浅论多雨山区高速公路路基排水防护设计

摘要：由于地理以及水文条件的限制，多雨山区高速公路建设对路基路面的强度和稳定性都提出了较高的要求。水是影响路基强度、路基工程质量的重要因素。因此，多雨山区公路排水与防护系统对高速公路的路用性能和使用寿命具有重要的意义。本文结合高速公路建设中的实践经验，详细论述了高速公路排水与防护设计的特点，以及公路建设中的排水与防护措施，以期为多雨山区高速公路建设提供合理可靠的参考。

关键词：多雨山区，排水设计；防护设计

近年来，为了促进经济的均衡发展，国家大力支持西部多山地区高速公路建设，由于水是影响路基稳定性、危害路基工程质量，极易造成路基路面的破坏。因此，必须科学合理的设计多雨山区高速公路路基、路面排水以及防护系统。多雨山区由于地势起伏较大，气候多雨潮湿，必须及时排除公路范围内的水，防止雨水浸入路基造成损坏。高速公路排水与路基防护设计要结合沿线不同的土质岩性、水文地质条件、坡度、高度和原材料情况确定。因地制宜地选择经济合理、美观实用的工程防护措施，确保高速公路的稳定和行车的舒适安全。

一、路基排水

（一）路基排水设计原则

路基排水设计是为了将影响路基强度及稳定性的地下水及地面水及时排出。路基排水包括地面排水，地下排水以及路基边坡排水。在进行多雨山区路基排水设计前，应对水源和地质条件进行详细的调查研究。对于排水困难以及地质不良地段，应采取与路基防护加固相配合的特殊设计。多雨山区路基排水设计要因地制宜，充分结合当地地形和自然水系实际情况。如排水沟渠应选择地形、地质较好的地段，出水口应尽可能引接至天然河沟，以减少桥涵工程。多雨山区路基排水要防止山坡的水土流失，避免破坏天然水系，改变水流性质。路基排水设计结合各种排水设施以及排水构造物，做到排水设计与路基防护的整体协调，使全线形成一个功能齐全、良好完善的排水系统。山区高速公路路基排水一般采取设置防冲刷、防渗漏和有利于水土保持的综合排水设施和防护工程，路基排水设计主要包括地表和地下排水组成。

（二）地表排水

1．边沟及排水沟设计。边沟一般与排水沟配合使用，一般情况下矩形暗沟适用于硬质岩区的挖方路段，碟形边沟适用于软质岩区的挖方路段，对于地形平坦、纵坡平缓的浅挖路段，采用碟形边沟可以产生较好的景观效果。考虑到山区多雨的因素，边沟出水口间距一般不超过300m。沟底纵坡应尽可能与路线纵坡保持一致，不宜设计过大以防止冲刷。如果边沟、排水沟设置过长，沟底纵坡过大，可能导致路基排水困难，沟底易产生冲刷。可以采取对沟底进行浆砌加固，转弯处尽量圆顺，做成弧形的措施，在沿河段落尽量将水通过急流槽就近引入河沟。

2．截水沟设计。截水沟是山区高速公路必需的排水设施之一，如果边坡坡面陡、岩质破碎时，应设置完善的拦水设施，可以设多道截水沟。尤其是坡体稳定性较差的路段，在其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，同时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。高边坡上的截水沟在边坡的滑动以及地下水长期浸泡软化作用，容易出现沟底开裂导致渗进影响边坡稳定安全性，必须采取一定的沟底隔水措施。

3．跌水与急流槽。多雨山区由于路基填挖较多，在填挖交界地段必要时设置急流槽连接暗沟或边沟出口，长段落连续挖方路段以及平台截水沟连接边沟时，在挖方边坡上应设置路堑跌水。如果横向排水管出口处填方较高应将急流槽底设计为粗糙表面便于消力。

（三）地下排水

由于山区高速公路地质条件以及地下水分布相对复杂，必须设计地下排水设施以拦截引导排除含水层的地下水或疏干坡体内地下水，从而减少地下水对路基的影响。如果路堑开挖截断坡体内含水层或山坡路堤的基底范围遇到含水层，可以采用在挖方边坡坡脚设置矩形暗沟，并下设碎石盲沟的设计方法。也可以在填方边坡坡脚设置纵向渗沟，将地下水拦截在路基范围之外。

