排水设计方案对于公路水毁病害重要性

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摘要：随着生态环境的改善，近几年，我区中南部地区雨水增多，降雨期持续时间长、降水量大。集中降雨导致我区中南部地区部分公路的基础设施发生较严重的水毁病害现象，存在较大的行车安全隐患。因此，针对不同区域内的公路建设项目，因地制宜，完善公路的路基、路面排水系统，采取切实可行的排水设计方案，对于保证路基的稳定性，保护人民群众的生命财产安全至关重要。

关键词：集中降雨；公路水毁病害；排水系统；设计方案

2017年我区中南部地区年均降水量570.2mm，年最大降水量达1088.1mm，年最小降水量220.3mm。尤其是本年度7~9月，降雨频繁，年度累计降雨46d，其中，8月份集中降中~大雨累计14d。根据《近50年我区某地区气温和降水变化趋势分析》显示：1966~2015年间，年平均降水量为401.7mm，降水量最多的年份为1990年，降水量超过600mm，降水量最少的年份为2009年，降水量不足250mm。2017年降雨过程持续时间之长、降水量之大历史罕见，位列历史同期第1位，平均过程降水量为100mm，为历年同期下旬的2.9倍，集中降雨导致区域内多条高等级公路发生较为严重的水毁等病害现象。为保证公路运营安全，设计人员对该区域某项目水毁路段进行现场勘察，并结合水毁现状现场研究分析，多方案、全方位进行比较，最终确定由水毁导致发生的路基边缘及桥头路基沉降，路基边坡防护坍塌，路基、路面排水设施不畅等病害现状的处理措施。

1公路水毁现状

导致公路基础设施发生水毁病害的原因是多方面的，涉及到受项目沿线地形、地貌的制约，设计单位对建设方案的研究过程、施工单位对施工质量的管控等诸多因素。为了建设一条高质量的公路，从项目的前期工作开展到项目建成通车运营，公路建设者们投入了巨大的精力。路基沉降及路基边坡坍塌.结合我区中南部地区多条受降雨影响，发生不同程度水毁病害的已建成通车公路项目，主要从设计角度浅谈改善方案。在降雨持续时间长、降水量大的情况下，部分高等级公路主要的水毁病害现象有路基边缘及桥头路基沉降，路基边坡坍塌，路基、路面排水设施不完善等。

2公路水毁病害分析

结合以上诸多因路基、路面排水不畅及排水设施不完善等原因而导致的公路水毁病害现象，根据设计人员外业勘察情况分析，其病害种类及原设计排水方案存在以下主要问题。

2.1路基沉降

项目某路段为半填半挖路基，且填方坡脚处多处窑洞未作处理。该段左幅路基填土高度大于10m，路面虽设置有集中排水设施，但现有的排水槽及排水暗管并未能发挥其最大功效，排水槽与土路肩硬化结合处有明显0.5~1cm宽纵向贯通式裂缝，路面汇水进而从裂缝处下渗，浸泡路基边坡。该段排水暗管进水口多处堵塞，导致路面汇水未集中排至路基外侧低洼处，部分路面汇水对路基边坡的冲刷也较为严重。结合以上排水不畅的问题，加之该路段坡脚处的多处窑洞，最终导致该侧填方路基边坡滑塌，路基沉降。

2.2桥头路基沉降

项目路段多处桥头路基发生沉降，桥头路基两侧长约5~15m范围内沉陷5~15cm。桥头路基两侧的防护也有轻微水毁现象，且未设置相应排除路面汇水的拦水带与急流槽。土路肩硬化处与沥青混凝土路面边缘处有不同程度的纵向裂缝，路面汇水通过裂缝下渗至路基，造成边坡防护塌落，通车后的工后沉降，也是导致桥头路基沉降的主要原因之一。

2.3路基边坡坍塌

项目路段根据不同的地质情况，原设计采用了拱形骨架防护及空心六棱砖防护。受降雨影响，不完善的路基、路面排水系统导致路基边坡防护多处坍塌。造成坍塌的主要原因是排水设施不完善，排水暗管堵塞、脱节、无进水口，未及时有效的将路面汇水排除。路面汇水通过排水槽处的裂缝下渗至路基或直接漫过排水槽冲刷路基边坡，边坡土方随雨水大量流失后，导致坡面防护圬工失稳塌落。

2.4路基、路面排水设施不完善

项目原设计路面排水多采用集中排水，集中排水由路拱横坡、排水槽及排水暗管组成，原则是以由硬路肩和排水槽所构成的三角形过水断面内积水不漫上右侧行车道外边缘为原则。由于我区中南部地区年降雨量较大，受连续降雨的影响，汇水从排水槽与土路肩硬化结合处的纵向贯通式裂缝下渗至路基，部分路段的排水暗管堵塞、脱节、无进水口，导致路基边坡拉槽、塌落，影响路基的稳定性。所以，从多个中南部地区已建成公路项目的路面排水系统分析，排水槽与排水暗管组合而成的路面排水系统并不适合我区中南部地区年降雨量较大区域。

3公路排水设计方案优化

针对诸多公路建设项目不同类型的水毁病害，设计单位应该注重设计方案的适用性。我区各个市县公路建设项目所在区域的地形、地貌及水文、气象差异较大，应结合项目所在区域公路建设及后期运营、养护的实际情况，制定因地制宜的排水设计方案。

3.1公路建设项目涉及范围广，占地面积大，再征地难，一般建设工期较短一般公路建设项目工期都较短，高等级公路多为分期实施，先期工程完成后，存在排水系统不完善等问题，面临再征地难的现状。这就要求设计单位在分期实施的公路建设项目中，对路基、路面防排水的设计方案和施工组织设计提出了更高的要求，同时也要求施工单位对排水设计方案的理解和施工现场质量的管控落到实处。

3.2充分考虑路基边坡防护与排水的组合设计，注重公路排水设计方案的适用性填挖方路基边坡防护的水毁较为普遍，多存在于未设置完善的截排水设施和现有的截排水设施不能发挥实效性。应该加强公路建设项目填挖方边坡坡面防护与排水的组合设计，在突出适应环境、外表美观的前提下，重点考虑设计方案的适用性。设计人员应该加强自身专业知识的学习，对新鲜设计产物的学习意识要提高，但不能扔掉我们传统的、成功的设计经验。针对不同区域的公路建设项目，考虑地形、地貌及水文、气象等现场情况，结合已建成公路项目的成功经验，采用经济、合理、长期适用的路基、路面排水设计方案，对建造一条高等级、高质量的生命路、幸福路至关重要。

参考文献

[1]宁夏回族自治区某等级公路工程建设项目施工图设计文件，2013.

[2]JTGB01—2014，公路工程技术标准[S].

[3]JTGD30—2015，公路路基设计规范[S].

[4]JTG/TD30—2012，公路排水设计规范[S].

[5]JTGF10—2006，公路路基施工技术规范[S].

作者:唐海明 单位:宁夏公路勘察设计院有限责任公司