滬寧高速公路排水與防護設(shè)計

1、v滬寧高速速公路排排水與防防護設(shè)計計趙佳軍軍【江蘇寧滬滬高速公公路股份份有限公公司南京21000499】摘要：本文文介紹了了滬寧高高速公路路(江蘇段)排水與與防護設(shè)設(shè)計的特特點，因因地制宜宜地選擇擇了不同同的排水水與防護護措施，并并使其與與沿線環(huán)環(huán)境相協(xié)協(xié)調(diào)，取取得了比比較好的的效果，可供平原微丘地區(qū)修建高速公路參考。關(guān)鍵詞：高速公路排水防護設(shè)計1概況滬寧高高速公路路(江蘇段)地處長長江下游游，西段段以微丘丘地形為為主，東東段位于于長江三三角洲平平原，北北靠長江江，南鄰鄰太湖流流域，地地勢平坦坦開闊，河河網(wǎng)密集集，第四四系地層層厚度大大，屬河河湖堆積積地貌，地地下水位位高，氣氣候多雨雨潮濕。因

2、因此，必必須采取取有效的的排水與與防護措措施，及及時排除除公路范范圍內(nèi)的的水，并并防止雨雨水浸入入，以確確保路基基路面穩(wěn)穩(wěn)定和高高速行車車安全。滬滬寧高速速公路的的排水系系統(tǒng)是由由路基排排水、路路面排水水及中央央分隔帶帶排水三三個部分分組成的的綜合排排水系統(tǒng)統(tǒng)，路基基防護措措施是根根據(jù)沿線線不同的的土質(zhì)巖巖性、水水文地質(zhì)質(zhì)條件、坡坡度、高高度和當當?shù)夭牧狭弦虻刂浦埔说剡x選擇的?，F(xiàn)現(xiàn)將其介介紹如下下，以供供同行參參考。2路基排排水進行路路基排水水設(shè)計的的目的就就是將影影響路基基強度及及穩(wěn)定性性的地下下水及地地面水及及時排出出公路范范圍。路路基排水水設(shè)施主主要由排排水墊層層、邊溝溝、排水水溝、截截

3、水溝、盲盲溝、滲滲溝、涵涵洞等組組成，并并與原有有溝渠、河河流等相相連。設(shè)設(shè)計應(yīng)遵遵循塘路路分家、路路田分家家的原則則，使高高速公路路排水系系統(tǒng)自成成體系。2.1地面面排水路路基地面面排水主主要是通通過全線線貫通的的邊溝來來進行的的，一般般采用0.66m00.6mm的梯形邊邊溝，邊邊坡1:1，以25ccm厚的7.5號漿砌砌片石鋪鋪砌，邊邊溝縱坡坡一般不不小于0.33%，坡長小小于3000m，邊溝溝水均應(yīng)應(yīng)引離路路基，排排入原有有水系中中的河流流、排水水渠及取取土坑內(nèi)內(nèi)，但不不排入魚魚塘內(nèi)，當當邊溝與與涵洞、通通道發(fā)生生交叉時時，一般般將邊溝溝水直接接排入涵涵洞，或或在灌溉溉涵、通通道處讓讓路基

4、邊邊溝向兩兩側(cè)排走走或設(shè)邊邊溝倒虹虹吸涵通通過。在在挖方地地段，還還應(yīng)設(shè)置置0.44m00.4mm的梯形形平臺截截水溝，并并在坡頂頂外側(cè)設(shè)設(shè)0.66m00.6mm的矩形形地面截截水溝，以以排除坡坡面水。截截水溝均均以25ccm厚的7.5號漿砌砌片石鋪鋪砌。2.2地下下排水地地下水帶帶來的危危害往往往很大。過過去的地地下水會會使得路路基泡軟軟、坍塌塌，并嚴嚴重影響響路面結(jié)結(jié)構(gòu)的安安全，在在平原微微丘區(qū)修修建高速速公路尤尤須重視視地下排排水設(shè)計計。2.22.1軟基基處理段段滬滬寧高速速公路丹丹陽以東東廣泛分分布著淤淤泥質(zhì)軟軟土層，地地下水含含量較大大，為保保證軟土土段路基基的穩(wěn)定定，迅速速排除地地

