排水 防護設計

2023-01-02 14:06:02 字數 3765 閱讀 7224

二、排水設計及防護

路基施工和養護均需一定的水分,但是路基和路面周圍的水應當嚴格的控制,如果侵入路基的水分過多,土基含水量過大,便會引起土質鬆軟,強度降低,發生邊坡坍塌、凍脹、翻漿等病害,從而降低道路的使用效能,影響行車安全,還將大大降低道路的使用年限。綜合各種氣候、水位、土質、等地形水文條件等這些都極易引起道路的凍害、翻漿等病害。

為排出路基、路面內的地面水和地表水,保證路面和路基的穩定,防止路面積水影響行車安全,應設定完善的排水設施。本設計為二級公路,路基路面排水應綜合設計使各種排水設施形成乙個功能齊全,排水效能強的完整排水系統。

排水設計要因地制宜,全面規劃、綜合治理、經濟實用,充分利用有利地形和自然水系。各種路基排水溝渠的設定和連線應盡量不佔或少佔農田,並與當地農田水利設施相配合,必要時可適當加大涵管孔徑或增設涵管等以利於農田灌溉。排水溝渠應選擇地形,地質較好的地段通過,以節約加固工程投資。

1、 路基邊坡設計

邊坡設計主要是合理的確定路基邊坡坡度。路基邊坡坡度可用邊坡高度h與邊坡寬度b之比值表示,並取h=1.0。

路基的邊坡,尤其是陡坡地段的路堤邊坡及深路塹的挖方邊坡,不僅數量大,施工難度高,而且是決定路基穩定性的關鍵,如果地質與水文條件較差,往往病害嚴重,甚至因水毀壞,所以合理的確定邊坡坡度,對於路基的穩定性至關重要,同時要做好路基的排水、養護和加固設計工作。路基邊坡的坡度,應根據當地的自然條件、土石種類及結構邊坡高度、施工方法、氣候條件、基底的工程地質及水文地質條件進行合理選定。

1.1 路堤邊坡

沿線山體穩定,無不良地質狀況,故路堤邊坡坡度,可參照下表,結合當地已成的實踐經驗採用。

路堤邊坡坡度表3.6

根據沿線的工程地質及水文狀況,本設計採用的邊坡為:路堤坡度(h )1:1.5

1.2路塹邊坡

路塹邊坡的穩定性主要與當地的地質地貌、水文條件和排水條件有關。為了防止邊坡不穩定而發生塌方等病害,在設計之前,首先用對山坡的自然穩定性做正確的判斷。整體岩層,風化較輕,邊坡的穩定性一般穩定性較好;岩質山坡上,如風化嚴重,有與路線平行的台階的地形,可能出現山坡滑坍;岩質的山坡上有與路線平行的裂縫,可能出現山坡不穩的現象;圓圈狀的山坳容易發生滑坡,小的山坳容易發生塌方。

當地質水文條件良好、土質均勻或岩層無不利層理時,路塹邊坡坡度可參考第五章表5-4所列的範圍,結合以建成公路實踐經驗採用。

本設計採用一坡到頂的方式其邊坡為: 路塹 1:0.5。

2、 邊溝設計

設定在挖方路基的外側以及填土高度較低的路堤坡腳外側的縱向人工溝渠,稱之為邊溝。其主要功能在於匯集和排出路基範圍內和流向路基的少量地面水。

邊溝的排水量不大時,一般不需要進行水文、水利計算。依據沿線具體條件,選定標準橫斷面形式,邊溝緊靠路基,通常不允許其他排水溝渠的水匯入,也不能與其他人工溝渠和並使用。

2.1 邊溝斷面形式

常用的有梯形、矩形、三角形和流線型等幾種形式。一般情況,土質邊坡宜採用梯形;石質邊溝宜採用矩形,以減少溝頂寬度;易於積雪或積沙路段,邊溝宜採用流線型,單個採用機械化施工、且用地條件許可時宜採用三角形。國防公路,為了利用車輛橫越邊溝,宜採用三角形邊溝

結合本設計的情況,採用用梯形邊溝,邊溝採用漿砌片石防護。

2.2 邊溝尺寸

《公路排水設計規範》規定二級公路的邊溝的深度不得小於0.4公尺,本設計中的邊溝深度採用0.6公尺,底寬取0.6公尺。

本段設計採用邊溝的邊坡為1:1

2.3 邊溝的縱坡和長度

為了保證邊溝能迅速地排水,邊溝縱坡一般與路線縱坡一致(出水口附近除外),平坡路段,邊溝宜保持不小於0.5%的縱坡。在工程困難地段宜不得小於0.

