路基地下排水

路基地下排水是指排除路基範圍內的地下水或降低地下水位路基地下排水設施主要指路基的明溝暗溝盲溝滲溝和仰斜式鑽孔排水等構築物。

基本介紹

  • 中文名:路基地下排水
  • 特指:除路基範圍地下水或降低地下水位
  • 機構:明溝、暗溝、盲溝
  • 特點:包括整體穩定和局部穩定
設計要點,主要設備,

設計要點

1.地下排水設計的要點
(1)在地下水危及路基穩定(包括整體穩定和局部穩定)或者嚴重影響路基強度的情況下,應根據具體情況採取攔截、旁引、排除含水層的地下水,降低地下水位或疏乾坡體內地下水等措施。
(2)進行地下水排水設計前,應進行野外工程地質和水文地質調查、勘探和測試,摸清地下水的類型和補給來源、地下水的活動規律以及有關水文地質參數。
(3)在排除地下水的同時,應採取措施防止地表水下滲而造成對地下水的補給,也不允許將地表水排放人地下排水設施內。
(4)地下排水溝管應儘可能採用較大的縱坡,在出水口端應加大縱坡坡度.其最小縱坡坡度一般不宜小於0.50% ;條件困難時,主溝的最小縱坡不得小於0.25% ,支溝的最小坡度不得小於0.20% 。
(5)地下排水溝管的出水口間距不宜大於300m,並應妥善處理出水口的排水通道,防止出現漫流或沖刷山坡坡面。可以允許將地下水排放到路界地表排水系統中,但出水口處的地下水必須處於無壓狀態。
(6)地下排水溝管的上游端頭應設定45°傾角與地面清掃、疏通井管;在中間段的管道交匯處、轉向處、管徑或坡度變換處,應設定豎直的檢查井管,其最大間距不得超過150 m。
2.水文地質資料的調查與資料收集
地下排水設各設計前應收集既有的工程和水文地質等有關資料,並通過野外調查及坑探和鑽探測試,收集以下資料。
(1)地下水的類型和補給來源;含水層和不透水層的性質、層數和厚度。
(2)泉水出露的位置、類型、流量和動態變化。
(3)地下水的流向、流速和水力坡度
(4)地下水的埋置深度、水位變化規律和變化幅度。
(5)當地地下水的利用和已有的地下排水實施的使用情況。

主要設備

相對於地面排水的明溝而言,暗溝又稱盲溝,具有隱蔽工程的含義。從盲溝的構造特點出發,由於溝內分層填以大小不同的顆粒材料,利用滲水材料透水性將地下水匯集於溝內,並沿溝排泄至指定地點,此種構造相對於管道流水而言,習慣上稱之為盲溝,在水力特性上屬於紊流
一側邊溝下面所設的盲溝,用以攔截流向路基層間水,防止路基邊坡滑坍和毛細水上升危及路基的強度和穩定性。
路基兩側邊溝下面均設盲溝,用以降低地下水位,防止毛細水上升至路基工作區範圍內,形成水分積聚而造成凍脹翻漿,或土基過濕而降低強度等。
設在路基挖方與填方交界處的橫向盲溝,用以攔截和排除路重下面層間水或小股泉水,保持路堤填土不受水害。以上所述的盲溝,溝槽內全部填滿顆粒材料,可以理解為簡易盲溝,其構造比較簡單,橫斷面成矩形,亦可做成上寬下窄的梯形,溝壁傾斜度約1:0.2,底寬b與深度h大致為1:3,深約1.0~1.5 m,底寬約0.3~0.5 m。盲溝的底部中間填以粒徑較大(3~5 cm)的碎石,其空隙較大,水可在空隙中流動。粗粒碎石兩側和上部,按一定比例分層(層厚約10cm)填以較細粒徑的粒料,逐層粒徑比例大致按6倍遞減。盲溝頂部和底面,一般設有厚30 cm以上的不透水層,或頂部設有雙層反鋪草皮。
簡易盲溝的排水能力較小,不宜過長,溝底具有1%~2% 的縱坡,出水1:3底面高程應高出溝外最高水位20cm,以防水流倒滲。
寒冷地區的暗溝,應做防凍保溫處理或將暗溝設在凍結深度以下。
採用滲透方式將地下水匯集於溝內,並通過溝底通道將水排至指定地點,此種地下排水設備統稱為滲溝,它的作用是降低地下水位或攔截地下水,其水力特性是紊流,但在構造上與上述簡易盲溝有所不同。滲溝有三種結構形式。
盲溝式滲溝與上述簡易盲溝相似,但構造更為完善,當地下水流量較大,要求埋置更深時,可在溝底設洞或管,前者稱為滲洞,後者稱為滲水隧洞。滲溝的位置與作用,視地下排水的需要而定,簡易盲溝相仿,但溝的尺寸更大,埋置更深,而且要進行水力計算確定尺寸。公路路基中,淺埋的滲溝約在2~3m以內,深埋時可達6 m以上。
滲溝底部設洞或管,底部結構相當於頂部可以滲水的涵洞。洞式滲溝結構圖例之一,其洞寬b約20 cm,高約20~30 cm;蓋板用條石或混凝土預製板;板長約為2b,板厚P≥15 cm,並預留滲水孔,以便滲人溝內的水匯集於洞內排出。洞身要求埋人不透水層內,如果地基軟弱還應鋪設砂石基礎;洞身埋在透水層中時,必要時在兩側和底部加設隔水層,以達到排水的目的。洞底設定不小於0.5% 的縱坡,使集水通暢排出。
當排除地下水的流量更大,或排水距離較長,可考慮採用管式滲溝。滲溝底部埋設的管道,一般為陶土或混凝土的預製管,管壁上半部留有滲水孔,滲水孔交錯排列,設於邊溝下的管或滲溝。管的內徑D由水力計算而定,一般約0.4~0.6m,管底設基座。對於冰凍地區,為防止凍結阻塞,除管道埋在冰凍線以下外,必要時採取保溫措施,管徑亦宜較大一些。
3.滲井
滲井屬於立式地下排水設備,當地下存在多層含水層,其中影響路基的上部含水層較薄,排水量不大,且平式滲溝難以布置;採用立式(豎向)排水,設定滲井,穿過不透水層,將路基範圍內的上層地下水,引入更深的含水層中去,以降低上層的地下水位或全部予以排除。
滲井的平面布置,以及孔徑與滲水量,按水力計算而定,一般為直徑1.0~1.5 m的圓柱形。亦可是邊長為1.0~1.5m的方形。井深視地層構造情況而定,井內由中心向四周按層次,分別填人由粗而細的砂石材料,粗料滲水,細料反濾。填充料要求篩分沖洗,施工時需用鐵皮套筒分隔填入不同粒徑的材料,要求層次分明,不得粗細材料混雜,以保證滲井達到預期排水效果。
鑒於滲井施工不易,單位滲水面積的造價高於滲溝,一般儘量少用。有時,因土基含水率較大,嚴重影響路基、路面的強度,其他地下排水設備不易布置,其他技術措施如隔離層的造價較高,此時滲井可作為方式之一,設計時應進行分析比較,有條件地選用。

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