5、下水至至關(guān)重要要。為此此，設(shè)計計采?。喊?砂墊層+超載預(yù)壓壓的深層層。塑料料排水實實踐證明明這些措措施可有有效地處處理及砂砂墊層+超載預(yù)預(yù)壓的淺淺層排水水處理等等措施 。排除除軟土段段地下水水。值得得注意的的是為確確保軟土土段地下下水迅速速由砂墊墊層排入入邊溝，需需在砂墊墊層與邊邊溝相接接的斜面面上做15ccm厚的級級配碎石石(粒徑24cmm)反濾層層，在砂砂墊層底底部位置置預(yù)留截截面為5cmm5ccm、縱向向間距為為10m的泄水水孔，且且泄水孔孔出口應(yīng)應(yīng)高于邊邊溝底30ccm。2.22.2低矮矮路堤滬滬寧高速速公路丹丹陽段有有很多路路段處于于水稻田田的低矮矮路堤(路基邊邊緣設(shè)計計標高與與原地

6、面面標高之之差小于于1.555m)，為及及時排除除地下水水，確保保路基不不處于過過濕狀態(tài)態(tài)，設(shè)計計采取護護坡道下下挖和邊邊溝加深深的措施施，護坡坡道高程程(m)=設(shè)計高高程(m)-1.8m，實際際使用效效果良好好，但應(yīng)應(yīng)注意邊邊溝出水水口不應(yīng)應(yīng)低于常常水位標標高或利利用的排排水溝渠渠的底面面標高。2.22.3挖方方路段滬寧寧高速公公路鎮(zhèn)江江、南京京段處于于丘陵區(qū)區(qū)，路基基基本設(shè)設(shè)計成路路塹形式式，對于于水稻田田地段的的土質(zhì)挖挖方段，尤尤其是邊邊溝長、溝溝底坡度度緩的地地段，采采用滲溝溝隔斷地地下水向向路基滲滲流的路路徑(如圖1所示)；對于于石方挖挖方段，可可結(jié)合取取土，盡盡量使路路兩側(cè)邊邊溝挖

7、深深、挖寬寬，以利利截流地地下水和和降低路路基中地地下水位位，邊溝溝可采用用圖2所示形形式。a型邊溝溝因下部部的矩形形斷面較較小，易易為泥砂砂填塞，影影響排水水，一般般僅僅在在地形限限制的情情況下使使用；b型邊溝溝的寬度度及深度度可視地地下水位位及地形形情況取取用。無無論采用用何種形形式邊溝溝，都應(yīng)應(yīng)注意控控制最小小縱坡及及最大溝溝深，以以保證邊邊溝出水水口不低低于常水水位標高高或被利利用的排排水溝渠渠的底面面標高。2.2.44填挖交交接段對對于路塹塹和路堤堤交接處處，如路路塹地下下水位較較高，為為防止路路塹下含含水層中中的水沿沿路基縱縱向流入入路堤，使使路堤濕濕化、坍坍塌，設(shè)設(shè)計增設(shè)設(shè)了橫向

8、向滲溝。3路面排排水路面排排水設(shè)計計是高速速公路路路面設(shè)計計的重要要組成部部分。一一方面，由由降雨形形成的路路面水膜膜影響車車輪與路路表面的的接觸，車車輛高速速行駛時時，易使使車輪產(chǎn)產(chǎn)生液面面滑移(即“水漂”)，且高高速行駛駛的車輛輛尾部易易形成水水霧，影影響駕駛駛員的視視線，易易發(fā)生交交通事故故，影響響高速行行車安全全；另一一方面，路路面水若若不能及及時排除除，還會會透過路路面面層層滲入到到基層，這這樣易使使基層軟軟化、沖沖刷和唧唧漿，影影響路面面的整體體強度，最最終導(dǎo)致致路面過過早破壞壞。滬寧寧高速公公路地處處長江下下游，降降雨量較較大，因因此尤需需重視路路面排水水設(shè)計。3.1一般般路段的

