路基排水和防护（铁路路基）

第五章路基排水与防护设计5.2路基防护设计5.1路基排水设计第一节路基排水设计水对土体的浸湿、饱和及冲刷作用，常常会造成土体的强度降低，导致路基的各种病害发生，如基床产生翻浆冒泥、下沉和冻害，路基边坡产生滑动和坍塌等，影响线路的正常运营。为了保持路基的稳定，使路基能经常处于干燥和坚固状态，应将可能停滞在路基范围内的地面和地下水及时排除，并防止路基范围以外的水流入或渗入路基范围内。第一节路基排水设计路基排水设备的设计应与桥涵、隧道、车站等排水设备衔接配合，有足够的过水能力，并且与水土保持和农田水利的综合利用相结合，同时遵循以下原则：（1）排水系统的规划和设计做到正确合理。（2）路基排水沟渠的设置应尽量少占农田，并与水利规划和土地使用规划等相配合进行综合规划。（3）排水设计应经济适用。（4）排水沟渠的出水口应尽可能引接至天然河沟。（5）排水设施的设计，应贯彻因地制宜、就地取材的原则。第一节路基排水设计总体布置目的把路基工作区内的填料含水量降低到一定范围之内。合理性合理的排水方向和排水设施位置；与桥、涵、农田水利设施等自然条件合理配置。考虑因素线路平、纵断面，地形、地质、气象、桥涵位置、农田水利设施等。排水坡度横坡：i≥4%纵坡：2‰≤i≤8‰第一节路基排水设计地面排水设备跌水急流槽缓流井侧沟天沟排水沟第一节路基排水设计一、路基地面排水排水沟：用以排除路堤范围内的地面水。第一节路基排水设计一、路基地面排水第一节路基排水设计侧沟：在路堑地段用以排除路基面和路堑边坡坡面的地面水，设于路基面两侧或一侧。(边沟)天沟：用于排除山坡迎水方向流向路堑的地面水。一、路基地面排水1-侧沟2-截水沟3-天沟第一节路基排水设计一、路基地面排水急流槽：路堤边坡；衔接两段高程较大的排水设施。（吊沟：急流槽的一种）跌水：底部呈台阶状的急流槽，每级高差为0.2—0.4m，利用台阶跌水消能。第一节路基排水设计一、路基地面排水第一节路基排水设计一、路基地面排水缓流井：沟底纵坡较陡的水沟，可设计成两段较缓坡的水沟用缓流井连接起来。缓流井第一节路基排水设计一、路基地面排水排水沟、侧沟、天沟、边坡平台截水沟等各类排水沟的出口，应将水引排至远离路基以外，以防止水流冲刷路基。地面横坡明显的地段，排水沟、天沟可设在来水一侧的上方。若地面横坡不明显，宜在路基两侧设置。排水沟、侧沟、天沟的横断面，应有足够的过水能力，除需按流量计算外，一般可采用底宽0.4m，深度0.6m。边坡平台截水沟尺寸，可采用底宽0.4m，深度0.2~0.4m。第一节路基排水设计一、路基地面排水路堑顶部无弃土堆时，天沟内边缘至路堑顶距离不宜小于5.0m。天沟不应向路堑侧沟排水。天沟、排水沟的边坡应根据土质及边坡高度确定，黏性土边坡可采用1:1-1:1.5。在砂类土中，两侧边坡均可采用1:1-1:1.5。路堑侧沟的水流不得流经隧道排出。第一节路基排水设计一、路基地面排水排除地面水一般设计原则：排水设备的作用是排除路基本体范围内的地面水及自田野方向流向路基的水，并将水导引至铁路过水建筑物或自然沟渠中排走。断面形式：矩形，梯形加固：浆砌片石，干砌片石尺寸：足够的过水能力，流量计算长度：单面排水坡坡度段长度≤400m坡度：横坡≥4%，纵坡2‰≤i≤8‰排水沟常采用梯形断面第一节路基排水设计二、路基地下水的降低与排除设备地下水对路基稳定性的危害降低路基的稳定性；降低填料的强度；严寒地区出现冻害；渗流水对路基的冲刷、潜蚀作用；盐渍化、液化等。关于地下水的降低与排除仅是指地下水的存在形式和数量可以对路基的稳固造成危害时而设置的一种重要的工程措施。第一节路基排水设计二、路基地下水的降低与排除设备在路基设计和施工中。