当路基基底局部范围有水层出露时，应该设置盖板涵及横向碎石盲沟以利于排水。碎石盲沟应根据水位高低、沟底纵坡坡度坡长及出水口情况进行设计，碎石盲沟不宜设置过长，可已选择在低路堤段将水排出。盲沟沟底应具1%～2%的纵坡，出水口底面标高应高出沟外最高水位20cm，以防水倒灌。碎石盲沟内一般填充透水性材料，使用较多的为粒径5mm～40mm的碎石，可以在碎石盲沟四周包裹透水土工布以避免含水层内的细集料渗入碎石盲沟而造成堵塞。

二、多雨山区路基边坡防护

山区高速公路建设由于雨水较多，长时间降雨后往往会出现边坡失稳的现象。降雨提高了地下水水位，降低岩体的强度，使孔隙水的压力增加，导致边坡滑动面的抗滑能力降低，极大地降低了边坡的稳定性。因此对边坡进行必要防护设计非常重要。

（一）坡面防护

1．植被防护。植被防护主要包括种草，铺草皮以及植树防护。种草防护适用于边坡稳定，坡面冲刷轻微，且宜于草类生长的土质路提与路堑边坡，用以防止表面水土流失，固结表土，增强路基的稳定性。在边坡高陡和坡面冲刷较严重的地方，铺草皮施工简便，效果明显。植树对于加固路基有较好的效果，也可同时结合种草、铺草皮，使坡面形成良好的防护层。

2．抹面与捶面。对于易于风化的软质岩层的路堑边坡防护，可用混合材料抹面或者捶面防护。抹面或捶面的边坡坡度一般不受限制，但不能承受荷载以及土压力，因此防护的边坡必须稳定，而且坡面应平整干燥。抹面或捶面工程的周边与未防护坡面衔接处，应严格封闭。大面积抹面或捶面时，应设置伸缩缝，并用填缝材料填充。抹面或捶面工程应经常维修，发现裂缝、开裂或脱落应及时灌浆修补。

（二）冲刷防护

多雨山区路基由于受到地形及地质条件的限制，可能经常受到水流的冲刷时，为保证路基的安全和稳定性，应根据实际情况采取必要的防护措施以消除相减轻水流对路基的冲刷危害。

1．水流冲刷作用较小时一般采用工程防护。工程防护适用于植物不宜生长的坡面上，主要包括框格防护、封面、护面墙、干砌片石护坡、浆砌片石护坡、浆砌预制块护坡、锚杆钢丝网喷浆以及喷射混凝土护坡。框格防护适用于土质或风化岩石边坡，框格防护可采用混凝土、浆砌片（块）石、卵（砾）石等做骨架，框格内宜采用植物防护或其他辅助防护措施。

2．沿河路基冲刷较为严重的路基防护一般采用直接防护和间接防护两种形式。直接防护路堤冲刷主要防护措施有抛石与石笼。抛石用于经常浸水且水深较大的路基边坡或坡脚以及挡土墙、护坡的基础防护。石笼适用于沿河路堤坡脚或河岸，当受水流冲刷和风浪侵袭，且防护工程基础不易处理或沿河挡土墙、护坡基础局部冲刷深度过大的情况。间接防护是通过利用顺坝、丁坝、拦水坝以及格坝等导流构造物来改变水流方向，调整水流速度，进而而消除和减弱水流对路基边坡的直接冲击作用。设计导流结构物时，应深入分析研究，制定合理的设计方案，避免因这些结构物的设计引起周围沿岸农田以及建筑物等遭受水流冲刷。

三、结语

多雨山区高速公路排水与防护系统设计应结合实际气候以及地理环境，确保路基路面的强度以及使用性能，并尽可能与周围环境相互协调、增加行车舒适性。我国多雨山区高速公路建设蓬勃发展，但是排水与防护设计经验尚未成熟，需要在工程实践中不断探索、总结，形成一套完整的设计体系，以提高多雨山区高速公路的建设质量，促进其社会经济的进一步发展。

参考文献

[1]公路路基设计规范（JTGD30―2004）[S]．北京：人民交通出版社，2004．

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