9、的路面排排水一般路路段是指指不設(shè)超超高的路路段。路路面排水水根據(jù)路路線縱坡坡采用分分散漫流流式和集集中截流流式2種形式式。當路路線縱坡坡0.33%時，路路面排水水采用分分散漫流流式，路路緣石采采用水泥泥混凝土土的平緣緣石，路路面水沿沿縱坡和和橫坡經(jīng)經(jīng)路堤邊邊坡排入入邊溝；當路線線縱坡0.33%時，路路面排水水采用集集中截流流式，在在硬路肩肩邊緣土土路肩范范圍內(nèi)設(shè)設(shè)置瀝青青混凝土土攔水緣緣石，匯匯集路面面水，每每隔一定定距離經(jīng)經(jīng)泄水口口流入邊邊坡急流流槽，排排至路基基邊溝。急急流槽設(shè)設(shè)置間距距見表1。表1路線縱坡(%)0.30.50.50.80.81.01.0急流槽間距(m)304050603.

10、2超超高路段段的路面面排水設(shè)置置了超高高的路段段，路面面水易浸浸占超高高側(cè)行車車道，并并穿過凸凸形中央央分隔帶帶緊急開開口進入入另一側(cè)側(cè)行車道道，從而而影響行行車安全全，故應(yīng)應(yīng)及時排排除超高高側(cè)匯集集的路面面水。滬滬寧高速速公路在在超高側(cè)側(cè)行車方方向左側(cè)側(cè)路緣帶帶設(shè)置了了縱向排排水溝，并并每隔一一定距離離設(shè)置了了集水井井及橫向向排水管管，這樣樣超高側(cè)側(cè)路面水水沿縱坡坡及橫坡坡流入邊邊坡急流流槽，再再排入路路基邊溝溝(如圖3所示)。急流流槽設(shè)置置間距見見表2表2路線縱坡(%)0.30.50.81.01.5急流槽間距(m)901201501702503.3中中央分隔隔帶排水水滬滬寧高速速公路中中央

11、分隔隔帶采用用凸形，雖雖然大部部分降水水通過凸凸形中央央分隔帶帶可自排排到路面面上，但但仍有少少部分水水會滲入入到中央央分隔帶帶內(nèi)，必必須引起起重視。滬滬寧高速速公路在在中央分分隔帶范范圍內(nèi)的的路基及及路面結(jié)結(jié)構(gòu)層上上涂雙層層瀝青。以以阻止?jié)B滲入到中中央分隔隔帶回填填土中的的雨水進進一步滲滲入路面面結(jié)構(gòu)層層及路基基，并在在中央分分隔帶底底部設(shè)縱縱向碎石石盲溝(碎石粒粒徑不大大于4cm，含泥泥量不大大于3%)，并在在路兩側(cè)側(cè)每隔1000m左右交錯錯設(shè)置了了直徑為為5cm的橫向向硬塑管管，使雨雨水排出出路基范范圍。硬硬塑管進進口處用用土工布布包裹，碎碎石盲溝溝上鋪土土工布以以便與回回填土隔隔離(如

12、圖4所示)。設(shè)設(shè)計中應(yīng)應(yīng)注意如如下兩點點：因中央央分隔帶帶中需設(shè)設(shè)置通信信、監(jiān)控控用人井井，這些些人井會會隔斷縱縱向碎石石盲溝，為為不影響響中央分分隔帶的的排水，應(yīng)應(yīng)將人井井前的橫橫向排水水管移至至人井壁壁，并在在迎水側(cè)側(cè)的人井井壁涂瀝瀝青以防防雨水滲滲入人井井中；遇到橋橋梁、通通道等構(gòu)構(gòu)造物的的兩端各各增設(shè)一一道橫向向排水管管，以防防止碎石石盲溝中中的水沿沿縱坡匯匯集于構(gòu)構(gòu)造物臺臺背，使使臺背填填土淘空空，造成成橋頭跳跳車。3.4路面面結(jié)構(gòu)排排水防滲滲措施滬滬寧高速速公路面面層為三三層不同同類型的的瀝青混混凝土，基基層與底底層均為為半剛性性材料，由由于無論論何種類類型的瀝瀝青混凝凝土面層層總

