【提要】本文通過對路基排水綜合治理施工技術(shù)要點探討以便對類似問題施工提供參考。
　　【關(guān)鍵詞】路基排水，綜合治理，施工要求，探討
　　
　　近幾年來，隨著國民經(jīng)濟迅猛發(fā)展，公路運輸事業(yè)也有了很大的發(fā)展，汽車數(shù)量普遍增多，交通量猛增，從而對公路提出了更高的要求。很多省、市地區(qū)都在修建或正籌建高等級公路。因此，解決路基排水問題，已經(jīng)成為重要的研究課題。本文就排除路基地下水問題提出一些設(shè)想，供同行們共同探討。
　　一、路基排水問題的提出依據(jù)
　　高等級公路的優(yōu)越性，首先從路面上反映出來。體現(xiàn)在路面能夠滿足車輛在高速狀態(tài)下的安全性和舒適性。但是，高級路面必須依托在高質(zhì)量的路基之上，也就是說，路基是路面的根基。這就要求路基經(jīng)常保持干燥狀態(tài)，具有足夠的強度和穩(wěn)定性，才能保證路面承載能力，使路面不產(chǎn)生變形和破壞。在影響路基強度，造成路面破壞的諸因素中，無不與路基地下水和地面水的質(zhì)量有關(guān)。因此，在修筑高等級公路時，必須十分重視路基排水。
　　二、排除路基地下水的設(shè)想
　　在一般情況下，汽車荷載的作用區(qū)域（即車輪荷載的傳遞深度）達1.2－1.5米，對特重型汽車而言，作用區(qū)域可達3.0米。也就是說，路面以下3.0米深度范圍內(nèi)的路面結(jié)構(gòu)層和土基，是特重車荷載的持力層。根據(jù)水文地質(zhì)學(xué)史料可以看出，路基的持力層往往是土基毛細水的活動層。持力層的厚度大于路面厚度與路基臨界高度的總和。因此，持力層保持經(jīng)常干燥狀態(tài)是保證路基強度的關(guān)鍵。
　　為了防止地下水淹沒或毛細水浸潤路基，必須對路基地下水進行匯集和排除，把高于持力層底面的地下水位降低到持力層以下，才能確保路基強度，延長路面的使用時間。
　　在山區(qū)和丘陵地區(qū)，路塹往往都是基巖路基，持力層的強度和地基的水穩(wěn)性能一般都比第四紀(jì)沉積的地層高許多。因此，我國在過去普遍修筑低等級公路的過程中，人們對于挖方路基已經(jīng)形成了一種錯覺，對它的穩(wěn)定性一般都比較放心，未考慮排除路基地下水問題。事實上，養(yǎng)護部門每年都要花費很多人力、物力去處理這些路段的路基病害，造成車阻、停運。各地養(yǎng)護部門都有不少這樣的實例，有的路段幾乎年年翻修，由此而耗資養(yǎng)護費用占很大比例。究其根本原因，就是沒有考慮排除路基地下水問題。
　　由于山區(qū)和丘陵地區(qū)常常多云霧，尤其是埡口地帶的挖方路墊地形雨水較多，水分不易蒸發(fā)，濕度比一般地帶大得多。同時，埡口挖方路塹在路線的橫斷面上，是處于最低位置，多數(shù)埡口都是構(gòu)造斷層存在的地帶，巖體是不完整，往往富含地下水。這些地帶也是最潮濕、最容易匯集地面和地下水地帶，水文地質(zhì)條件最差。當(dāng)埡口山體較薄時，地下水相應(yīng)較少，路基病害也相應(yīng)較輕；當(dāng)山體厚度較大時，因地形開擴，匯水面積大，地下水量較大，水位一般較淺。特別是深而長高的路塹，穿切含水地層較厚、較寬，匯于路基中的地下水量較大，路基病害就特別嚴(yán)重。例如：平宏線12k＋238～13k＋095地段，該為挖方路基，右側(cè)是較陡的沙性土質(zhì)邊坡，左側(cè)下邊坡處是一片緊靠海邊農(nóng)田，修建時就發(fā)現(xiàn)該地段土質(zhì)松散，有不同土質(zhì)的夾層，且挖方破壞了地層的天然平衡狀態(tài)。