常见的公路地面排水设施主要有边沟、截水沟、排水沟、跌水与急流槽、蒸发池、倒虹吸与渡槽等,它们分别设于路基的不同部位,各有其不同的功能。各类地面排水设施的沟槽顶面应当高出设计水位0.1~0.2m,其断面形状和尺寸应满足排泄设计流量的要求,不产生冲刷和淤积。
路面排水设计和施工中应根据公路等级、降水量、地形、地貌、地质及水文地质条件等因素,结合路基排水、桥涵结构物排水、地下排水系统的设计,并根据结构特点、现场条件、规范要求、当地气候等,合理地布置路面排水设施,使排水系统有机地构成一个完整、畅通的排水体系,确保路基、路面稳定和行车安全。
边沟指的是为汇集和排除路面、路肩及边坡的流水,在路基两侧设置的水沟。挖方路基以及填土高度低于路基设计要求的临界高度的路堤,在路肩外缘均应设置纵向人工沟渠。边沟的主要功能是排除路基用地范围内的地面水,也包括路面、路肩和边坡的流水。
常用的边沟断面形式,主要有梯形、矩形、三角形或流线型等,按照公路等级、所需排水设计流量、位置设置、土质岩质情况等进行选定,如图3-1所示;图3-1(a)、(b)为梯形,图3-1(c)、(d)为流线型,图3-1(e)为三角形,图3-1(f)为矩形。
图3-1 边沟横断面形式示意(单位:cm)
在一般情况下,土质边沟宜采用梯形,石质边沟宜采用矩形;易于积雪或积沙的路段,边沟宜采用流线型;某些较矮的路堤,如果用地许可,采用机械化施工时边沟可采用三角形。如果公路两侧为农田时,为了少占用良田及防止农业用水对路基的破坏,可以就地取材,采用石砌矩形边沟。
梯形土质边沟的边坡,靠近路基的一侧宜采用(1∶1)~(1∶1.5),另一侧与挖方边坡的坡度一致。石质或经铺砌加固的矩形边沟的边坡,可以直立或稍有倾斜。三角形边沟的边坡,宜采用(1∶2)~(1∶3)。流线型边沟的边坡,需修整圆滑,以防止产生积雪积砂。
梯形和矩形边沟的深度和宽度,一般约为0.4~0.6m,在多雨和比较潮湿地段不宜小于0.5m;干旱地区或少水路段,尺寸可小一些,但不宜小于0.3m。
边沟的平面位置由中心桩位置进行控制,其轴线由中心桩向横断面方向量出。为确保边沟边线顺直,直线段桩距一般为20m,曲线段桩距为5m。小半径曲线尚可直接以直缓点的边沟断面轴线为基点用经纬仪或全站仪放线,但需要考虑,其半径与路中心线半径所有差异,尤其有加宽路段。对于高速公路和一级公路边沟,一般直接使用全站仪按极坐标法原理放线。
边沟的纵坡坡度应结合路线纵坡、地形、土质、出水口位置等情况选定,尽可能与路线纵坡保持一致,以避免出现过大的挖方和填方。边沟的纵坡不宜过陡,以免水流冲刷造成损害;但也不宜过缓,以免造成水流不畅,形成阻滞和淤积。在一般情况下,边沟纵坡以1%~2%为宜,在任何情况下均不应小于0.3%~0.5%。
边沟的长度不宜过长,一般不超过200~300m。应尽量使边沟中的水流就近排入路旁自然水沟或低洼地带,必要时可设置涵洞,将边沟水引入路基的另一侧排出。
边沟断面、基础开挖前后均应进行平面、纵断面测量控制。边坡、沟底修整、砌筑过程中均需要挂线施工,利用坡度架(或称断面架)控制边沟的平、纵、横位置。
边沟的出水口是水流汇集和改变水流方向的地方,此处冲刷比较严重,很容易出现掏空路基、产生坍塌,其位置的选择应引起高度重视,应结合地形、地质条件及桥涵水道位置等进行设置,并应采取相应的措施,加以妥善处理。
