关于地道桥防排水设计的讨论论文.pdf

第 7期 北 方 交 通 7 3 题 。 关 于地道桥 防排水 设 计 的讨论 马中建 ， 李家稳 ， 郑海龙 ( 北方工业大学建筑工程学院， 北京1 0 0 1 4 4 ) 摘要 ： 阐述 了地道桥 防排 水的重要 性 ， 介绍 了防水 、 排 水的分类以及做好地道桥 防刺： 水设 计应注意 的几个 问 关键词 ： 地道桥 ； 防水 ； 排 水 ； 防排结合 中图分类号： u 4 4 5 5 5 3 文献标识码： b 文章编号： 1 6 7 3 6 0 5 2 ( 2 0 1 2 ) 0 7 0 0 7 3 0 3 为了满足铁路提速 的要求 ， 对现有的平交道 口 需要改造。一般采用两种结构形式 ： 一是上跨结构 即高架桥 ， 一是下穿结构 即地道桥 。而高架桥 由于 施工复杂性和造价高的缺 陷， 下穿结构得到了人们 的青睐。但是 ， 地道桥本身存在着亟需解决 的问题 ， 那就是防排水问题。下面我们就对地道桥的排水和 防水系统作一些简单的讨论 。 1 地道桥防排水的重要性 由于地道桥本身存在一定的结构高度， 一般达 到 4 8 m， 需要向地下挖到一定深度才能满足要求。 引道坡度也较大， 通常达到 3 8 。而这往往就 使得地道桥最低点的高程严重低于附近的道路 ， 从 而形成地势低洼处。如果设计不当， 在雨季时， 附近 路面的雨水 向低洼处流淌， 极 易造成低洼处存 留大 量积水。这将严重影响交通状况 ， 甚至造成整个立 交系统的瘫痪 ， 危害人 们的生命财产安全 。地 下水 影响路基的干燥性 ， 使其强度和稳定性下降。同时， 可能对混凝土结构具有腐蚀性， 在干湿交替的条件 影响更大， 导致建成的桥质量下降， 影响桥的使用。 因此 ， 地道桥的防水和排水设计是一项重要的工程 ， 应该引起设计人员的高度重视。 2防水的分类 2 1 路 面防 水 为防止周围雨水大量流人桥内， 应该在引道与 原有地面处设置高差变坡点 ， 在 引道 以外的路 面设 置反向坡 ， 将引道 以外的雨水尽量引入其他排水系 统。若在引道起点附近无反坡点 ， 则低水区域必须 包括引道以外部分路面。如图1 江苏省苏州市相城 区太望线与京沪铁路立交桥工程道路纵断面图， 在 道路起点方向 s j d 1 和终点方向 s j d 5设置了 0 3 的反坡 。 一 图 l遭 路 纵 断 面 图 2 2地 下 防水 对于高水位路基， 为防止路基坍塌和地下水渗 入到桥 内， 通常设置封闭式钢筋混凝土道路结构 ， 又 称 u型槽结构。采用此种隔断地下水渗入 的方法 ， 要求在道路 内设置的检查井及雨水口必须采取密封 措施 ， 与道路结构结为一个整体 ， 与道路混合土一起 浇注。u型槽结构应该 以混凝土结构 自防水 为根 本 ， 以接头防水为重点， 辅以侧墙和底板外侧附加防 水层加强防水的多道防线， 综合治理的体系。u型 槽结构不得有漏水 ， 结构 表面不能有湿渍。因其刚 度大 、 变形 小、 稳定性好 、 收坡支挡防水效果 优 良， 特别适用于地下水丰富 、 地下水位较高 、 放坡条件受 到限制的路基地段 ， 可收到 良好的经济效益和技术 效益。 京承线 k 1 6 7+ 7 9 7 3 6地道桥结构净高 5 m， 底 板底相对高 程为 9 2 3 6 7， 而地下水位 相对 高程为 9 5 7 1 ， 相差达 3 m多。因此， 该桥引道工程采用 了u 型槽结构。 2 3桥顶 面、 侧 面防水 地道桥 的防水首先要考虑混凝土的 自防水作 用 ， 同时 ， 也要采用其他的构造措施。顶面可以涂刷 防水层 ， 并使防水层沿墙 面向下延伸一定距离 ； 侧面 可以涂刷沥青。图2为津山线 k 3 4 0+ 2 8 8地道桥的 桥面防水构造图。 3 排水的分类 3 1 路 面排 水 7 4 北 方 交 通 2 o l 2 图 2 津山线 l ( 3 4 0+ 2 8 8地遭桥的桥面防水构造 图 ( 1 ) 自然排水 当路基高程较大而地道桥的结构高度较小时， 造成地道桥最低点处仍高于周 围路面 ， 并且附近有 河流、 干沟和其他 排水系统可 以将 雨水 排入其 内。 