3%,但邊溝口間距宜縮短。在邊溝出水口附近以及排水困難路段,如回頭曲線和路基超高較大的平曲線等處,邊溝應進行特殊設計。

為防止邊溝水流漫溢或沖刷,通常規定單向排水長度每300~500公尺即應設排水溝,將水引至低窪處,必要時添設涵洞,將水引入路基另一側

2.4 邊溝的出水口

(1)邊溝水流流向路堤坡腳處,縱坡一般較陡。當邊溝底到填土坡腳高差過大時,應結合地形和地質條件採取下列措施:

(2)自邊溝與填方毗鄰處設跌水或急流槽,將水流直接引到填方坡腳之外,以免沖刷,影響路基穩定性。

(3)當邊溝水流流向橋涵進水口時,為避免邊溝流水沖刷,應作如下處理:

(4)在涵洞處應設半徑大於10公尺的排水溝渠,將邊溝內集水排向河流。

(5)當邊溝水流向橋涵進水口時,為避免沖刷,應在涵洞進水口前或橋頭翼前設定急流槽或跌水構造物將水引走。

(6)在涵洞進口處設定窨井,或根據地形需要,在進口前設定急流槽與跌水等構造物。

3、路基邊坡設計

邊坡坡度視土質而定,一般土層可用1:1.5。溝底縱坡以1%~3%為宜,縱坡大於3%,需進行加固,大於7%時,應設定跌水或急流槽。

4、溝渠加固

溝渠加固措施應結合地形、地質、縱坡和流速等條件,因地制宜,就地取材,簡便易行,經濟實用。

本設計採用漿砌片石對邊溝進行加固。

5、路基排水設計

5.1 確定路拱坡度

路拱坡度的確定,應以路面排水和保證行車安全、平穩為原則。結合當地實際情況,確定路面型別為瀝青混凝土路面,查閱相關水文資料,最後確定路拱橫坡度為2.0%。

5.2 路拱形式的確定

路拱的基本形式有直線形、屋頂線形和拋物線形三種。綜合考慮本設計採用直線型路拱,即採用雙向坡面,即路拱兩側是傾斜直線,拱頂在路面的中心線上。這種路拱形式有利於機械化施工,如行車後路面稍有沉陷,雨水亦可排出比較符合設計、施工和養護的要求。

5.3 路肩橫向坡度

路肩一般應設定向路基外側傾斜的橫向坡度,為能迅速排出路面上的降水,路肩橫向坡度一般應比路面橫坡大1%~2%,本設計採用路肩坡度為3.0%。路肩坡度的方向均向路肩外側傾斜,以免路肩上的雨水流入行車道。

6、涵洞

本路段小橋涵設定時主要考慮了:上游洞口應考慮流向,下游洞口以不危及農田村鎮為原則,同時考慮到蓋板涵利於施工,又經濟簡便,所以大部分形式均採用蓋板暗涵形式。

本設計中涵洞的位置以及尺寸見下表

涵洞一覽表表3.7

7、排水系統總體規劃

排水設計應遵循的設計原則:

(1) 因地制宜、全面規劃、綜合治理、講究實效、注意經濟,充分利用有利地形和自然水系。

(2) 各種排水溝渠應盡量不佔或少佔農田,並與當地農田水利設施建設相配合。一般情況下,不利用邊溝作為灌

溉渠道。不得已時,應對邊溝加大尺寸,並加固。

(3) 排水溝渠的出水口應盡可能引接至天然河溝,以減少橋涵工程;不應使水直接流入農田,損害農業生產。

(4) 貫徹因地制宜、就地取材的原則,迅速有效的排除路基的「有害水」。

排水總體規劃見公路平面總體設計圖(1:2000)。

8、路基防護設計

路基防護應按照設計施工與養護相結合的原則,根據當地氣候環境、工程地質和材料等情況,選用適當的工程型別或採用綜合措施,以保證路基的穩固。

路堤和路塹邊坡的坡面暴露在大氣中,常常受到自然因素的反覆乾濕、凍融、沖刷和吹蝕作用。對於易受自然因素作用而破壞的土質或岩質邊坡,在路基基身施工完畢以後,應及時進行坡面護理。

8.1 植物防護

植物防護是一種經濟有效的防護措施,特別是在氣候潮濕、草皮易於生長的地區,但採用時必須注意保證其成活。對於岩質邊坡,這種方法一般不適用。在不利於生長的邊坡上,若要採用植物防護,則可在其上先鋪一層厚約10-20cm的粘性土,而後再鋪草皮。

本設計段填方和挖方小於3公尺時採用植草防護。尺寸及布置見路基防護圖。

8.2 砌石護坡

對於較陡的土質邊坡(1:0.75-1:

1)和易風化和破碎的岩石邊坡,可採用砌石護坡,砌石有幹砌和漿砌片石兩種,前者適用於邊坡坡度較緩或經常有地下水滲出坡面的情況。當乾砌片石不適宜或效果不好時,採用

漿砌片石。漿砌片石護坡的厚度,視邊坡高度和陡度而異,一般為0.2-0.4m。本設計路在路基採用漿砌片石防護。詳見「路基防護圖」。

排水安全防護措施

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