平曲线路段的边沟,水流方向在此处发生改变,尤其是小半径平曲线,因设置超高,内侧边沟标高降低,可能形成低洼积水;山谷展线,路基排水条件较差;平坡路堑地段,难以保证边坡的最小纵坡,而陡坡地段,路线常采用较陡纵坡。所有以上这些排水不利条件,宜结合路线设计综合考虑,并应在路基排水系统统一布置的基础上合理安排。
挖填结合的路段,内侧挖方边沟,需利用涵洞将边沟水引向路基另一侧排出,此时边沟与涵洞底的高差很大,水流方向为接近90°的转弯,在涵洞的进口处,必须设置跌水式的雨水井,不仅使其起到消能的作用,而且井底标高低于涵洞标高,兼起着沉积边沟水中的泥沙杂物之用,如图3-2所示。
图3-2 边沟与跌水式雨水井的连接
1—边沟;2—路线;3—雨水井;4—涵洞
土质边沟、浆砌边沟质量控制标准,如表3-1、表3-2所列。施工现场除按以上所述控制轴线、沟底纵断面高程及断面形状外,对浆砌片(块)石、浆砌混凝土预制件加固或现浇混凝土的边沟,还应按80~200m 3 (指混凝土)或每台班抽检1~2组砂浆或混凝土试件,标准养生28d测其抗压强度。
表3-1 土质边沟施工验收标准
表3-2 浆砌排水沟验收标准
值得特别注意的是:砂浆或混凝土的合格性是指评定结果是否合格,而并不是每天每组的平均值,也不是指某构件的抗压强度。
截水沟一般设置在挖方路基边坡坡顶以外,或山坡路堤的上方的适当位置,主要用以拦截路基上方流向路基的地面水,减轻边沟的水流负担,保护挖方边坡和填方坡脚不受流水冲刷和损害的人工沟渠,称为截水沟(也称为天沟)。截水沟是多雨地区、山岭和丘陵地区路基排水的重要设施之一,也是确保路基安全的主要措施。
截水沟设在路堑坡顶或路堤坡脚的外侧,要结合地形和地质条件沿等高线进行布置,将拦截的水顺畅地排向自然沟谷或水道。挖方路基的堑顶截水沟应设置在坡口5m以外,并宜结合地形进行布设,填方路基上侧的路堤截水沟距填方坡脚的距离不应小于2m。降水量较少或坡面坚硬和边坡较低以及冲刷影响不大的地段,可以不设截水沟;反之,若降水量较多且暴雨频率高,山坡覆盖层比较松软,坡面较高,水土流失较严重的地段,必要时可设置两道或多道截水沟,其作用是拦截路基上方流向路基的地表水,保护挖方边坡和填方坡脚不受水流冲刷。
图3-3是路堑段挖方边坡上方设置的截水沟形式之一,图中的距离 d 一般为5.0m,当土质不良时可取10.0m或更大些。截水沟的下方一侧,可填置挖沟的土方,并要求做成顶部向沟倾斜2%的土台。
图3-3 挖方路段上的截水沟示意
1—截水沟;2—土台;3—边沟
山坡填方路段可能遭到上方水流的破坏作用,此时必须设置截水沟,以拦截山坡流水保护路堤,如图3-4所示。截水沟与坡脚之间要有不小于2m的间距,并做成2%的向沟倾斜的横坡,确保路堤不受水害。
图3-4 填方路段上的截水沟示意
1—土台;2—截水沟;3—路堤
截水沟的横断面形式一般多采用梯形,沟的边坡坡度可以根据岩土条件而定,一般可采用(1∶1.0)~(1∶1.5),截水沟的横断面如图3-5所示。截水沟的沟底宽度和深度不小于0.5m,当地质或沟内土质条件较差,有可能产生渗流或变形时,应采取相应的防护措施,如采用浆砌块石(或片石)、混凝土板衬砌等防护。
图3-5 截水沟的横断面图例
为防止边坡的破坏,截水沟设置的位置和道数是十分重要的,应经过详细水文、地质、地形等调查后确定截水沟的位置。截水沟的位置,应尽量与绝大多数地面水流方向垂直,以提高沟的拦截能力和缩短沟的长度。截水沟应保证水流通畅,能够就近引入自然河沟内排出,截水沟的长度以200~300m为宜,当超过500m时,可考虑配以急流槽或涵洞等泄水构造物,将水引入指定地点。截水沟沟底应具有0.5%以上的纵坡,当条件允许时,纵坡坡度可适当加大,沟底与沟壁要求平整密实,不滞流、不渗水,必要时应当予以加固和铺砌。