此时 ， 便可以采用 自然排水 ， 这是首先要考虑采取的 方式。因为 自然排水不需要过多的人力进行干预 ， 也不需要消耗能源 ， 降低 了工程造价。地道桥的排 水系统是一项重要工程 。有的地段周围根本没有低 洼地段 ， 需要修建较长的排水沟 ， 达到几百米甚至几 里地的程度 ， 这无疑大大增加了工程量和造价 。因 此 ， 有时就是因为排水问题很难解决而不得不另选 方案或桥址 。 ( 2 ) 强制排水 在很多情况下 ， 由于路基较低或地下水位较高 ， 自然排水的要求是不能达到的， 需要采用强制排水。 强制排水通常就是通过设置泵站来实现的。 承隆线 k l 1 +1 8 2地道桥改建工程原桥址位置 高程与周围地势基本相同， 而要修建的地道桥的结 构总高为 7 m。该桥址的水文地质条件为 ： 场地位于 武烈河 i 级阶地 ， 地下水类型为第四系松散堆积层 孔隙潜水 ， 含水层岩性为 园砾 ， 透水性及 富水性较 强； 地下水稳定水位埋深 1 7 0 4 2 0 m， 相应标高为 6 7 0 4 5 0 m。因此 ， 提出的解决 方案 是将 铁路路 基两侧纵向排水 、 地道桥引道及桥下排水 ， 汇人道路 排水系统， 通过修建泵站， 强排引入附近既有铁路排 水涵 。 3 2地 下排 水 地下水的存在将使路基始终处 于潮湿状态 ， 影 响其强度和稳定性 ， 对地道桥的腐蚀也是很严重的。 同时 ， 地下水如果充沛 ， 将会影响地基承载力和增加 桥的受力。在地下水位较高时， 地道桥及与其衔接 的引道结构应进行抗 浮验算 ， 并应采取相应 的抗浮 措施 ， 使设计繁琐 。因此 ， 地下水应该及时排除。 地下水 的排除方法一般是埋设盲沟吸收、 汇集 地下水 ， 使之 自流或通过泵站提升排入地面排水系 统或专用泵站。 盲沟又称渗水 管、 无砂管 、 透水管 ， 作为汇集地 下水的措施 ， 达到干燥路面 、 保证路基结构稳定和 足够强度的作用。盲沟管在引道下分成纵向和横 向 两个方向， 相互连通起来 。纵向盲沟系沿快 、 慢车道 两侧边缘平行埋设 ， 一般距挡土墙 1 2 m， 深度 自引 道结构垫层底面以下约 1 5 e m， 但应保证地下水降水 曲线的顶点低于路面 5 0 e m为宜。如在冻胀影响地 区则其顶部滤层至冻结线不小于 3 0 c m， 盲沟起点应 自设计最高地下水位线处开始。为了更有效地降低 地下水位 ， 须在纵向盲沟范 围内每隔 2 03 0 m设置 横 向盲沟一道 ， 其坡度 自引道 中心起以 1 一1 5 的坡度与引道两侧纵向盲沟相衔接。如引道两侧设 有挡土墙时， 则应于墙后设置反滤层 ， 并用暗管与附 近的盲沟接通。 3 3 桥 面排 水 地道桥顶面除要具有防水功能 ， 也要能够排水 ， 其构造与建筑屋面形式基本一致。通常要根据桥面 的尺寸 ， 将顶面设置一定的坡度 ， 将雨水排向四周的 泄水孔内， 通过 p v c管引入桥内路面上 。图 3为津 山线 k 3 4 0+ 2 8 8地道桥的桥面排水分布平面图。 图 3 津山线 k 3 4 0+ 2 8 8地遭桥的桥面排水分布平面图 4泵站 的设 置 泵站的位置 ， 应会 同城镇 、 铁路 、 公路等有关单 位协商确定， 一般宜将泵站置于桥涵附近开敞平坦 地区 ， 地质条件好 ， 不会被洪水淹没， 且 供电供水方 便处 ， 并与铁路要 有相当的距 离 ( 不小于 2 5 m) ， 以 防泵站内仪表受到行车震动的影响。为降低工程造 价 ， 要求距离桥内最低点尽可能近 ， 以使雨水尽早排 出 。 泵站位于城市时 ， 与居民房屋应有一个相当的 距离 ， 以减少机械噪声 的影响。 位于交通干线或专用交通要道上的顶进桥涵泵 站 ， 应设置双电源或其他动力设施 ， 以确保泵站的正 常使用。 