土质路基的防护加固措施及排水设施

土质路基的防护加固措施及排水设土质路基的防护加固措施及排水设 施施 一 土质路基的防护加固措施 路基防护和加固是是防治路基病害 保证路基稳定 改善 环境景观 保护生态平衡的重要工程技术措施 路基防护和加 固主要是路基坡面防护和冲刷防护支挡结构及地基加固等 1 路基坡面防护 路基坡面防护是防止土质或风化岩石路基边坡的冲刷或剥 落采取的措施 防护类型有植物防护 灰浆防护和砌体防护等 灰浆常采取抹面 锤面 喷射混凝土 喷浆 圬工铺砌 填缝 等措施 以保护路基坡面 以防止软弱岩石表面进一步风化 破碎和剥落 避免雨水侵蚀坡体 并能增强边坡的整体性 通 常用于不宜植物防护的坡面 在路基坡面上种草植灌木 也是 土质路基常用的措施 称为植物防护 因为铺草植树能使坡面形 成良好的保护层 可以加强路基的稳定性 还能保护路基免受 风 沙 水 雪的侵蚀 并有改善路容 调节气候的作用 一 般设计原则为在坡度不陡于 1 1 和坡高不大而坡面径流速度缓 慢的边坡种草 而边坡高陡和坡面冲刷较重以及需要迅速绿化 的地方铺草皮 在坡度不陡于 1 1 5 的各种土质边坡和极严重 风化的岩石边坡则选择种树 砌体防护主要用于受自然力影响 易发生严重剥落 冲蚀 溜方等坡面变形的路基边坡 采用框 格 护坡和护墙等砌体防护形式 在土质边坡中 框格防护主 要用于降雨量大而且集中的地区 以分流排除坡面水 使边坡 免受冲蚀 砌石护坡常用于易受水流侵蚀的土质边坡 严重剥 落的软质岩石边坡 而护面墙适用于坡度较陡而易分化或较破 碎的岩石挖方边坡以及坡面易受侵蚀的土质边坡 坡面防护措 施在设计时应根据路基坡面情况选用 2 路基冲刷防护 路基冲刷防护是防止路基遭受冲刷和淘刷所采取的措施 有称堤岸防护 主要包括 护岸工程 为保护路基边坡或河 岸免遭冲刷 常采用植物防护 抛石防护 砌石防护 石笼防 护 浸水挡墙等 为保护路基边坡或河岸免遭淘刷 常采用钢 筋混凝土沉排 石床 大型砌块 活动护坡等 导流工程 用丁坝 顺坝和格坝等调治构造物迫使河流主流偏离岸坡 以 防止冲刷和淘刷路基边坡和河岸 改移河道工程 路基侵占 某段河流河床 为了防止水流危害路基 或为了免建跨河桥所 采取的措施 在路基冲刷防护设计时 对于旁水的路基 可根 据岸坡位置 水流性质及其对岸坡的危害 并考虑地形地质条 件 选择使用不同的防护方法和措施 3 路基防护支挡结构 主要是挡土墙的设计 挡土墙是用来支撑路堤或路堑边坡 隧道洞口 桥台端部及河流岸壁的构筑物 按挡土墙所在位置 不同分为路堑挡土墙 山坡挡土墙 路堤挡土墙和路肩挡土墙 如图 路堑挡土墙和山坡挡土墙用于路堑边坡 以抗阻山坡侧向 压力 保持厚地层的天然平衡 路堤挡土墙和路肩挡土墙用于 路堤 以约束填土坡脚 缩小占地宽度 并可减少填方量 挡 土墙的结构形式很多 常用的有重力式 衡重式 悬臂式 扶 壁式和框架式挡土墙等 近年来 还采用许多新的轻型挡土墙 如锚杆式 锚定板式和加筋土挡土墙等 此外 路基支挡工程 还用支墙 支柱 支垛 砌石路基 护肩 护脚 矮墙等 支 墙用来支撑岩质路堑坡顶的危岩 支柱用来防止个别大石块的 崩坠 支垛用干砌片石砌筑 用以抗滑和渗水 陡山坡上的半 挖半填路基 当填方较大 边坡伸出较远填筑困难 而附近又 有较多不易分化的开山石料时 可采用砌石路基 地面横坡较 陡时 填方路基有沿斜坡下滑的倾向 或为加固 收回坡脚 采用护脚路基 而土质比较松散 容易产生碎落或坡面滑塌的 挖方坡脚 以及水稻田地段的填方坡脚 均宜设置矮墙 在路 基支挡工程设计时 为了防止路堑变形和崩坠 保持路基稳定 通常根据路基的特性 