13、會透透水，且且半剛性性基層的的反射裂裂縫將加加大瀝青青混凝土土面層的的漏水，如如不及時時將水排排除，水水將浸入入到半剛剛性基層層，并嚴嚴重影響響其穩(wěn)定定性，從從而影響響路面的的整體強強度，因因此，滬滬寧高速速公路在在基層頂頂面設(shè)置置了瀝青青封層，在在減少半半剛性基基層的反反射裂縫縫對瀝青青混凝土土面層的的影響，并并阻止透透過瀝青青混凝土土面層的的水進一一步浸入入基層。為為排除瀝瀝青封層層上的積積水，滬滬寧高速速公路在在土路肩肩內(nèi)設(shè)置置了外包包土工布布的縱、橫橫向排水水盲溝(盲溝內(nèi)內(nèi)填料為為：在56cm厚的斷斷面處用用12cm碎石，在在15ccm厚的斷面面處用24cm的碎石)，如圖5所示。a型適

14、用用于路線線縱坡0.33%路段，b型適用于于路線縱縱坡0.33%路段。橫橫向盲溝溝的間距距按表3采用。表3路線縱坡(%)0.50.51.01.0橫向盲溝間距(m)1015204路堤邊邊坡防護護4.1一一般土質(zhì)質(zhì)路堤滬寧寧高速公公路路堤堤填料主主要為具具有不同同含水量量的粘性性土，由由于填土土比較高高，故須須重視邊邊坡防護護，而坡坡面的防防護型式式應(yīng)結(jié)合合路面排排水作綜綜合考慮慮。滬寧寧高速公公路規(guī)定定，采用用分散漫漫流式路路面排水水的路段段，邊坡坡采用厚厚25ccm 77.5級漿砌砌片石襯襯砌拱防防護(下墊10ccm砂墊層層，拱內(nèi)內(nèi)植草，下下同)以防止止邊坡沖沖刷，當當路堤高高度6m采用單層層

15、襯砌拱拱防護，6m的則采采用雙層層襯砌拱拱防護；路面排排水采用用集中截截流式的的路段，路路基邊坡坡一般采采用植草草防護。為為防止高高路堤邊邊坡受沖沖刷，要要求路堤堤高度為為46m的采用用單層襯襯砌拱防防護，6m的則采采用雙層層襯砌拱拱防護，且且宜將雙雙層襯砌砌拱防護護的上、下下兩層襯襯砌拱錯錯開布置置。4.2粉土土路堤滬寧寧高速公公路丹陽陽段有14kkm粉土路路段。由由于該土土質(zhì)邊坡坡極易被被雨水沖沖刷，為為探索其其較有效效的防護護方式，以以確保路路基路面面的穩(wěn)定定，在這這一路段段共進行行了滿鋪鋪漿砌片片石護坡坡、現(xiàn)澆澆水泥混混凝土薄薄板護坡坡、法式式嵌鎖型型混凝土土預(yù)制塊塊干砌護護坡和日日式

16、長方方形混凝凝土預(yù)制制塊干砌砌護坡等等4種防護護型式的的試驗，各各種防護護形式的的試鋪長長度均為50m。試驗驗結(jié)果見見表4。表4類型滿鋪漿砌片石護坡現(xiàn)澆混凝土薄板護坡法式嵌鎖型混凝土預(yù)制塊干砌護坡日式長方形混凝土預(yù)制塊干砌護坡優(yōu)點1.結(jié)構(gòu)堅固耐久2.防護性能好3.外表較整齊美觀1.整體性能好2.防護性能好3.外表平整美觀1.鋪筑速度較快2.表面線條順適1.施工速度較快2.外表整齊美觀缺點1.砌筑工程量大2.費工費料費時1.施工有一定難度2.混凝土薄板易開裂1.模板制作難度大2.預(yù)制塊易損壞3.防護性能差1.預(yù)制塊易損壞2.防護性能差由試驗驗分析：混凝土土預(yù)制塊塊干砌護護坡具有有施工速速度快的的

17、優(yōu)點，但但預(yù)制塊塊間的縫縫隙滲水水，易使使邊坡局局部淘空空，使其其喪失防防護作用用；現(xiàn)澆澆混凝土土薄板護護坡表現(xiàn)現(xiàn)了良好好的使用用性能，在在揚(州)江(都)一級公公路已成成功應(yīng)用用，但高高速公路路規(guī)范無無此防護護形式，且且薄板難難以避免免裂縫，隨隨時間推推移及風(fēng)風(fēng)化的砂砂巖是否否繼續(xù)擴擴展也難難預(yù)料，故故存在隱隱患不宜宜大規(guī)模模采用；滿鋪漿漿砌片石石護坡造造價雖高高，但防防護性能能好、外外表美觀觀，高等等級公路路使用有有成熟的的經(jīng)驗。因因此，滬滬寧高速速公路最最終選用用了此種種方法。為為防止砌砌體萬一一沉降開開裂導(dǎo)致致雨水沖沖刷，將將傳統(tǒng)的的10ccm砂礫墊墊層改為為一層有有紡?fù)凉すげ肌崒嵺`