根据工程实践经验,截水沟的长度应控制在200~500m范围为宜,出水口布置一般应避免截水沟内水流排入边沟,尽量利用地形将沟中水流排入沟所在山坡一侧的自然河或排水沟中,或直接引到桥涵的进水口处,当与其他排水设施连接时,应做到平顺衔接,必要时设置跌水或急流槽。
土质截水沟的施工质量监督和控制按表3-1中的标准,浆砌截水沟的施工质量监督和控制应符合表3-2中的要求。截水沟挖出的土可在路堑与截水沟之间修成土台并及时夯实,台顶筑成2%倾向截水沟的横坡。沟壁最低边缘开挖深度不能满足断面设计要求时,可在沟壁较低处一侧培筑土埂。
截水沟经过的山坡很可能出现局部洞穴、凹陷等情况。为防止回填土因压实不符合要求而产生工后沉降,通常用干砌片石回填至截水沟的基础底面。
黄土地区的土质空隙较大,很容易产生渗流,危及路基边坡的安全,尤其湿陷性黄土更容易存在危险性。南方地区公路的边坡上方往往又是农田耕作地,雨水渗入边坡而影响边坡稳定性。这些路段的截水沟一般应采取浆砌片(块)石或浆砌混凝土预制块加固,并特别重视砌筑接缝的防渗问题。
排水沟是确保公路路基安全的主要排水设施之一,主要用于排除来自边沟、截水沟或其他水源的水流,并将其引到路基范围以外的指定地点,以确保路基的稳定性。排水沟的平面布置,主要取决于排水要求与当地的地形条件,灵活性很大,通常要求进行专门的设计。当路线受到多段沟渠或水道的影响时,为保证路基不受水害,可以设置排水沟或改移渠道,以调节水流整治水道。
排水沟的布置,必须结合地形、地质、气候、环境等条件,因势利导,离公路路基尽可能远些,平面上力求短捷平顺,以直线为宜,必须转向时,尽可能采用较大半径(10~20m以上),徐缓地改变方向,距路基的坡脚距离一般不宜小于3~4m;连续排水沟的长度宜短不宜长,一般不超过300m;纵面上控制最大最小纵坡,一般宜控制在1%~3%范围内,当纵坡大于3%时,需要进行加固处理,当纵坡大于7%时,则应改用跌水或急流槽。
排水沟的横断面形式,一般多采用梯形,尺寸大小应经过水力水文计算而定。用于边沟、截水沟及取土出水口的排水沟,由于排水流量比较小,不需要进行特殊计算,但底宽与深度均应不小于0.5m,土沟的边坡坡度可取(1∶1)~(1∶1.5)。
排水沟水流注入其他沟渠或水道时,应使原水道不得产生冲刷或淤积。通常应使排水沟与原水道两者成锐角相交,交角不宜大于45°,可按图3-6所示进行布置。当路线有条件时,可用半径 R =10 b ( b 为沟顶宽度)的圆曲线朝向下游与其他水道相接。
图3-6 沟渠连接示意
1—排水沟;2—其他沟渠;3—路中线;4—桥涵
排水沟出口应直接与天然河道连接,力求水流舒畅。进出水口高程必须现场实测,调查常年水位,并注意与桥涵的连接高程相配套。
对于地质不良或坡度较陡的排水沟,必要时应予以加固处理,以防止水流对沟渠产生冲刷与渗漏。
由于地面水流多采用分段汇流,因此排水沟的断面可以根据实际采用变截面。当沟底宽度不同时,要求徐缓相接,设置一个宽度渐变段,宽度渐变段的长度一般为两段宽度之差的5~10倍。
由于排水沟的平面布置比较灵活,施工前应编制排水沟平面位置图,进行施工现场测量放样,确定排水沟进出水口的沟底标高,报监理工程师或业主,提出开工申请,同意后才能正式开工。