设计各种形式的挡土墙构筑物 4 地基加固 1 土质路基的加固处理方法很多 按其作用机理可大致分 为换填材料 排水固结 挤压密实 胶结硬化 调整结构等类 型 换填材料主要有开挖换填法 抛石挤淤法和爆破排法 排水固结的方法主要有砂垫层法 沙井排水法 袋装沙井 塑料排水板 挤压密实主要有动力固结法和挤密法 胶结硬化有浅层搅拌法 深层搅拌法和高压喷浆法 调节结构用轻质路堤 反压护道 加筋路堤的方法处理 2 基底处理是根据地基土密实程度和地面横坡大小 分别 采取清除植被 压实松土 挖原地面成台阶等措施 以保证路 坡填土和地基紧密结合 低路堤及路堑 都要预先压实基底 当地面横坡较大时 应验算路堤整体滑动稳定性 并采取相应 稳定措施 如遇积水洼地 稻田或地下水出露 应予排除疏干 或在路堤底部填渗水材料或石块 在软土地区筑路 应采取有 效加固措施 如换土 抛石挤淤 反压护道 砂垫层 砂井 柴排等 以防路基坍滑 沉陷 保证路基稳定 路堤填筑要根据地形及施工机械选定填筑方法 当用推土 机自路堑取土填筑路堤时 如地形较平坦 可沿纵向水平分层 填筑 在深谷陡坡地段 可采用竖向填筑 如堤身较高 可采 用混合填筑 即路堤下层用竖向填筑 上层用水平分层填筑 要注意基底处理 填料选择和填土分层压实 路堑开挖应根据具体情况 采用横向全宽掘进法 对路堑 整个断面沿路堑两端向前掘进 也可以采用纵向通道掘进法 先沿路堑纵向挖出通道 再向两侧进行拓宽 要注意排水 扩 大工作面 保证施工安全 二 路基的排水设施 公路路基排水是拦截 疏干或排除公路路基的地面水和地 下水的一系列设施 可排除危害道路的地表水和地下水 保证 路基路面结构稳定 防止路面积水影响行车安全 水对路基土体的浸湿 饱和和冲蚀 是使路基失去稳定 丧失强度 以及发生各种路基病害的重要原因 因此 应根据 沿线地形 地质和水文条件 路线的平纵断面设计特点 以及 桥涵 隧道 站场和农田水利灌溉渠道等工程的情况 对路基 排水设施进行总体设计 形成一个完整而通畅的排水系统 以 保证路基干燥 坚固和稳定 1 路基排水设施包括地面排水构筑物和地下排水构筑 物两大类 地面排水构筑物 主要指路基的边沟 天沟 截水沟 排水 沟 路侧取土坑 跌水和急流槽等构筑物 主要用来排除降雨 在路界范围内形成的地表径流 以及毗邻地带可能进入路界的 地表径流和影响路基稳定的地表积水 边沟一般设置在路基坡 脚的外侧 用以汇集和排除路幅和外坡范围内的地面水 边沟 应有足够的断面和纵坡 并设出水口 避免积水渗入路基内 边沟一般在原地开挖而成 设置在挖方及低填方地段的路肩外 侧 以汇集和排除路面 路肩和挖方边坡上的径流及少量流向 道路的地表水 从而减轻路基路面的浸湿程度 需要时须加衬 砌 天沟设置在汇水面积较大的路堑以外的山坡上 距路堑顶 有一定距离 用以拦截山坡坡面流向路堑的水 防止冲刷或破 坏路堑边坡 还可减轻边沟的排水负担 对降雨量小 坡面低 缓和不怕冲蚀 或者植被茂密的地段 可不设置天沟 有时根 据需要可设置一道或几道天沟 下图为天沟示意图 设在边坡平台的水沟称为截水沟 用于防止山坡地表径流 冲毁路基坡脚 排水沟是为汇集边沟 截水沟或地面积水 将 水引至桥涵或路基以外的沟渠或洼地 跌水和急流槽设置于排 水沟渠纵坡陡 水流急的地段 其作用是使水流消能减速 而 后 将水引至桥涵上游或下游的河沟 以保护路基不受冲刷 跌水是单级或多级台阶形式的构筑物 水流以瀑布形式通过 急流槽是纵坡很陡的人工水槽 视流速的不同设置消能设备 跌水和急流槽都需要用圬工构筑 并需专门设计 适用于水位 落差较大的排水沟渠连接部位或 出水口以及涵洞进出水口等处 