18、證明明，這種種防護方方法能有有效地防防止雨水水對粉土土邊坡的的沖刷，而而確保路路基的穩(wěn)穩(wěn)定。4.3石質(zhì)質(zhì)路堤滬寧寧高速公公路南京京段地處處寧鎮(zhèn)山山脈丘陵陵地帶，部部分路堤堤填料為為風(fēng)化的的泥質(zhì)頁頁巖、弱弱風(fēng)化的的灰?guī)r等等。針對對不同的的填料，路路堤邊坡坡采用了了不同的的防護方方式。由由于風(fēng)化化的泥質(zhì)質(zhì)頁巖水水穩(wěn)定性性差，為為防止邊邊坡沖刷刷，采用用厚30ccm 77.5級滿鋪鋪漿砌片片石護坡坡防護；弱風(fēng)化化的石灰灰?guī)r中，已已風(fēng)化部部分水穩(wěn)穩(wěn)性差，未未風(fēng)化部部分比較較堅硬，刷刷坡困難難，故邊邊坡采用用了7.5級漿砌砌片石矮矮擋墻臺臺階式護護坡(臺階設(shè)設(shè)外傾4%泄水水孔，階階內(nèi)設(shè)碎碎石反濾濾層)，

19、為增增強美觀觀，臺階階頂面填填土20ccm，做成2%向外傾傾斜的橫橫坡并植植草防護護。風(fēng)化化砂巖則則水穩(wěn)性性較好，因因此，邊邊坡采用用20ccm220cmm的20級混凝土土空心六六角形預(yù)預(yù)制塊防防護(空間填填土植草草，下同同)。從從實踐應(yīng)應(yīng)用，該該防護能能有效地地防止雨雨水浸入入，確保保填石路路堤的穩(wěn)穩(wěn)定。4.4橋頭頭路堤滬寧寧高速公公路橋頭頭填土普普遍較高高，路堤堤如得不不到防護護，則邊邊坡易被被沖刷，甚甚至淘空空導(dǎo)致臺臺后填料料流失，危危及橋臺臺，影響響行車安安全和舒舒適。為為此，要要求橋臺臺外100m長的橋橋頭路堤堤采用厚厚30ccm 77.5級滿鋪鋪漿砌片片石護坡坡(下墊10ccm砂墊

20、層層，下同同)，橋頭設(shè)設(shè)人行踏踏步，兼兼作橋頭頭排水急急流槽，以以確保路路堤不受受沖刷。4.5浸水水路堤滬寧寧高速公公路沿線線區(qū)域河河網(wǎng)密布布，路段段多為壓壓河、塘塘的浸水水路堤。為為確保路路基穩(wěn)定定，邊坡坡采用厚厚30ccm 77.5級滿鋪鋪漿砌片片石護坡坡，其高高度應(yīng)在在設(shè)計洪洪水位以以上0.5m。5路塹邊邊坡防護護土質(zhì)挖挖方段的的路塹，上上邊坡主主要采用用25ccm 77.5級漿砌砌片石襯襯砌拱或或20ccm220cmm的20級混凝凝土空心心六角形形預(yù)制塊塊防護；石質(zhì)挖挖方段主主要采用用護面墻墻或漿砌砌片石護護面防護護，上邊邊坡應(yīng)分分級防護護，護面面墻每5m高為一一級，設(shè)設(shè)置2m寬平臺臺及40ccm440cmm的平臺截截水溝，挖挖深不足足5m的設(shè)置置漿砌片片石護面面，坡頂頂用寬0.225m漿砌片片石鋪砌砌，其外外側(cè)再用用原土夯夯實，以以免邊坡坡水流沖沖刷，滲滲入墻后后引起破破壞。護護面墻及及漿砌片片石護面面縱向每每隔10m設(shè)置一一道