排水沟所经过的地表往往存在承载力不足和凹凸不平,局部相对高差比较大。排水沟渠在设计中尽量不提出具体的承载力指标,但实际工程中的基坑必须是密实硬土,凹穴部位应用片石回填至基础底面。梯形边沟侧墙墙背应是密实、稳定的原状土,而不应当是回填土,否则改用矩形断面。
开挖基坑的废土要妥善进行处置,不能污染周边环境。浆砌排水沟施工允许偏差如表3-2所规定,一般公路采用土质排水沟的施工质量如表3-1所规定。
跌水是指使上游渠道(河、沟、水库、塘、排水区等)水流自由跌落到下游渠道(河、沟、水库、塘、排水区等)的落差建筑物,跌水多用于落差集中处,也常与水闸、溢流堰连接作为渠道上的退水及泄水建筑物。急流槽指的是在陡坡或深沟地段设置的坡度较陡、水流不离开槽底的沟槽。
跌水与急流槽均为人工排水沟渠的特殊形式,适用于陡坡地段,沟底纵坡可达100%,是山区公路路基排水常见的结构物。
高速公路和一级公路有比较完善的排水设计,位于路堤边坡的急流槽位置桩号、长度比较固定,但边沟、截水沟出口连接的急流槽位置变化比较大。对于后者,应实地现场进行放样,具体考虑与连沟渠的衔接。在定位时跌水与急流槽必须置于稳定、坚固的地基上。跌水往往在急流槽的终端,其出口直接与排水沟相连。
(1)急流槽的结构 由于其纵坡较大、水流湍急、冲刷作用严重,所以跌水与急流槽必须用浆砌石块或水泥混凝土浇筑,且应当埋设牢固。一般来讲,截水沟和边沟的急流槽多采用浆砌片石;路堤边坡的排泄急流槽多选用水泥混凝土预制构件。
为了防止急流槽底部被冲刷掏空,在纵坡较大的地段,急流槽进水口于路肩上增设拦水带,拦截路上流水顺利进入急流槽,进水口与沟渠进泄水口之间做成喇叭口式联结,变宽段应有至少15cm的下凹,并做铺筑防护。急流槽或急流管的出水口处应设置消能设施。在高路堤道路纵坡不大的地段,急流槽进水口在路肩上做成簸箕形,引导路面汇集水流入急流槽。
急流槽是用于坡度较陡路段的水流不离开沟底的一种排水构造物,其多用于路堤和路堑或边坡平台上从坡顶向下竖向排水流入涵洞或天然水道,以及在特殊情况下用于拦截水流入边沟的场合。
急流槽的结构组成示意如图3-7所示,与跌水相同按水力计算特点,将急流槽分成进水口、槽身和出水口3个组成部分,进出口与槽身连接处因断面尺寸不同,应设置一定长度的过渡段。
图3-7 急流槽结构组成示意(单位:cm)
急流槽的纵坡比跌水更陡,受水流冲刷更严重,要求更加坚固耐用,主要纵坡可达67%以上,为了节省投资和结构稳定,槽身倾斜宜控制在100%以内。
急流槽可以采用由浆砌片石铺砌的矩形断面或者由水泥混凝土预制件铺筑的矩形横断面。急流槽的主要尺寸,应通过水力计算而确定,其最小尺寸槽深为0.20m,槽底宽为0.25m。对于设计流量不超过1.0m 3 /s及槽底纵坡为67%~100%时,可参照有关设计手册或设计图集进行选用。
急流槽或急流槽的进水口与沟渠泄水口之间,宜采用喇叭口形式连接,变宽段应有至少15cm的下凹,并做成铺砌防护。急流槽或急流槽的出水口处应设置消能设施,可采用混凝土或石块铺筑。
急流槽应牢固设于地面上,端部及槽身设阶梯形的耳墙,间隔约为2~5m,埋入地面以下,以防止槽身出现位移。当急流槽的槽身较长时,应分段进行砌筑,每段长度以5~10m为宜,各段之间应预留伸缩缝,以适应其温度变形和沉降变形。
(2)跌水的结构 在陡坡地段设置跌水结构物,可以在较短距离内降低水流流速、消减水流能量,避免出水口下游的桥涵结构物、自然水道或农田受到冲刷。