由于地下水存在的形式和数量可使工程设计与施工产生一定的困难。因而应采取措施，使地下水存在的形式或数量改变，以确保路基的稳固和工程的实施。对已修建的路基，地下水的变化若造成路基稳定条件下降，也应采取必要的措施，将其变化调节到允许的限度内。第一节路基排水设计二、路基地下水的降低与排除设备地下水可大致分为承压水和无压水(如潜水)，又可据其存在环境分为裂隙水和孔隙水，在岩溶地区还有活动于溶洞、地下河等岩溶构造中的溶洞水，多年冻土地区的层上水、层间水和层下水等。降低路基地下水及排除地下水设备的选择，应根据不同类型的地下水及工程具体条件、要求确定。第一节路基排水设计二、路基地下水的降低与排除设备明沟：是兼排地面水及地下水的排水设备。沟底及水沟边坡底用不透水材料作护层，以免沟中水渗入土中。排水槽：也是兼排地面水和地下水的设备。排水槽侧壁有渗水孔，渗水孔在槽壁的上部，槽内水面以下的槽壁是不透水的，以免水反渗入土中。第一节路基排水设计二、路基地下水的降低与排除设备渗水暗沟又称暗沟:是一种地下排水设备，用于拦截、排除较深含水层内的地下水，疏干滑体中的水或降低地下水位。常用明挖法施工。渗水暗沟可分为有管渗沟和无管渗沟两种。沟顶应回填夯实，以免地面水渗入。按渗沟作用和设置部位，又可分为截水和引水渗沟、无砂混凝土渗沟、边坡渗沟和支撑渗沟等。第一节路基排水设计二、路基地下水的降低与排除设备截水和引水渗沟按其深度分为浅埋渗沟和深埋渗沟，浅埋渗沟深度一般为2~6m，深埋渗沟的深度一般大于6m。第一节路基排水设计二、路基地下水的降低与排除设备截水渗沟只需在渗流上游一侧沟壁进水，下游侧沟壁应不透水，可用黏土或浆砌片石作成隔渗层。截水的渗水暗沟的基底宜埋入隔水层内不小于0.5m。第一节路基排水设计二、路基地下水的降低与排除设备无砂混凝土渗沟：由无砂混凝土壁板、钢筋混凝土横撑、钢筋混凝土盖板和普通混凝土基础等组成。具有透水性能和过渡能力好，施工简便及节省材料等优点。第一节路基排水设计二、路基地下水的降低与排除设备第一节路基排水设计二、路基地下水的降低与排除设备边坡渗沟：

（1）作用：用于疏干潮湿的边坡和引排边坡局部出露的上层滞水或泉水，并起支撑边坡的作用。

（2）设置位置：适用于边坡不陡于1：1的土质路堑边坡，也可用于加固潮湿的容易发生表土坍滑的土质路堤边坡。（3）平面形状：可作条带形、分岔形和拱形等。对于较小范围的局部湿土或泉水出露处，宜用条带形布置。对于较大范围的局部湿土，宜用分岔形布置。当边坡原土普遍潮湿时，宜用拱形与条带形相结合的布置，一般其宽度大于1.3~1.5m。第一节路基排水设计二、路基地下水的降低与排除设备边坡渗沟纵断面坡度：边坡渗沟应垂直嵌入边坡，渗沟基底埋置在边坡潮湿土层以下较干燥而稳定的土层内。按潮湿带的厚度作成具有2％~4％泄水坡的阶梯形。第一节路基排水设计二、路基地下水的降低与排除设备支撑渗沟主要起支撑作用，兼起排除地下水和疏干土壤中水的作用。支撑渗沟通常采用成组的条带形布置，断面采用矩形，宽度一般为2～3m，各条渗沟之间的距离一般为8～15m。沟底必须置于滑面以下的稳定土层或基岩内，可以顺滑面的形状做成阶梯形，最下面一个台阶的长度宜较长，以增加其抗滑能力，基底应铺砌防渗。支撑渗沟的填充部分宜用容重较大的石块干砌。支撑渗沟可视地下水及土质条件布置成多种形式，支撑渗沟可单独使用，也可和抗滑挡墙联合使用。2-表层滑动面线3-反滤层4-干砌片石5-挡墙6-侧沟第一节路基排水设计二、路基地下水的降低与排除设备渗水隧洞又称泄水隧洞，它用于截排或引排埋藏较深的地下水，或与立式渗井(渗管)群配合使用，以排除具有多层含水层的复杂地层中的地下水。渗水隧洞的横断面尺寸应根据埋置深度、施工和维修条件确定，结构尺寸应由计算确定。