水量超過600mm，降水量最少的年份為2009年，降水量不足250mm。2017年降雨過程持續時間之長、降水量之大歷史罕見，位列歷史同期第1位，平均過程降水量為100mm，為歷年同期下旬的2.9倍，集中降雨導致區域內多條高等級公路發生較為嚴重的水毀等病害現象。為保證公路運營安全，設計人員對該區域某項目水毀路段進行現場勘察，并結合水毀現狀現場研究分析，多方案、全方位進行比較，最終確定由水毀導致發生的路基邊緣及橋頭路基沉降，路基邊坡防護坍塌，路基、路面排水設施不暢等病害現狀的處理措施。

1公路水毀現狀

導致公路基礎設施發生水毀病害的原因是多方面的，涉及到受項目沿線地形、地貌的制約，設計單位對建設方案的研究過程、施工單位對施工質量的管控等諸多因素。為了建設一條高質量的公路，從項目的前期工作開展到項目建成通車運營，公路建設者們投入了巨大的精力。路基沉降及路基邊坡坍塌.結合我區中南部地區多條受降雨影響，發生不同程度水毀病害的已建成通車公路項目，主要從設計角度淺談改善方案。在降雨持續時間長、降水量大的情況下，部分高等級公路主要的水毀病害現象有路基邊緣及橋頭路基沉降，路基邊坡坍塌，路基、路面排水設施不完善等。

2公路水毀病害分析

結合以上諸多因路基、路面排水不暢及排水設施不完善等原因而導致的公路水毀病害現象，根據設計人員外業勘察情況分析，其病害種類及原設計排水方案存在以下主要問題。

2.1路基沉降

項目某路段為半填半挖路基，且填方坡腳處多處窯洞未作處理。該段左幅路基填土高度大于10m，路面雖設置有集中排水設施，但現有的排水槽及排水暗管并未能發揮其最大功效，排水槽與土路肩硬化結合處有明顯0.5~1cm寬縱向貫通式裂縫，路面匯水進而從裂縫處下滲，浸泡路基邊坡。該段排水暗管進水口多處堵塞，導致路面匯水未集中排至路基外側低洼處，部分路面匯水對路基邊坡的沖刷也較為嚴重。結合以上排水不暢的問題，加之該路段坡腳處的多處窯洞，最終導致該側填方路基邊坡滑塌，路基沉降。

2.2橋頭路基沉降

項目路段多處橋頭路基發生沉降，橋頭路基兩側長約5~15m范圍內沉陷5~15cm。橋頭路基兩側的防護也有輕微水毀現象，且未設置相應排除路面匯水的攔水帶與急流槽。土路肩硬化處與瀝青混凝土路面邊緣處有不同程度的縱向裂縫，路面匯水通過裂縫下滲至路基，造成邊坡防護塌落，通車后的工后沉降，也是導致橋頭路基沉降的主要原因之一。

2.3路基邊坡坍塌

項目路段根據不同的地質情況，原設計采用了拱形骨架防護及空心六棱磚防護。受降雨影響，不完善的路基、路面排水系統導致路基邊坡防護多處坍塌。造成坍塌的主要原因是排水設施不完善，排水暗管堵塞、脫節、無進水口，未及時有效的將路面匯水排除。路面匯水通過排水槽處的裂縫下滲至路基或直接漫過排水槽沖刷路基邊坡，邊坡土方隨雨水大量流失后，導致坡面防護圬工失穩塌落。

2.4路基、路面排水設施不完善

項目原設計路面排水多采用集中排水，集中排水由路拱橫坡、排水槽及排水暗管組成，原則是以由硬路肩和排水槽所構成的三角形過水斷面內積水不漫上右側行車道外邊緣為原則。由于我區中南部地區年降雨量較大，受連續降雨的影響，匯水從排水槽與土路肩硬化結合處的縱向貫通式裂縫下滲至路基，部分路段的排水暗管堵塞、脫節、無進水口，導致路基邊坡拉槽、塌落，影響路基的穩定性。所以，從多個中南部地區已建成公路項目的路面排水系統分析，排水槽與排水暗管組合而成的路面排水系統并不適合我區中南部地區年降雨量較大區域。

3公路排水設計方案優化

針對諸多公路建設項目不同類型的水毀病害，設計單位應該注重設計方案的適用性。我區各個市縣公路建設項目所在區域的地形、地貌及水文、氣象差異較大，應結合項目所在區域公路建設及后期運營、養護的實際情況，制定因地制宜的排水設計方案。

3.1公路建設項目涉及范圍廣，占地面積大，再征地難，一般建設工期較短一般公路建設項目工期都較短，高等級公路多為分期實施，先期工程完成后，存在排水系統不完善等問題，面臨再征地難的現狀。這就要求設計單位在分期實施的公路建設項目中，對路基、路面防排水的設計方案和施工組織設計提出了更高的要求，同時也要求施工單位對排水設計方案的理解和施工現場質量的管控落到實處。

3.2充分考慮路基邊坡防護與排水的組合設計，注重公路排水設計方案的適用性填挖方路基邊坡防護的水毀較為普遍，多存在于未設置完善的截排水設施和現有的截排水設施不能發揮實效性。應該加強公路建設項目填挖方邊坡坡面防護與排水的組合設計，在突出適應環境、外表美觀的前提下，重點考慮設計方案的適用性。設計人員應該加強自身專業知識的學習，對新鮮設計產物的學習意識要提高，但不能扔掉我們傳統的、成功的設計經驗。針對不同區域的公路建設項目，考慮地形、地貌及水文、氣象等現場情況，結合已建成公路項目的成功經驗，采用經濟、合理、長期適用的路基、路面排水設計方案，對建造一條高等級、高質量的生命路、幸福路至關重要。

參考文獻

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[4]JTG/TD30—2012，公路排水設計規范[S].

[5]JTGF10—2006，公路路基施工技術規范[S].

作者:唐海明 單位:寧夏公路勘察設計院有限責任公司