跌水呈台阶式,有单级跌水和多级跌水之分。单级跌水,主要用于沟渠连接中水位落差较大、需要消能或改变水流方向时,如图3-2所示。多级跌水,如图3-8和图3-9所示,逐级台阶的高度 P 与长度 l ,应根据地形与需要而定,可以各段的尺寸相等,也可以采用高低、长短和宽窄不同的结构形式。
图3-8 等截面多级跌水结构
图3-9 底宽变化的多级跌水结构
按照水力计算的特点,跌水的构造可分为进水口、消力池和出水口3个组成部分,如图3-10所示。
图3-10 跌水构造示意
1—挡水墙;2—消力槛
跌水的3个组成部分,需要根据水力计算的结果,确定其主要尺寸。在一般情况下,如果地质条件良好、地下水位较低、设计流量不超过1.0~2.0m 3 /s时,跌水台阶高度P,最大不宜超过2.0m;常用的简易多级跌水,跌水台阶高度 P 可为0.4~0.5m。护墙要求石砌或混凝土浇筑,墙基埋深 a 约为水深的1.0~1.2倍,并不得小于1.0m,且应埋入冰冻线以下;护墙的厚度,石砌时为0.25~0.30m。
消力池主要起消能的作用,经常受到急流的冲击,要求必须坚固耐用,槽底具有1%~2%的纵坡,底板厚度约为0.35~0.40m,槽壁要高出计算水深0.20m以上,其壁厚与护墙基本相仿。消力池末端应设置消力槛,其高度 c 根据计算而定,但应比池内水深低些,约为 c =(0.2~0.3) P ,一般取 c =15~20cm;消力槛的顶厚度约为0.30~0.40m,底部预留5~10cm孔径的泄水孔,以便断流时池内不致积水。跌水两端的土质沟渠,宜适当加固处理,保持水流畅通,不致使跌水产生淤积或冲刷,以充分发挥跌水的排水效能。
为降低公路工程的投资,对于气候干旱、排水困难地段,在不适宜设置上述排水设施时,可利用沿线的集中取土坑或专门开挖的凹坑修筑蒸发池,以汇集路基上的地表水,并通过蒸发和渗漏使水消散,使路基不受水的侵蚀。
当直接使用取土坑作为蒸发池时,蒸发池边缘距路基边沟的距离不应小于5~10m,冻土、黄土、盐渍土地区应距离更大些,甚至超过20m,对于面积较大的蒸发池也不得小于20m。池内的水面应比路基边缘低至少0.60m,池中的水位应低于排水沟的沟底。蒸发池同边沟或排水沟之间设排水沟相连,池中水位应低于排水沟沟底。
当直接利用或人工挖掘专用蒸发池时,用排水沟将路基路面所汇集的地表水、地下水集中排泄到蒸发池。
蒸发池的平面形状可采用矩形或其他形状,池底应做成两侧边缘向中间倾斜的横坡。其设置后不应使附近地面形成盐渍化或沼泽化。为防止其他水流随意流入蒸发池内,在池的周围可围筑一定高度的土埂。
蒸发池的容量应以一个月地表水汇入池中的水量能及时完成渗透和蒸发作为依据,但每个蒸发池的容量不宜超过200~300m 3 ,蓄水深度不应大于1.5~2.0m。
蒸发池周围可用土埂围护,防止其他水流入池中。蒸发池设置不应使附近地区沼泽化及影响当地环境卫生。蒸发池应根据具体情况采取适当的防护加固措施。
当渠道与道路或河沟高程接近,处于平面交叉时,需要修一建筑物,使水从路面或河沟下穿过,此建筑物通常叫作倒虹吸。渡槽又称高架渠、输水桥,是一种输送渠道水流跨越河渠、溪谷、洼地和道路的架空水槽,是由桥梁、隧道或沟渠构成的输水系统。在公路工程中两者属于造价较高的路基排水结构物,多数为配合两侧的农田水利灌溉而设。
倒虹吸的设置,往往是路基穿过原有的沟渠,而且沟渠中的水位高于路基,既不宜设置涵洞,又不能进行架空,其布置形式如图3-11所示。
图3-11 倒虹吸管布置形式示意
1—路基;2—竖井;3—管道;4—沟渠;5—基底
