淺談高速公路排水系統分析
時間:2022-11-11 05:31:54
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1工程概況
本項目路線總體走向為西南向東北方向。路線起點K0+000處位于藤篾山附近,設置“T”形樞紐互通式立交接高速公路K74+000處。路線往東一路降坡,過瀑布寨后,設置3757m1號特長隧道,然后布設4×40+(100+180+100)m特大橋跨越,再設置隧道,于K16+401.725附近設立交接S214省道;然后設置隧道穿越山體,于東側設置停車區,往北與省道并行,在茶廠八隊附近設置3695m特長隧道在鎮西側穿越山體,出隧道后于K31+701.124設立交接S214省道;其后路線一路沿S214走廊往北,向東北布設,于K49+370處設立交連接S214省道;于K51+650處設置服務區;其后路線一路升坡,與省道S214并行,設置1890m2號隧道穿越山體,過村后路線沿界河以西布線,路線在西南側設置大橋跨河,之后路線沿S218走廊向北布線,于K82+909.989設互通連接地方道路,之后路線右轉向東北方向布線,5次跨河后,路線沿河谷布線,在K90+310—K92+380段設停車區,在7次跨越河后,路線開始升坡,在YK96+193(YK94+039—YK98+347、ZK94+040—ZK98+353)設置4310.5m特長隧道,出隧道后路線降坡沿河布線,于K106+741.325設互通,之后路線右轉向東線,并設置隧道穿越山嶺后路線繼續向東北升坡,設置2388m長隧道穿越山梁,出洞后路線起伏升坡,于K121+705.57處設置互通立交與縣城連接,其后路線設1號隧道穿越山梁,隨后設國慶2號隧道穿越山梁,路線順河右岸山坡升坡布設,于K131+500處跨河后設5435m特長隧道穿越,出洞后路線順河左岸山坡降坡布設,設1467m長隧道穿越地落梁子、跨金河、穿越獨樹梁子、跨河后設2135m坡腳長隧道、中隧道穿越山梁,跨河后設置1號長隧道、2號中隧道穿越山梁達江右岸,后升坡,設特大橋跨江進入X縣境;之后路線進入X縣穿越山梁設置互通,跨河后沿河東側山梁布線,一路爬升,經灑馬東側與大阿壩公路相交并設置大水溝互通。路線轉向東北穿越山梁設隧道,再轉向東沿河南側布線,經過西側向東北布線后轉向牛孔河谷,于X縣城西側接在建高速,終點樁號K220+801.607。路線全長210.432km。
2排水設計整體情況
2.1中央分隔帶排水。本項目為山區丘陵地形,中央分隔帶通常布置在整體式路基段中部,在其中填培上黏性土并將草皮種植在表層用來阻隔雨水下滲其中,同時,將防滲處理技術用在路面結構層的邊部來減少對路面邊部的損壞。所選擇的研究段在填筑時采用挖方填方和隧道的方式,其填料具有較好的滲透性,一旦有雨水滲入其中,滲溝便會發揮作用及時地將雨水排出分隔帶。2.2路面排水設計。其中,矩形流水槽設置在超高路段左側,雨水一般會通過急流槽、橫向排水管以及集水井等設施排出路基,而以上設施在一定的距離會均勻分布來確保雨水排出其中。在一般的路段面上,雨水的走行路徑通過雙向橫坡到土路肩再通過檔水條的導引進入兩面的邊溝中,而為了減少雨水沖刷土路肩,一般用水泥預制塊以及護肩來進行封閉設置。
3排水系統的關鍵部位設計
公路排水共包括4種不同的形式,分別是路界地表排水、下穿道路以及公路構造物排水、路面內部排水和地下排水,通常根據排水的范圍、作用、排水任務以及其設置的位置來進行有效劃分[1]。其中,公路構造物及下穿道路排水包含了橋面、橋臺以及支擋構造物排水,下穿道路排水等;路面內部排水包含了路面邊緣排水以及基層排水;而路界地表排水則包含了路面表面、中央分隔帶以及坡面排水(見圖1)。3.1長下坡段排水。在山區建設的高速公路中,長下坡是事故的頻發地,其縱坡擁有明顯的特點,不僅陡且較大,非常利于排水,但是例如排水不暢以及水流急速沖刷的問題卻極易出現在凹曲線的底部。大量的雨水將會由于在變坡點四周缺少排水設施而進行匯聚,積水最深處高達20cm,路基兩側的防護以及邊坡因受到雨水的沖刷而產生水毀。