(23)--路基排水系统基路面工程.ppt

路基排水系统目 录p地面排水设施p地下排水设施p综合排水设计一、地面排水设施 地面排水设施常见的类型包括边沟、截水沟、排水沟、跌水、急流槽、蒸发池等，分别设于路基的不同部位。一、地面排水设施1.边沟边沟边沟主要用来汇积和排除路基范围及流向路基的少量地面水。通常设置在路堑、矮路堤、零填路基及陡坡路堤外侧或坡角外侧。边沟一、地面排水设施2.截水沟截水沟（天沟）（天沟）截水沟位于路堑坡顶或斜坡路堤以外适当的自然坡面上，为了拦截自然坡面的径流，使其不致沿着边坡流入路基之内，以减轻边沟的水流负担。故此截水沟必须设置大致与地面水流方向垂直，以提高截水效能和缩短沟的长度。一、地面排水设施3.排水沟排水沟排水沟是一种人工沟渠，用来汇集路基边沟和截水沟中的流水，一般引至桥涵或路基范围以外的天然河沟或低洼地。也可用排水沟连通取土坑或路基附近低洼处的积水，引至桥涵等处水道中排泄。排水沟的横断面大小，视汇集和排泄的水量经水文计算而定，通常都大于边沟横断面。排水沟的横断面形式，应随地质情况选定，土质地段多为梯形，石质地段多为矩形。沟底纵坡不宜小于0.3。4.跌水跌水和急流槽和急流槽两者均为人工排水沟渠的特殊形式，一般设在水流通过坡度大于10、水头高差大于1.0m陡坡地段。一、地面排水设施（1）跌水在陡坡或深沟地段设置的沟底为阶梯，水流呈瀑布跌落式通过的沟槽称为跌水。其作用是在较短的距离内，降低水流速度，削减水流能量。在陡坡或深沟地段设置的坡度较陡，水流不离开槽底的沟槽称为急流槽。其作用是将上下游水位差较大的水流引至桥涵进口或路基下方。一、地面排水设施（2）急流槽要求：（1）跌水和急流槽纵坡大，水流急，冲刷严重，因此两者均需用浆砌块石或水泥混凝土砌筑，且基础应埋设牢固。（2）急流槽的纵坡不宜超过1:1.5，同时应与天然地面坡度相配合。（3）当急流槽很长时，就分段砌筑，每段不宜超过10m，接头用防水材料填塞，密实无空隙。一、地面排水设施4.跌水和急流槽5.倒虹吸与渡水槽当水流需要横跨路基时，可根据流水的需要设置管道或水槽，从路基下部或上空跨过，称为倒虹吸（或渡水槽），前者相当于涵洞，后者为简易过水桥梁，两者属于造价较高的路基排水结构物，多半因配合两侧农田水利而设。一、地面排水设施(1).倒虹吸倒虹吸管的设置，往往是路基穿过原有沟渠，且沟渠水位高于路基，不宜设涵洞，亦不能架空，其布置形式如图所示。倒虹吸是利用上下游水位差，迫使水流降落而复升，经路基下部埋设的管道，引向另一侧。此种结构为有压管道，水流连续改变方向，水流条件较差，管内易漏水，极易淤塞受阻，亦难以修复与清理，需要采用时，必须进行合理设计。一、地面排水设施(1).倒虹吸2011年5月22日，经过5个月的奋战，由五分局承建的南水北调元氏段项目部最大的北沙河倒虹吸工程开始进行回填。北沙河倒虹吸是元氏标11座建筑物中最大的一座，钢筋为2753.67t，混凝土为38974.4方，钢筋占整个工程总量的50%，混凝土占建筑物总量的50%。一、地面排水设施(2).渡槽渡槽相当于过水桥，是穿过农田地区路堑段常用的过水形式之一。一、地面排水设施 当地下水位较高且路基标高受到限制时，往往会导致路基填料含水量增大，影响路基的强度与稳定性，因此需要考虑地下排水。建筑在地面以下，具有拦截、汇集、排除地下水或降低地下水位，或能兼排地面水的结构物，称为地下排水设施。常用的地下排水设施有盲沟、渗沟及渗井。二、地下排水设施1.盲沟 设在路基边沟下面的暗沟称为盲沟，其目的是拦截或降低地下水。盲沟通过边沟内分层填实不同粒径的颗粒材料，利用其透水性将地下水汇集于沟内，并沿沟排泄到指定地点，其水力特性属于紊流。