第7 期 马中建等 ： 关于地道桥防排水设计的讨论 7 5 具体设计时要考虑汇水面积、 暴雨设计重现期 两个方面 的内容。汇水面积影响到泵 站设 置的规 模， 其汇水面积应合理控制， 宜采用高水高排、 低水 低排互不连通的系统 ， 防止高水进入低水系统 ， 并 留 有一定的保险系数， 尽可能减少雨水的流入量； 暴 雨设计重现期一般应采用最高标准。 5 防水排水相结合 对于某一座地道桥 ， 不可能 只采用一种措施来 降低雨水对桥 的影 响， 通常都需要结合 多种措施。 既要考虑地面雨水的影响 ， 又要考虑地下水的影响 ； 既要保证附近的雨水不会大量流人桥内， 同时还要 及时排除 已经出现的积水。 6需注意的几个问题 ( 1 ) 合理选择地道桥位置 地道桥的修建主要是为改善平交道 口所带给人 们的不便 。因此 ， 要首先考虑桥 的设置是否能改善 人们现在的状况 ， 方便 出行。但排水问题也 至关重 要。桥位应尽量选在铁路路基高、 地质条件好、 地下 水位低 、 能很好的与原有公路相结合的地方 ， 以优先 考虑 自然排水。 ( 2 ) 做好设计前的准备工作 桥位确定后 ， 应着手地质钻探 ，除 了要了解持 力层以上各土层的物理力学性质 ， 掌握地下水的情 况 ，了解地下水的类型、 来源、 静止水位等。并询问 当地百姓， 了解当地的气候状况和水文条件， 附近有 无城市排水管道 ， 是否有可供雨水排入的河流或地 势低洼的地段。 ( 3 ) 注重设计 ， 统筹各部门合作工作 防排水设计涉及面广 ， 受地形地貌 、 水位条件、 施工方法、 经济状况等条件的限制。对盲沟、 排水管 道 、 泵站及其附属建筑物的没计， 应做详细的调查研 究与比较。对位于城市的顶进桥涵， 其排水往往属 于城市排水的一部分， 故应与当地城市规划相协调， 并与公路部门、 铁路部门、 供电、 市政排水等有关单 位互相配合 ； 对位于郊区、 农村顶进 的桥涵 ， 应与当 地农 田水利规划相结合 ， 既能供农业灌溉 ， 又要有其 他排水出路 ， 以免淹没农 田村舍 。应尽量作到因地 制宜 ， 全面考虑。 7 结语 ( 1 ) 由于地道桥桥址低洼和地下水 的影响 ， 地 道桥的防排水问题是一项重要工程 。为节省能源与 人力资源， 应利用当地地形和自然情况优先考虑自 然排水 。 ( 2 ) 为保证地道桥安全畅通的运行 ， 要全方位 的考虑各方面的影响 ， 要 防排相结合 ， 综合采取各种 措施， 加强各部门之间的合作。 参考： 乏献 1 李家稳 地道桥设计与施工 m： 北京 ： 中国铁道出版社 ， 2 0 1 2 2 郁片红 城市道路立交排水设计探讨 j 中国市政工程， 2 0 0 0 ( 4) ： 5 96 2 3 罗宇 浅谈立交桥排水设计 j 重庆建筑， 2 0 0 6 ( 8 ) ： 2 0 2 2 4 孟付明， 李海鹏 下穿式立交桥雨水 自 流系统设计 j 城市道桥 与防洪 ， 2 0 0 9 ( 1 0 ) ： 8 7 8 9 5 张云天 既有线平交道 口改立交 的排水 设计 j 铁 道建 筑 2 0 0 4 ( 4 ) ： 1 61 7 di s c u s s i o n o n w a t e r p r o o f a n d dr a i n a g e de s i g n o f un d e r p a s s br i d g e ab s t r a c t t h e i mp o r t a n c e o f w a t e r p r o o f a n d d r a i n a g e d e s i g n o f u n d e rpa s s b r i d g e i s e l a b o r a t e d cl a s s i f i c a t i o n o f wa t e r p r o o f a n d d r a i n a g e a n d s o me p o i n t s t h a t s h o u l d b e f o c u s e