山区高速公路排水系统浅析

摘要：山区高速公路的使用寿命和路基的稳定性受雨水的影响较大，因而应加强其排水设计。为了保证山区高速公路的使用寿命，应加强其水害防治。排水系统具有很强的综合性，比较系统。本文从山区的水文、地质等因素进行了详细分析，并且根据其自然环境，对其进行选择和规划，最终形成一个有效的排水系统，更好的保证公路的稳定性。

关键词：山区高速公路；路基；排水系统

1.路基、路面排水设计应考虑的因素

⑴地理：山区的地形比较复杂，一般起伏较大，山区高速公路的使用寿命与排水设计有很直接的关系。所以在设计之初，应该加强对其原有地质和地形的调查，搜集全面的资料，了解其地理环境。排水应该从大局出发，但也应该注重细节，无论是大水还是细水都应该使其有效的排除掉。对于山区地形的一些不利因素应该在设计之初将其考虑在内，对于其潜在的危险因素采取相应的措施进行防治，进而更好的排水，保证高速公路的使用寿命。

⑵地质：山区高速公路设计使应该将地质条件、裂隙发育、风化程度、岩石的成因及岩石种类考虑在内。对于地质条件比较差的高速公路，在设计时应该对其排水自身的稳定性、排水设施进行全面的考虑。排水设计时，原有的地形，会产生崩塌、滑坡等危害，使得排水设施很容易出现断裂和破损等现象。排水设施受到破坏后会使得排水效果受到很大的影响，排水容易流入截水沟，有的很难进入截水沟。排水设施在设置时，对于不同的路段，可以结合不同的措施，像边坡平孔排水设施可以较好的保证护坡的稳定性进而保证砌体的稳定，最终保证高速公路的使用寿命。

⑶气候：大气降水是公路界范围内水的主要补给来源。对于地处亚热带湿润季风气候区的项目，冬暖夏热，湿度大，无霜期达11个月。项目区四季分明，冻寒期短，且春夏之交多暴雨。多年平均降雨量为1297.5mm，其中年最大降雨量为1721.5mm，月最大降雨量为446.4mm，日最大降雨量为306.9mm。雨季多集中在5-8月份，约占全年降雨量的40%。暴雨和连绵阴雨常造成滑坡、崩塌等地质灾害。

⑷水文：山区高速公路的路基容易受到降水的渗透和冲刷，最终影响路基的稳定性，给排水设施造成很大的危害。渗到地下的水，因为和土石的相互作用，使得岩石和土体的稳定性和强度降低，最终产生各种不良的地质危害，给高速公路带来很多潜在的危害，进而影响其使用寿命。

除此之外，地下水还包括上层滞水、潜水、承压水。设计时，应根据实际情况进行考虑，使排水系统更加完善。

2.山区高速公路排水系统设计的特点

山区地形地质、水文、气象复杂多变，导致山区高速公路具有区别于平原区高速公路的一些特点。由于山区高速公路独特的建设条件和工程特性，对山区高速公路排水系统设计有相应的约束和要求：（1）山区高速公路排水系统负荷大，设计中一般遵循“集中、及时、通畅”的排水原则以及避免边坡冲刷。（2）山区高速公路更应注重排水的系统性和综合性，排水设施应自然、系统、完善。（3）充分考虑到山区高速公路的不同路段排水系统的区别。山区高速公路的特殊路段较多，不同路段的排水也有所不同。（4）充分重视关键部位排水系统。根据各路段水文特征、地形地质条件、自然水系布局以及农业设施规划考虑。

3.山区高速公路排水系统设计原则

在排水系统设计中应注重与当地的自然水系、已有的或规划的水利设施（灌溉排水、河川治理或水土保持等）、公共下水道、地下管线等协调配合，且各项排水设施应重视流末处理，防止排泄水冲毁农田及其水利设施，防止冲刷地表引起水土流失，或者污染水源。同时，山区高速公路排水系统设计还应考虑公路沿线地表地下水，充分考虑沿线地形、水文、地质复杂，跨越地貌单元，岩层地组多，山体开挖面大，施工难度大，特殊路段多等因素。