当急流槽纵坡于 1 1 5 时 宜采用金属管 又称急流管 地下排水构筑物 主要指路基的明沟 暗沟 排水槽 排 水管 渗沟 渗水隧洞 渗井和水平钻孔排水等构筑物 明沟 和排水槽用以拦截 引排或降低埋藏不深的浅层地下水 并兼 排地面水 暗沟埋设在地面下 用来排除泉水或地下集中水流 无渗水和汇水的功能 排水管有纵向和横向两种 用以疏干路 槽内排水层中的水 其管壁有带孔的和不带孔的两种 此外 还可用管式渗沟 用以连接雨水口的地下雨水管 渗沟有多种 用途 边坡渗沟用以疏干坡面土和引排边坡上局部出露的上层滞 水或泉水以稳定边坡 支撑渗沟埋得较深 主要用来支撑路基 土体 兼起排除地下水和疏干土中水的作用 截水渗沟用来拦 截地下水流 不使其流向路基 引水渗沟用来引排地下水和降 低地下水位 以防止路基的冻害和翻浆 渗水隧洞是在路基受 地下水影响严重 而且地下水埋藏较深的情况下 修筑的拦集 或引排深层地下水的构筑物 渗井是引导地面水和浅层地下水 流入相当深的土层中去的构筑物 立式渗井群与渗水隧洞设置 合理 可排除具有多层含水层的复杂地层中的地下水 此外 用水平钻孔排水也是一种引排地层内地下水的有效措施 另为经常用到的还有路面排水设施和泄水和蓄水结构物 路面排水设施包含路面表面排水 中央分隔带排水 路面内部 排水 泄水和蓄水结构物其作用是将路基上方的水流宣泄至下 方或拦蓄于路基范围以为 蓄水结构物有桥梁 涵洞 倒虹吸 渡水槽 渗水路堤和过水路面等 主要作用使水流穿过路基 蓄水结构物有阻水堤和蓄水池等 系将山坡的地表水或排水沟 渠汇集的水 拦蓄在一定的地点 任其蒸发或下渗 雨量较小 排水困难地段 可利用沿线的集中取土坑或专门设置蓄水池 以容纳排除路基范围内的水 2 排水系统总体设计 排水系统总体设计应考虑的原则 是 查明水源和补给的水量对路基的危害程度 分清主次 采取相应设施 流向路基的地面水或地下水 须在路基以外 适当地点设置截水沟或截水渗沟拦截 直接引离路基 或汇集 起来用沟管引离路基 或降低地下水位 合理地布置桥涵 对明显的天然沟槽 一般宜 一沟一涵 对沟槽不明显的漫流 应在上游设置束流设施 加以调节 尽量汇集成槽 并在路基 范围内布设足够的过水构筑物 地面排水构筑物大体上沿等 高线布设 尽量选择在地质较稳定 地形较平缓地段 尽可能 使水流沿最短通道引出 并应不影响路基边坡的稳定 在局 部排水困难或地质不良地段 应做好单独的排水设计 并重视 同整个排水系统的连接与配合 结合农田水利排灌的需要 综合利用排水系统 注意地面和地下排水系统的配合 以及 临时性和永久性排水设施的结合 最后根据这些设计原则 制 订路基排水系统总体设计方案 3 排水设计的一般原则 1 排水设施要因地制宜 全面规划 合理布局 综合治 理 讲究实效 注意经济 并充分利用有利地形和自然水系 一般情况下地面和地下设置的排水沟渠 宜短不宜长 以使水 流不过于集中 做到及时疏散 就近分流 2 各种路基排水沟渠的设置 应注意与农田水利相配合 必要时可适当地增设涵管或加大涵管孔径 以防农业用水影响 路基稳定 并做到路基排水有利于农田排灌 路基边沟一般不 应用作农田灌溉渠道 两者必需合并使用时 边沟的断面应加 大 并予以加固 以防水流危害路基 3 设计前必须进行调查研究 查明水源与地质条件 重 点路段要进行排水系统的全面规划 考虑路基排水与桥涵布置 相配合 地下排水与地面排水相配合 各种排水沟渠的平面布 置与竖向布置相配合 做到路基路面综合设计和分期修建 对 于排水困难和地质不良的路段 还应与路基防护加固相配合 并进行特殊设计 4 路基排水要注意防止附近山坡的水土流失 尽量