通常情況下使用的對應方法包括:在中央分隔帶將橫向排水管道設置在凹曲線底部;攔水帶開口設在凹曲線底部的最低處,并且在攔水帶開口前后5m處各增加一個開口用來排水。3.2填挖結合段排水。其中地下排水以及路界地表排水是其關鍵的設計內容。而坡面、中央分隔帶以及路面表面排水都屬于路界地表排水。其中,填方與挖方排水是坡面排水,急流槽、邊溝、截水溝等設施也普遍用來排水;在排除路面表面的積水時除了基礎的排水設備之外,還應將急流槽設置其中用來連接超過1m的邊溝過渡高差,將跌水井設置在填方邊溝以及急流槽的連接處;填挖結合部地下水、挖方邊坡坡面滲水、路塹路床地下水以及路堤地下水都屬于地下排水;通過橫向排水管來將中央分隔帶的水排至邊溝,在邊溝中匯集了路面表面水,然后直接在填方排水溝中匯集或是通過填方排水溝與急流槽來進行交匯直至排出路堤的范疇。3.3深路塹(高邊坡)路段排水。通常情況下設計的內容有地下排水、路面表面排水、坡面排水、邊坡防護以及中央分隔帶排水。地下排水溝的組成成分包括了溝槽、排水洞以及山透水管中回填的各種透水性材料;為了避免水流沖刷地面,應將平臺排水溝設置其中,并為了對路塹邊坡坡面水以及路面表面水進行有效的接納,應將邊溝設置在坡腳,將急流槽設置在橋梁溝渠、坡面、截水溝、排水溝、涵洞、自然溝以及邊溝的連接處;將截水溝設置在容易形成滑坡的地段或是穩定性不強的地段,用來對地表水進行有效的攔截,或是設置在地表水徑流量較大的路界處。3.4橋梁路段排水。①支擋構造物以及橋臺排水:將PVC泄水孔設置在橋臺漿砌片石錐坡上以及支擋物墻身,將不透水的材料用在封閉頂面之時,且回填的材料必須擁有較好的透水性;②橋面鋪裝層內部排水:將防水混凝土層設置在橋面鋪裝內部,并且為了有效避免在橋梁上部結構中滲入瀝青混凝土層內的滲水,還應將一道防水層設置在防水混凝土層頂面,依據現實情況采用相應的防水層,在排除被圍封的自山水時利用內部排水設施來進行作業;③橋表面排水的形式一般分為以下幾種:在對淺碟形邊溝排水設施進行設計時應計算水力以及水文,并與橋面表面的排水特點進行有效的結合;將漫流匯水孔開設在護欄座底下,若有必要則需要將排水邊溝設在泄水孔外側,在墩臺處的豎向排水管中排入水。縱向盲溝設置在邊緣內部;經過橋面設置的合體坡度而在邊緣側三角形溝中匯集表面水。其中,合體坡度也就是由縱坡以及橫坡構成。3.5填方路段排水。邊坡防護以及地表排水是其關鍵的設計內容,而坡面排水、中央分隔帶排水以及路面表面排水均屬于路界地表排水。將急流槽設置在橋梁溝渠、高路堤坡面、自然溝、邊坡、涵洞、截水溝以及排水溝的連接處;而高路堤處的排水溝以及低矮路堤處的邊溝用來接納路堤邊坡坡面水以及路面表面水。3.6半填半挖段排水。地下排水以及路面表面排水是其關鍵的設計內容。將盲溝設置在挖方邊溝底部,挖方邊溝水通過橫向排水管的設置而直接引排至填方排水溝;將攔水帶設置在路基填方一側,在橫坡流的作用下將路面表面水排向攔水帶,然后在急流槽的作用下排出路基。3.7隧道及路隧結合部防排水。中央排水管、橫向排水管、環向排水管、排水邊溝以及縱向排水管組成了其排水系統。所有環節都要對上游來水進行有效匯集,然后再往下游排。通常情況下,在路橋結合部考慮連接設置中央分隔帶滲溝底的碎石盲溝以及塑料盲溝。但是路隧結合部以及隧道洞口的排水研究還較少,仍待進一步的研究。
4結語
綜上所述,文章對山區高速公路各個重要部位的排水設施設計方式進行了簡要的概括,分析了山區高速公路排水系統的設計流程以及內容,對現有山區高速公路綜合排水系統設計理念進行了總結,值得相關工程參考和借鑒。
參考文獻:
[1]李慶賀.山區高速公路路基排水技術研究[D].西安:長安大學,2010.
[2]高超.基于GIS的山區高速公路排水系統研究[D].西安:長安大學,2010.
[3]李庚秦.淺談山區高速公路綜合排水系統設計[J].公路交通科技(應用技術版),2009(8):105-107.
作者:羅斌 單位:云南省交通規劃設計研究院
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