4.路基排水设计

4.1地表排水

（1）边沟、排水沟：边沟包含碟形边沟和矩形暗沟，一般与排水沟配合使用。矩形暗沟适用于硬质岩区的挖方路段，主要目的在于营造人性化的路侧净区，防止二次事故的发生；碟形边沟适用于软质岩区的挖方路段，采用景观效果较好的碟形边沟，充分显现绿化、环保的设计主题。边沟排水量不大，一般不需要水文和水力计算，选用标准横断面形式；排水沟的横断面形式一般采用梯形，尺寸大小应经过水力水文计算选定。由于山区暴雨集中因素，边沟出水口间距一般不超过300m。沟底纵坡应结合路线纵坡、地形、岩土性质、出水口位置等情况而定，尽可能与路线纵坡保持一致，为了减少冲刷，不宜设计过大。由于地形原因的限制，部分汇水量大的段落，边沟、排水沟设置过长，沟底纵坡过大，导致水不能及时排离路基范围，沟底易产生冲刷。针对这种情况，可设置消力设施，并对沟底进行浆砌加固，转弯处尽量圆顺，做成弧形，在沿河段落尽量将水通过急流槽就近引入河沟。

（2）截水沟（天沟）：它是山区高等级公路标准排水设施之一，一般采用梯形横断面，由于地质或土质条件差，有可能产生渗漏或变形，应采取相应的防护措施。尤其注意当遇到坡面陡、岩质破碎、水土易流失的边坡时，应设置完善的拦水设施，必要时设多道截水沟，在滑坡体的周界处应设置环形截水沟。挖方路段高边坡的防护应设置截水沟并在边坡上设置平台截水沟，可及时有效地拦截坡面水，减少坡面冲刷，使水流顺畅地排入沟谷及河道。高边坡上的截水沟，由于边坡的蠕滑变形加上基底地下水长期浸泡软化作用，沟底易出现开裂，使沟内积水下渗进而危及边坡稳定安全性，现在有些地区高等级公路建设中采取了沟底铺设防水土工膜的处理方式，这是一种值得重视的新动向。

4.2地下排水

山区高速公路地质条件复杂，松散层潜水及岩层裂隙水发育。设置地下排水设施的目的在于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，减少地下水对路基的影响。当路堑开挖截断坡体内含水层，或山坡路堤的基底范围内有含水层出露时，在地下水发育的挖方边坡坡脚矩形暗沟（或碟形边沟）下设置碎石盲沟，或填方边坡坡脚设置纵向渗沟，将含水层内的地下水拦截在路基范围外。在填挖交界路段，接近路堑的路堤基底遇到含水层出露时，在填挖交接处设置截水渗沟和排水渗沟，拦截含水层内的地下水，并排除到路界之外。

5.路面排水设计

路面排水一般分为路面表面排水、中央分隔带排水和路面结构内部排水3种排水方式。水损害是沥青路面早期破坏的主要因素，路面排水效果的好坏是直接与路面寿命密切相关的。当水膜或凝结水进入沥青与集料界面时，将使二者粘附性降低，在外部荷载及环境变化的作用下，沥青混合料性能开始下降，沥青与集料剥离，水开始下渗并以自由水的形式存在；此后会出现唧泥、龟裂、松散、坑槽等一系列病害，并可能以动水形式长期存在，进而使路床强度降低并使路面结构层遭到破坏。为减少水份入渗及在路面结构层滞留时间过长，加强路面排水设计是一项不容忽视的重要工作。

6.结语

综上所述，山区高速公路的排水问题是贯穿于工程始终不可忽视的主要问题之一，应根据公路等级、地形、地质、气候等具体情况，本着因地制宜、合理布局、经济适用的原则，充分利用原有地形和自然水系，采用预防为主，防治结合，表里排水，综合治理，分级截流，自成体系的方针，使其更加安全、稳定、有效地服务于人民。

参考文献

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[2]黄平，李天.开阳高速公路排水设计[J].公路，2003.8（08）：77-80