由于當(dāng)時設(shè)計時對路基排除地下水問題考慮不周，在長期暴雨，地下水滲入土體，使土體的內(nèi)摩阻力與粘結(jié)力驟減，土壤的密度下降和含水量增大，在地下水的浸蝕和沖刷作用下，自重所產(chǎn)生的剪切力超過了粘結(jié)力和摩阻力所構(gòu)成的抗剪力，致使土體失去平衡而產(chǎn)生嚴(yán)重塌方。右側(cè)山體有多處明顯裂縫。山體滑移跡象明確，山體的一側(cè)公路邊溝出現(xiàn)明顯下沉，地下水直接滲透到路基里，路面隆起50－80cm，山體下沒嚴(yán)重，危及人民財產(chǎn)安全。僅2002年大小溜方7次，最大數(shù)量超過8.05千m3塌方的土方覆蓋整個路面，堆積于左下邊坡外的農(nóng)田。阻車時間2天，直接經(jīng)濟損失達300多萬元，阻車2天對社會運輸造成的經(jīng)濟損失更為可觀。因此，修建公路時對路基排水問題更加不能忽視。
　　如果路塹是通過平緩、開闊地形，地層又多屬于親水性巖土（如泥巖、頁巖、泥質(zhì)或長石成份含量較高的砂巖和第四紀(jì)沉積地層）。路塹往往處于風(fēng)化帶內(nèi)，巖層節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體破碎，多含基巖裂隙水和第四紀(jì)潛水。裂隙水在旱季時流量很小，甚至處于干涸狀態(tài)；雨季時由于大氣降水大量下滲，形成季節(jié)性裂隙水或潛水，并通過路塹兩側(cè)邊坡向路床匯集。如果地下水不能及時排除，將使路基強度迅速下降，久而久之，就會產(chǎn)生濕軟彈簧和翻將，形成路基病害。
　　另一方面，挖方路一般都是采用爆破方法明挖而成，對炮孔深度和炸藥用量往往未經(jīng)過設(shè)計和計算，控制極不嚴(yán)格，到接近路基時不是欠挖留有炮眼，就是超炸，往往使路床形成深淺不一，規(guī)模不等的爆破坑糟，造成路基軟硬不均，密實程度各異。瀑破坑槽往往積水形成雞窩狀濃包，是造成路基軟彈簧、產(chǎn)生不均均沉隆甚至翻漿的重要原因。
　　三、排除路基地下水的方法和適用條件
　　排除路基地下水的方法宜用攔截、匯集、隔離和導(dǎo)流等型式，在某些情況下，還需降低地下水位。由于地下排水結(jié)構(gòu)的構(gòu)造一般都比地面排水結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維修、改建較困難，所以，設(shè)計和施工都應(yīng)特別精心，以免建成后因結(jié)構(gòu)物失效而釀成后患。因此，對于需要排除路基地下水的路段，必須充分掌握地形、地貌、水文地質(zhì)條件和有關(guān)的陸地水文與氣象情況，弄清地下水的埋藏深度，分布規(guī)律，補給來源，地下水位變化，流向和流量。針對不同情況，采用不同的排水形式，設(shè)置相應(yīng)的排水結(jié)構(gòu)物。
　　（一）用土工布作隔離層排除路基地下水
　　土工材料用于道路工程，多采用土工布。土工布宜于地下水位較淺的飽水松軟地基，尤其是沼澤化濕地，海相和湖相沉積的細顆粒泥沼地基。
　　土工布能均勻分布車輪荷載，增強土基模量，減少車重對地基的應(yīng)力集中，隔離地下水向路基反滲，減少孔隙水壓力，過濾由車重作用引起的細粒土或泥漿隨水上翻，使之加速固結(jié)，讓土基趨于密實，提高土的內(nèi)摩擦角和內(nèi)聚力，增加路基承載力。
　　路床上鋪設(shè)土工布后，可以有效地防止滑料下陷，使土體受到有力的側(cè)向約束，起穩(wěn)定填料，使其對土基發(fā)揮應(yīng)有的補強作用。利用土工布有較高的摩擦力，能使地基——土工布——填料形成一個連續(xù)的整體，它能在橫向和縱向上均勻地傳遞并快速消散荷載，分布到較大的面積上，防止或減弱土體局部隆起和車轍的形成。土工布宜用全鋪形式，利用它的縱、橫向的良好排水性能，在路基與水溝之間構(gòu)成一個統(tǒng)一的排水系統(tǒng)，將土基中的水分順利地排出路基之外。