二、地下排水设施如图为一侧边沟下面设的盲沟，用以拦截流向路基的层间水，防止路基边坡滑塌和毛细水上升危害路基。图5.4.1一侧边沟下设盲沟1-盲沟；2-层间水3-毛细水；4-可能滑坡线 如图为路基两侧边沟下面均设置盲沟，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，或者土基过湿而降低强度等。图5.4.2二侧边沟下设盲沟1-原地下水位；2-降低后地下水位；3-盲沟盲沟的排水量较少，不宜过长，一般以50m为限，沟底具有1%2%的纵坡，盲沟出水口应高出口外水位20cm，以防水流倒渗。2.渗沟 渗沟也是盲沟的一种特殊形式,渗沟主要用来吸收降低地下水位，汇集和拦截流向路基的地下水，并将其排出路基范围之外。它是公路路基最常见的一种地下排水沟渠，尤其使用于地下水蕴藏量大、面积分布广泛的各段。根据地下水位分布的情况，渗沟可设置在边沟、路肩、路基中线以下或路基上侧山坡适当的位置。二、地下排水设施渗沟也是盲沟的一种特殊形式。按结构形式可分为三种：盲沟式渗沟，洞式渗沟，管式渗沟。二、地下排水设施2.渗沟渗沟布置图（1）盲沟式渗沟盲沟式渗沟与上述简易盲沟相仿，但构造更完善。当地下水流量较大，要求埋置更深时，可在沟底设洞或管，前者称为洞式渗沟，后者称为管式渗沟。渗沟的位置与作用，同上述简易盲沟相仿，但尺寸可更大，埋置更深。具体尺寸通过水力计算而定，埋深可达56m以上。盲沟式渗沟渗沟设洞或管，相当于沟底埋置可以渗水的涵洞。（2）洞式渗沟其中盖板预留泄水孔，洞底宽度b约20cm，洞高约2030cm，盖板长度约为2b，板厚P15cm。洞身一般设在不透水层内，以利洞内的水排出路基，如果地基软弱，应设置砂石基础。洞身应具有大于0.5%的纵坡。洞式渗沟（3）管式渗沟管式渗沟的预制管，管径D由水力计算而定，一般为0.40.6m，管壁交错预留泄水孔，以汇集沟内的渗水。泄水管应铺设在人工基座上，纵坡应采用1%3%，并注意保温防冻。管式渗沟3.渗井 渗井是一种立式的地下排水设施，在多层含水的地基上，如果影响路基的地下含水层较薄，且平式渗沟排水不易布置时，可考虑设置立式渗水井，向地下穿过不透水层，将上层的含水层的水引入下层渗水层，以利于地下水扩散排除。必要时还可以配合渗沟设置渗井。二、地下排水设施3.渗井渗井的孔径与平面布置，通过水力计算而定，通常采用圆柱形或正方形，直径或边长约1.01.5m，井深视地层构造而定，以深入下面渗入层能够向下渗水为限。井内填砂石材料，粒径要求为井的中间最粗，逐层向外粒径减小。填入的砂石材料，应筛分冲洗，规格一致，不含杂物，施工时用铁皮套分隔，分层填入相同粒径的材料，避免大小混填，以保证设计所要求的孔隙，减少填塞现象，达到预期效果。二、地下排水设施三、排水系统的综合设计 上述的各种地面和地下排水设施，均具有一定的排水功能，但就路基而言往往兼有各种水源，因此，路基的排水设计必须进行整体规划、综合设计。图中所示的案例中，利用渗沟将路基上方出现的泉水汇集，经排水沟排至自然沟内，同时，截水沟与边沟拦截并汇集地面水也排至自然沟内，在自然沟跨线处设置涵洞将水流排至路基下方。上述各种排水设施，构成该路段路基的排水系统，同时解决地面流水与地下泉水对路基的危害，疏干路堑顶部的泉水，防止边坡滑塌等危害。路基排水路基排水综合设计综合设计示例图示例图 三、排水系统的综合设计 p在综合设计中，应合理选定各种排水设施的类型及位置，恰当确定排水功能。此外，还应密切注意各种排水设施的衔接，使之构成统一的完整的排水系统。p在路基排水系统的综合设计中，还应照顾当地农田水利规划，以便在防范路基水害的同时，不致损害农田水利，并有利于农业生产。三、排水系统的综合设计