季节性冻土地区高速公路路基排水.doc

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除季节性冻土地区高速公路路基排水 摘要：我公司于2014年至2016年在鹤岗只能大连高速公路施工，负责ZT10标段施工。鹤岗至大连高速公路是国家高速公路“7918”网中的9条南北纵线中的第一纵，也是东北地区和吉林省高速公路网规划的组成部分。鹤岗至大连高速公路纵贯黑、吉、辽三省,是我国东北东部一条纵向主干线，该地区冬季气候寒冷，最低气温零下43，夏季降水量大，年平均降雨量达可达883.4mm，面临着冻融循环对路基的危害，因此，路基排水系统至关重要。在季节性冻土地区，高速公路排水设施直接影响到工程的质量，无论从施工前期，到路基施工，再到工程竣工，直至投入使用后的路基稳定性，排水都至关重要，尤其是在季节性冻土地区，路基要经受冻融循环的考验。路基排水系统如果不完善，积水渗入路基里面，很容易导致路基冻胀破坏。关键词： 路基施工 排水 路基稳定性 冻胀正文：一、冻土路基水害路基在使用过程中，受到各种外界因素的作用，而路基水源可分为：大气降水、地面水毛细水、水蒸气凝结水和薄膜移动水。上述各种导致路基湿度变化的水源，其影响程度随当地自然条件和气候特点的不同而不同。在冻土地区路基基底下的冰和地下水和地表水是导致路基产生病害的直接原因。在冻土地区由于沿路基深度会出现较大的温度梯度，水分在温差的影响下会以液态或气态由热处向冷处移动并积聚在该处，出现湿度积聚现象。积聚的水分冻结后体积增大9，是路基隆起而造成面层开裂，即冻胀现象。当温度升高后，路基结构逐渐结冻，路基上层的水分先融解，由于水分难以及时排除路面，导致路基上层的湿度增加，路面结构的承载力大幅下降，经重车反复作用，造成路基不均匀沉降、局部凹陷严重。在严重时，路基土以泥浆的形式从胀裂的路面缝隙中冒出，形成翻浆 。二、冻土地区路基防排水设计冻土地区的路基排防水设计出了要注意常规的路基排水的要求，还应考虑到冻土地区特殊情况，切实做好地表排水与侧向保护设施，加强地表水的排泄与挤挡，以防止路基坡脚积水而造成的基底横向渗流，保证路基基底和路堑边坡的稳定性。 1、路基防排水设计原则路基排水的任务就是将路基范围内的土基湿度降低到一定 的限度内，保持路基处于常年干燥状态，确保路基及路面具有足够的强度和稳定性。 (1)、排水设计要因地制宜、全面规划、因势利导、综合治理、讲求实效、注意经济。(2) 、冻土区的排水要远离路基坡脚，并力求排水畅通，不得在路基附近形成积水洼地，更不得在路基坡脚积水，以免引起路基基底冻土的衰退和融化，影响路基稳定。 (3)、排水沟宜采用浅宽的形式，必要时可加铺防渗保温措施，减少对多年冻土的热干扰。 (4)、当路基地形较高或汇水面积较大时，应设置截水沟，截水沟据挖方边坡不得小于5 m，为防止冻结层上谁渗入路基，再截水沟靠路基一侧应设置挡水墙，挡水墙的顶宽不宜小于10 m，高度不小于08 m。 (5)、应尽量维持天然地面排水系统，避免改变天然水系。3、 路基防排水设计 1、边沟设计边沟设置在挖方路基的路肩外侧或低路堤的坡脚外侧。边沟断面形式及寸 ，应根据地形地质条件、边坡高度及水面积等确定。边沟宜保持不小于05的纵坡，必要时可增设防水土工膜以增加沟内水的流动和减小下渗。在冻胀严重的路段 ，由于反复冻胀 ，导致边沟不均匀沉降继而导致边沟破坏，所以宜采用柔性边沟结构或者“U”型预制拼装边沟。边沟宜采用宽浅形式，以减少对多年冻土的热干扰。 2、截水沟设计截水沟一般设置在挖方路基边坡坡顶以外，或山坡路堤上方的适当地点，用以拦截并排除路基上方流向路基地面的径流。在冻土地区常出现基底冻胀、涎流冰、边坡坍 塌等病害，所以排水设计必须做好地表防渗和防冲刷处理。对于土层松软易造成渗流或者流速较大可能引起冲刷的地方，需要加大挡水埝尺寸、并进行铺砌加固。碎石屑等未风化碎砾石坡面，坡面雨雪多在底边碎石层流动，除设置挡水埝外，可在挡水埝外侧坡面下一定深度增设一层防水土工膜，用于阻挡坡面层间水想地基下汇集渗透。 4、防水护道设计，冻土地区路基在设计时，路基高度需满足防冻厚度要求 ，这往往会导致路基附近一定范围内生态环境的破坏和路侧积水，导致路基及附近多年冻土被融化，路基产生热融变形。经过大量工程实践表明，回填集水坑，或设置一定高度、宽度的防水护道，一方面能减少路侧积水对路基下水的补给；另一方面对路基边坡具有反压作用，有利于路基稳定。护坡道宽度，在一般路基处23 m，较长期积水路段不宜小于5 m。护坡道高度一般路基是0815 m，最高路段应高出最高积水位05 m，并设置4向外横坡。同时通过选择合适的护坡道顶层土体，或在其上种植草皮进行植物防护和治理，能减少护道吸热和雨水下渗，能对路基产生积极影响。涵洞设计，在排水困难地段，为防止路基坡脚常年积水，可以采用涵洞将水排走。 5、路基排水设施的施工要点 有了完善的排水设计方案，还需要精心的施工才能使各种排水设施协调一致，充分发挥各自的排水作用。通过对鹤大高速公路路基路面综合排水系统的研究和工程实际的应用，总结出以下几点体： （1）排水设施的施工应及时，特别是对于施工期间的临时排水设施，更应在各个施工阶段根据计划及时实施，真正做到在任何时候路基路面不水，路基以外的水完全被拦截在路界之外。 （2）排水设施施工时，合理制定施工计划非常重要，否则有些排水设施起不到应有的作用，同时给其他设施施工带来困难。 （3）各个排水设施的排水应畅通，为此，应严格按照图纸施工，注意入水口和出水口的标高控制;土工织物材料和预制管节等施工时严格按照施工规范进行接头处理，搭接方式正确，搭接长度符合要求;在截水沟、急流槽、渗沟等施工时，应注意防冲刷、防渗处理，针对不同地质、水文等具体情况，采取不同的有效措施，使路基路面材料勉受雨水的侵蚀;对于地下排水设施，由于其检查、清扫及修补比较困难，在施工中更应细致精心，随时检查防渗土工布、透水土工布、管节接头等处理情况，随时进行标高、排水纵坡的检查，确保水能顺利迅速排出，施工结束后，应进行排水效果的检验，在确定无任何问题后方可进行下一道工序。 （4）排水设施、排水设计应遵循施工简单、便捷的原则。对于实际工程，同一排水设施宜采用标准化结构形式工。设计时应考虑施工的难易程度，尽量采取简单的排水形式。结语 路基的强度与稳定性同水的关系十分密切，特别在冻土地区极易产生冻胀翻浆及融沉等水害，必须予以足够的重视。本文经过查阅相关文献资料及工程实践 ，总结出了冻土 地区边沟、截水沟、排水沟、防水护道的设计理念及建议，这对于冻土地区路基防冻水施工具有重要的借鉴及指导意义。