图解公路工程施工技术
上QQ阅读APP看书,第一时间看更新

1.6.6 路基常用的地下排水设施

路基常用的地下排水设施有盲沟、渗沟和渗井等,其特点是排水量不大,主要是以渗流方式汇集水流,并就近排出路基范围以外。对于流量较大的地下水,应设置专用地下管道予以排除。

1.暗沟盲沟

(1)构造原理。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。

(2)盲沟设置及作用。

①一侧边沟下设盲沟,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。

②两侧边沟下均设盲沟,用以降低地下水位,防止毛细水上升至路基工作区,造成冻胀或翻浆。

③设在路基挖方与填方交界处的横向盲沟,用于拦截和排除路堑下面层间水或小股泉水,保持路堤填土不受水害。

盲沟示意图如图1-63所示。

图1-63 盲沟示意图

a)一侧沟下设盲沟 b)二侧沟下设盲沟

1—盲沟 2—层间水 3—毛细水 4—可能滑坡线

1—原地下水位 2—降低后地下水位 3—盲沟

(3)基本构造。横断面成矩形,亦可做成上宽下窄的梯形。盲沟底部中间填以粒径较大的碎石,空隙较大;粗粒碎石两侧和上部,按一定比例分层填以较细粒径的粒料;底部和顶部一般设有30cm以上的不透水层。沟底具有1%~2%的纵坡,出水口底面标高应高出沟外最高水位20cm。

2.渗沟

(1)功能。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,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。

(2)设置位置。视地下排水需要而定,大致与简易盲沟相同,但设置尺寸更大,埋置更深。

(3)结构形式。盲沟式:结构形式似盲沟,当排水量大,埋置深2~3m或达6m时,采用洞式或管式。

洞式渗沟:洞宽b约20cm,高约20~30cm;盖板用条石或混凝土预制板,板长约2b,板厚不小于15cm,并预留渗水孔;洞身要求埋入不透水层,不然应在底部和两侧加设隔水层。

管式渗沟:水流量更大,排水距离长;管道一般为陶土或混凝土预制管,管壁上部留有渗水孔,渗水孔交错排列。管内径由水力计算而定,一般约为0.4~0.6m,管底设基座。埋于冰冻线以下,必要时采取保温措施。管式渗沟如图1-64所示。

图1-64 管式渗沟示意图

(4)施工技术。

①边坡渗沟的基底应设置在潮湿土层以下的干燥地层内,阶梯式泄水坡坡度宜为2%~4%,基底应铺砌防渗层。沟壁应设反滤层,其余部分用透水性材料填充。

②在渗沟的迎水面设置粒料反滤层时,粒料反滤层应用颗粒大小均匀的碎石、砾石,分层填筑。

③渗沟基底应埋入不透水层,渗沟沟壁的一侧应设反滤层汇集水流,另一侧用黏土夯实或浆砌片石拦截水流,如渗沟沟底不能埋入不透水层时,两侧沟壁均应设置反滤层。

④渗沟宜从下游向上游开挖。

3.渗井

(1)功能。渗井属于水平方向的地下排水设备,当地下存有多层含水层,其中影响路基的上部含水层较薄,排水量不大,且平式渗透难以布置时,采用设置渗井穿过不透水层,将路基范围内的上层地下水引入到更深的含水层中,以降低上层的地下水位或全部予以排除。

(2)设置。当路基附近的地面水或浅层地下水无法排除,影响路基稳定时,可设置渗井,将地面水或地下水经渗井通过下透水层中的钻孔流入下层透水层中排除。

(3)基本构造。渗井的平面布置,孔径及渗水量,按水力计算而定,一般为直径1.0~1.5m的圆柱形;井内由中心向四周按层次,分别填入由粗而细的砂石材料,粗粒渗水,细料反滤。当地下水埋藏较深或有固定含水层时,宜采用渗井。

渗井结构示意图如图1-65所示。

图1-65 渗井结构示意图

(4)施工技术。

①填充料含泥量应小于5%,按单一粒径分层填筑,不得将粗细材料混杂填塞,下层透水层范围内宜填碎石或卵石,上层不透水范围内宜填砂或砾石,井壁与填充料之间应设反滤层。

②渗井顶部四周用黏土填筑围护,井顶应加盖封闭。

③渗井开挖应根据土质选用合理的支撑形式,并应随挖随支撑、及时回填。