渗水暗沟和渗水隧洞的纵坡不宜小于5‰，条件困难时亦不应小于2‰。第一节路基排水设计二、路基地下水的降低与排除设备平孔排水：又称水平钻孔排水，是用平卧钻机向滑体含水层打倾斜角不大的平孔，然后在钻孔内插入带孔的钢管或塑料管，用以排除地下水而疏干土体。第一节路基排水设计二、路基地下水的降低与排除设备集水渗井：当滑体中地下水埋藏较深或有多个含水层时，可用大口径竖井(直径可达3.5m)和水平钻孔配合使用，以降低地下水和疏干其附近的土体。第一节路基排水设计二、路基地下水的降低与排除设备地下各种排水渗沟、渗水隧洞及渗井等设备中，常用反滤层以防止含水地层中的细粒土被渗流带走，淤塞排除地下水设备。目前常用的反滤层有卵砾石(或砂)反滤层、无砂混凝土块板反滤层及土工织物反滤层。第二节路基防护由岩土修筑的路基，大面积地暴露于自然中，长期遭受各种自然因素(如雨、雪、日晒、冲刷等)的强烈作用，在这种不利的水、温条件下，岩土的物理力学性质常发生较大变化，如：路基土含水率增加，填土的强度降低；水、温条件变化，加剧风化；干湿循环，填土强度衰减和剥蚀；河流等冲击、淘刷和侵蚀，路基损坏。第二节路基防护作用防治路基病害；保证路基稳定；改善环境景观；保护生态平衡。重点路基边坡，必要时也包括路肩表面，以及同路基稳定有直接关系的近旁河流与山坡。类型坡面防护冲刷防护第二节路基防护一、路基坡面防护路基边坡破坏最主要的原因是水的影响。水沟加深扩大破坏温度湿度坡面风化剥落坍塌循环第二节路基防护一、路基坡面防护坡面防护主要就是保护路基边坡表面免受雨水冲刷，减小温度及湿度变化的影响，防止或延缓软弱岩土表面的风化、剥落等演变过程，从而保护路基边坡的整体稳定性。坡面防护设施本身不承受外力作用，必须要求坡面岩土整体牢固。此外，坡面防护还应与排水设施相配合，以便雨水能尽快排出路基范围。第二节路基防护一、路基坡面防护1．植物防护包括：种草、铺草皮和种植灌木等措施。植被防护适用于坡度不陡于1:1(种草时不陡于1:1.25)。第二节路基防护一、路基坡面防护1．植物防护第二节路基防护2．骨架护坡骨架护坡可用于路堤边坡和土质、全风化岩层及强风化软质岩路堑边坡防护。骨架护坡可多级设置，边坡坡率不应陡于1：1，每级高度不宜大于12m。第二节路基防护2．骨架护坡第二节路基防护3．实体护坡干砌片石、浆砌片石或混凝土实体护坡，宜用于风沙、浸水及受河流冲刷地段的路堤边坡及河岸和水库岸坡等的防护，也可用于土质和宜风化剥落的岩石路堑边坡防护。实体护坡用于路堑边坡防护时，单级高度不宜超过12m，超过时宜设平台、分级砌筑或浇筑。第二节路基防护3．实体护坡第二节路基防护4．孔窗式护坡孔窗式护坡(墙)可用于易风化或风化破碎的岩石路堑边坡、坡面易受侵蚀的土质路堑边坡防护。护坡(墙)单级高度不宜超过12m，超过时宜设平台、分级砌筑或浇筑。孔窗式护坡(墙)坡率不宜陡于1：0.75，开孔尺寸宜选用2~4m，窗孔内宜喷混植生或种植植物。第二节路基防护4．孔窗式护坡第二节路基防护5．锚杆框架梁护坡锚杆框架梁护坡可用于土质、软质岩及风化硬质岩路堑边坡防护，可与植物防护、土工网垫客土植生、空心砖内客土植生、喷混植生、生态袋、植生袋、喷锚网、柔性防护网等防护组合使用。锚杆框架梁护坡可多级设置，边坡坡率不宜陡于1：0.75，单级高度不宜超过15m。第二节路基防护5．锚杆框架梁护坡第二节路基防护6．喷射混凝土护坡喷射混凝土(砂浆)护坡可用于风化破碎、节理裂隙较发育或较高陡的岩石路堑边坡。必要时可增加挂网措施。第二节路基防护7．石笼护坡(1)石笼防护可用于流速4~5m/s、波浪高1.5~1.8m的周期性浸水地段的河岸或路基边坡防护。在有滚石的