倒虹吸是利用上下游的水位差,迫使水流降落而复升,经路基下部埋设的管道,引向另一侧。此种结构为有压管道,水流连续在短距离内改变方向,水流条件变得很差,管内易漏水,极易淤塞受阻,也很难修复与清理,需要采用这种结构时必须进行合理设计,必要时可进行模型试验。
在一般情况下,管道宜选用箱形或圆形,以水泥混凝土或钢筋混凝土结构为主,有条件时也可使用铸铁管,孔径应根据水力计算而定,一般为0.5~1.5m。主管的埋置深度,要求管上的填土厚度不小于1.0m,但也不宜超过3.0m。管道的两端设置的竖井,可以竖立或倾斜,应根据地形和用地条件而确定,井底的标高应低于管道,起着沉淀泥沙的作用。为减少管内出现堵塞现象,除要求管道内具有1.5m/s以上的流速外,在进口外宜设置沉砂池和拦泥栅,如图3-12所示。
图3-12 倒虹吸进口结构
1—沟渠;2—过渡段;3—沉砂池;4—拦泥栅;5—斜管;6—竖井(5与6选用一种)
渡槽相当于过水桥,是穿过农田地区路堑常用的过水形式之一,图3-13是渡槽的一种布置形式。渡槽可分为进水口、出水口、槽身和下部支承四个组成部分,其中进水、出水口的结构形式如图3-14所示。
图3-13 渡槽布置示意
图3-14 渡槽进出口结构
1—沟渠;2—过渡段;3—主槽;4—支承;5—防渗加固段
为便于槽身布置和降低工程投资,槽身的断面小于两端人工沟槽,以提高主槽的流速和减少槽身工程量。为此主槽与沟槽之间设置过渡段,其中出水段要比进水段的长度长一些,过渡段的平面收缩角约为10°~15°。当主槽槽身较短时,槽身与沟的断面尺寸相同,此时了不设过渡段。主槽两端连接的土质沟渠应予以加固处理,加固的长度应不小于沟内水深的4倍。
(1)挖方地段和填土高度小于边沟深度的填方地段均应设置,路堤靠山的一侧坡脚应设置不渗水的边沟。
(2)为了防止边沟漫溢或冲刷,在平原地区和重丘山岭区,边沟应分段设置出水口,多雨地区梯形边沟每段长度不宜超过300m,三角形边沟不宜超过200m。
(3)在进行平曲线处边沟施工时,沟底纵坡应与曲线前后沟底纵坡平顺衔接,不允许曲线内侧有积水或外溢现象发生。曲线外侧边沟应适当加深,其增加值等于超高值。
(4)边沟的加固。为确保边沟在排水中不受到冲刷损坏,土质地段当沟底纵坡大于3%时,应采取加固措施;采用干砌片石对边沟进行铺砌时,应选用有平整面的片石,各砌缝要用小石子嵌紧;采用浆砌片石进行铺砌时,砌缝砂浆应饱满,沟身不漏水;如果沟底采用抹面时,抹面应平整压光。
(1)截水沟的位置。在无弃土堆的情况下,截水沟的边缘离开挖方路基坡顶的距离应根据土质而定,以不影响边坡稳定为原则。如果为一般土质时,至少应离开5m的距离,对黄土地区不小于10m,并应进行防渗加固处理。截水沟挖出的土,可在路堑与截水沟之间修成土台并进行夯实,台顶应筑成2%倾向截水沟的横坡。
当路基上方有弃土堆时,截水沟应离开弃土堆坡脚1~5m,弃土堆坡脚离开路基挖方坡顶不应小于10m,弃土堆顶部应设2%倾向截水沟的横坡。
(2)山坡上路堤的截水沟离开路堤的坡脚距离至少应2.0m以上,并用挖截水沟的土填在路堤与截水沟之间,修筑成向沟倾斜坡度为2%的护坡道或土台,使路堤内侧的地面水流入截水沟排出。
(3)截水沟长度超过500m时,应选择适当地点设出水口,截水引至山坡侧的自然沟中或桥涵进水口处。截水沟必须有牢靠的出水口,必要时须设置排水沟、跌水或急流槽。截水沟的出水口必须与其他排水设施平顺衔接。
(4)为防止水流产生下渗和冲刷,截水沟应进行严密的防渗和加固,地质不良地段和土质松软、透水性较大或裂隙较多的岩石路段,对沟底纵坡较大的土质截水沟及截水沟的出水口,均应采取加固措施防止渗漏和冲刷沟底及沟壁。