　　（二）利用天然砂礫排除路基地下水
　　在砂礫料豐富地區(qū)，可以就地取材，在路基上全鋪厚度不少于20厘米的透水性和水穩(wěn)性都較好的天然砂礫，可以隔離毛細水和排除地下水。砂礫層既可以作為路面結(jié)構(gòu)層的一部分，也可以改善路基的工作狀態(tài)，具有切斷毛細水、疏干路基水分，提高路基強度和防止翻漿的作用。
　　（三）盲溝排除地下水
　　用盲溝排除地下水，宜于淺層裂隙水路段，地下水流向與路基走向大體一致的挖方路基（尤其是泥巖、頁巖和泥質(zhì)砂漿等基巖路段）。在旱季時，這些路段往往呈干燥狀態(tài)，在雨季中，由于降水大量滲入而形成足以破壞路基強度的裂隙水。如果在路床上適當(dāng)布置盲溝，可將流量不太豐富的裂隙水匯集和排除到路基外。為了防止細顆粒土堵塞盲溝，可以用土工布將填料包裹進行反濾。但是，盲溝工藝繁瑣，尤其是機械化施工，一般不宜多用。
　　（四）暗溝排水
　　暗溝的作用主要是把路基范圍的泉水和較集中的裂隙水（如民用井）排到路基范圍以外去，使其不在路基中擴散，危害路基。暗溝可用塊石漿砌而成，也可以做成管道型式。暗溝出口處應(yīng)高于路外排水溝最低水位，一般不得小于20厘米，防止排水溝倒灌。
　　（五）滲溝排水
　　滲溝排水，宜用于地下水位較淺，又能很好地解決出口中位置的挖方路基、滲溝的作用是吸收、匯集和排除地下水，達到降低地下水位，攔截流向路基的地下水，從而保證路基經(jīng)常處于干燥狀態(tài)。
　　滲溝底寬以滿足排降地下水最大流量為原則。地下水量應(yīng)根據(jù)水文地質(zhì)學(xué)和地下水動力學(xué)原理和有關(guān)公式進行計算。滲溝深度一般大于2.0米。
　　（六）深邊溝排水
　　深邊溝的作用是匯集和排除路基范圍的路基地下水及流向路基的小量地面水，深度為1.2－2.0米，不宜與其它溝渠合并使用。對于地下水接近或高于路基設(shè)計標(biāo)高的路段，地面坡度大于5度以上的地形，或者路線與含水?dāng)鄬酉嘤龅穆坊�，都可以考慮加深邊溝加以排除。
　　深邊溝是集中邊溝和滲溝排水作用于一體的綜合性路基排水型式，利用了水平排水和垂直排水相結(jié)合，借助路基一側(cè)或兩側(cè)的加深邊溝所組成的排水渠道而形成下水降落漏斗，將地下水降低到路基臨界高度以下，變地下水位為地面水流，并向原地面水流一道按排除路基地面水的方法排除到路基以外，達到疏干路基，使其經(jīng)常保持干燥狀態(tài)和良好的穩(wěn)定性。
　　深邊溝的水力計算應(yīng)包括地面水力計算和地下水力計算兩部分。前者按普通邊溝水力計算，后者根據(jù)專門水力計算和地下水動力學(xué)原理，視路基地下水位降落所形成的圓曲線，采用只讓溝壁進水的干撓（只設(shè)一側(cè)深水邊溝者）的完整或不完整溝渠排水型式進行流量計算。深邊溝的流量是路基地面逕流量和地下水滲流量之總和。以此確定深邊溝的斷面尺寸。由于深邊溝是明溝，它的設(shè)計、施工、管理、維護都較滲溝方便，所以，將會更容易受到歡迎。
　　對較平坦的沼澤化濕地，海濱地帶，因很難解決排水溝的出口位置，排水溝長度往往要增長很多。所以，無需排除基地下水而采用加固路基的辦法去滿足路基強度。
　　四、結(jié)語
　　隨著國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展，只有發(fā)展高等級公路才能適應(yīng)公路運輸?shù)囊�求，承�?dān)繁重的交通運輸任務(wù)，路基排水問題必將在實踐中享有不可忽視的地位。總之，要很好地重視和解決路基排水問題，才能建成高質(zhì)量的公路。