路基地下排水

排除路基范围内的地下水或降低地下水位

路基地下排水是指排除路基范围内的地下水或降低地下水位。路基地下排水设施主要指路基的明沟、暗沟、盲沟、渗沟和仰斜式钻孔排水等构筑物。

设计要点

1.地下排水设计的要点

(1)在地下水危及路基稳定(包括整体稳定和局部稳定)或者严重影响路基强度的情况下，应根据具体情况采取拦截、旁引、排除含水层的地下水，降低地下水位或疏干坡体内地下水等措施。

(2)进行地下水排水设计前，应进行野外工程地质和水文地质调查、勘探和测试，摸清地下水的类型和补给来源、地下水的活动规律以及有关水文地质参数。

(3)在排除地下水的同时，应采取措施防止地表水下渗而造成对地下水的补给，也不允许将地表水排放人地下排水设施内。

(4)地下排水沟管应尽可能采用较大的纵坡，在出水口端应加大纵坡坡度．其最小纵坡坡度一般不宜小于0．50% ；条件困难时，主沟的最小纵坡不得小于0．25% ，支沟的最小坡度不得小于0．20% 。

(5)地下排水沟管的出水口间距不宜大于300m，并应妥善处理出水口的排水通道，防止出现漫流或冲刷山坡坡面。可以允许将地下水排放到路界地表排水系统中，但出水口处的地下水必须处于无压状态。

(6)地下排水沟管的上游端头应设置45°倾角与地面清扫、疏通井管；在中间段的管道交汇处、转向处、管径或坡度变换处，应设置竖直的检查井管，其最大间距不得超过150 m。

2.水文地质资料的调查与资料收集

地下排水设各设计前应收集既有的工程和水文地质等有关资料，并通过野外调查及坑探和钻探测试，收集以下资料。

(1)地下水的类型和补给来源；含水层和不透水层的性质、层数和厚度。

(2)泉水出露的位置、类型、流量和动态变化。

(3)地下水的流向、流速和水力坡度。

(4)地下水的埋置深度、水位变化规律和变化幅度。

(5)当地地下水的利用和已有的地下排水实施的使用情况。

主要设备

1.暗沟

相对于地面排水的明沟而言，暗沟又称盲沟，具有隐蔽工程的含义。从盲沟的构造特点出发，由于沟内分层填以大小不同的颗粒材料，利用渗水材料透水性将地下水汇集于沟内，并沿沟排泄至指定地点，此种构造相对于管道流水而言，习惯上称之为盲沟，在水力特性上属于紊流。

一侧边沟下面所设的盲沟，用以拦截流向路基的层间水，防止路基边坡滑坍和毛细水上升危及路基的强度和稳定性。

路基两侧边沟下面均设盲沟，用以降低地下水位，防止毛细水上升至路基工作区范围内，形成水分积聚而造成冻胀和翻浆，或土基过湿而降低强度等。

设在路基挖方与填方交界处的横向盲沟，用以拦截和排除路重下面层间水或小股泉水，保持路堤填土不受水害。以上所述的盲沟，沟槽内全部填满颗粒材料，可以理解为简易盲沟，其构造比较简单，横断面成矩形，亦可做成上宽下窄的梯形，沟壁倾斜度约1：0.2，底宽b与深度h大致为1：3，深约1．0～1．5 m，底宽约0．3～0．5 m。盲沟的底部中间填以粒径较大(3～5 cm)的碎石，其空隙较大，水可在空隙中流动。粗粒碎石两侧和上部，按一定比例分层(层厚约10cm)填以较细粒径的粒料，逐层粒径比例大致按6倍递减。盲沟顶部和底面，一般设有厚30 cm以上的不透水层，或顶部设有双层反铺草皮。

简易盲沟的排水能力较小，不宜过长，沟底具有1%～2% 的纵坡，出水1：3底面高程应高出沟外最高水位20cm，以防水流倒渗。

寒冷地区的暗沟，应做防冻保温处理或将暗沟设在冻结深度以下。

2.渗沟

采用渗透方式将地下水汇集于沟内，并通过沟底通道将水排至指定地点，此种地下排水设备统称为渗沟，它的作用是降低地下水位或拦截地下水，其水力特性是紊流，但在构造上与上述简易盲沟有所不同。渗沟有三种结构形式。

盲沟式渗沟与上述简易盲沟相似，但构造更为完善，当地下水流量较大，要求埋置更深时，可在沟底设洞或管，前者称为渗洞，后者称为渗水隧洞。渗沟的位置与作用，视地下排水的需要而定，简易盲沟相仿，但沟的尺寸更大，埋置更深，而且要进行水力计算确定尺寸。公路路基中，浅埋的渗沟约在2～3m以内，深埋时可达6 m以上。

渗沟底部设洞或管，底部结构相当于顶部可以渗水的涵洞。洞式渗沟结构图例之一，其洞宽b约20 cm，高约20～30 cm；盖板用条石或混凝土预制板；板长约为2b，板厚P≥15 cm，并预留渗水孔，以便渗人沟内的水汇集于洞内排出。洞身要求埋人不透水层内，如果地基软弱还应铺设砂石基础；洞身埋在透水层中时，必要时在两侧和底部加设隔水层，以达到排水的目的。洞底设置不小于0．5% 的纵坡，使集水通畅排出。

当排除地下水的流量更大，或排水距离较长，可考虑采用管式渗沟。渗沟底部埋设的管道，一般为陶土或混凝土的预制管，管壁上半部留有渗水孔，渗水孔交错排列，设于边沟下的管或渗沟。管的内径D由水力计算而定，一般约0．4～0．6m，管底设基座。对于冰冻地区，为防止冻结阻塞，除管道埋在冰冻线以下外，必要时采取保温措施，管径亦宜较大一些。

3.渗井

渗井属于立式地下排水设备，当地下存在多层含水层，其中影响路基的上部含水层较薄，排水量不大，且平式渗沟难以布置；采用立式(竖向)排水，设置渗井，穿过不透水层，将路基范围内的上层地下水，引入更深的含水层中去，以降低上层的地下水位或全部予以排除。

渗井的平面布置，以及孔径与渗水量，按水力计算而定，一般为直径1．0～1．5 m的圆柱形。亦可是边长为1．0～1．5m的方形。井深视地层构造情况而定，井内由中心向四周按层次，分别填人由粗而细的砂石材料，粗料渗水，细料反滤。填充料要求筛分冲洗，施工时需用铁皮套筒分隔填入不同粒径的材料，要求层次分明，不得粗细材料混杂，以保证渗井达到预期排水效果。

鉴于渗井施工不易，单位渗水面积的造价高于渗沟，一般尽量少用。有时，因土基含水率较大，严重影响路基、路面的强度，其他地下排水设备不易布置，其他技术措施如隔离层的造价较高，此时渗井可作为方式之一，设计时应进行分析比较，有条件地选用。

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