(1)排水沟的线形要求平顺,在有条件的情况下,尽可能采用直线形,转弯处宜做成弧线,其半径不宜小于10m,排水沟的长度应根据实际需要而定,通常不宜超过500m。
(2)排水沟在沿着公路线路进行布设时,应离路基尽可能远一些,距路基坡脚的距离一般不宜小于3~4m。
(3)当排水沟、截水沟、边沟因其纵坡坡度较大,产生水流速度大于沟底、沟壁土的容许冲刷流速时,应采取沟的底部和侧壁表面加固措施。
(1)跌水与急流槽承担高速水流的泄水,必须采用浆砌圬工结构,跌水的台阶高度可根据地形、地质等条件决定,多级台阶的各级高度可以不同,其高度与长度之比应与原地面坡度相适应。
(2)急流槽的纵坡一般不宜超过1∶1.5,同时应与天然地面的坡度相配合。当急流槽的长度较长时,槽底可分为几个不同坡度的纵坡,一般情况下是上段纵坡较陡些,向下逐渐将其放缓。
(3)当急流槽的长度很长时,应分段进行砌筑,每段一般不宜超过10m,各段的接头处应用防水材料进行填塞,并确保密实无空隙。
(4)急流槽的砌筑应使自然水流与涵洞进、出口之间形成一个过渡段,基础应嵌入地面以下,基底要求砌筑抗滑平台并设置端护墙。
(5)路堤边坡急流槽的修筑,应能为水流排入排水沟提供一个顺畅通道,路缘石开口及流水进入路堤边坡急流槽的过渡段应连接圆顺。
(1)为避免高路堤边坡被路面水冲毁,可在路肩上设置拦水缘石,将水流拦截至挖方边沟或在适当地点设急流槽,以便将水引离路基。在与高路堤急流槽连接处应设喇叭口。
(2)拦水缘石的尺寸必须符合设计的要求,必须按照设计安置就位。
(3)设置拦水缘石路段的路肩,应根据实际情况进行适当加固。
(1)用取土坑作蒸发池时,与路基坡脚间的距离不应小于5~10m,面积较大的蒸发池至路堤坡脚的距离不得小于20m,坑内水面应低于路基边缘至少0.60m。
(2)坑底部应做成两侧边缘向中部倾斜0.5%的横坡。取土坑的出入口应与所连接的排水沟或排水通道平顺相接。当出口为天然沟谷时,应将水妥善导入沟谷内,不得形成漫流,必要时予以加固。
(3)蒸发池的容量应当适宜,一般不宜超过300m 3 ,其蓄水深度不应大于1.5~2.0m。在蒸发池的周围应修筑土埂,防止其他水流流入池中。
(4)蒸发池设置的位置应得当,最好征求当地有关部门的同意,不应使附近地区产生泥沼化及影响当地的环境卫生。
路基排水沟渠的加固至关重要。路基排水的目的,是防止路基出现水害,如果人工沟渠受水的冲刷,排水不畅或积水下渗,有可能出现新的水害。
为使沟渠不致产生冲刷,其容许的最大流速如表3-3所列。表中数值适用于水流深度为0.40~1.0m时,如果超出此范围应乘以以下修正系数: h <0.40m,0.85; h >1.0m,1.25; h ≥2.0m,1.40。
表3-3 沟渠(明渠)容许最大流速表 单位:m/s
排水沟渠的加固,应当就地取材,最好采用当地的石材或其他当地材料,这样既可以节省大量投资,又简单易行有效。常用的加固类型与铺砌厚度,根据加固不同而有所区别,施工中可参考表3-4中的数值。
表3-4 沟渠加固的类型
选择加固类型,与沟渠的土质、水流速度、公路等级、沟底纵坡和使用年限等方面有关,其中沟底纵坡关系到水的流速与冲刷作用,表3-5列出了沟底纵坡与加固类型的关系,图3-15中是梯形沟渠的加固断面图,可供施工中参考。
图3-15 沟渠加固断面图(单位:m)
表3-5 加固类型与沟底纵坡关系