[摘要] 作为路基工程中不可缺少的部分,排水一直是在工程实际开始之前就需要考虑设计的重要内容之一。接下来就来学习下在市政道路施工中,路基地表排水设施。
地表排水设施设计包括:边沟、截水沟、排水沟、跌水与急流槽、蒸发池、油水分离池、排水泵站等。
1、边沟
设置在挖方路基的路肩外侧或低路堤的坡脚外侧,多与路中线平行,用以汇集和排除路基范围内和流向路基的少量地面水。
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。
边沟不宜过长,边沟出水口的间距,一般地区不宜超过500米,多雨地区不宜超过300米,三角形和碟形边沟不宜超过200米。
边沟的纵坡尽可能与路线纵坡坡度保持一致,并不宜小于0.5%的纵坡。边沟出水口附近以及排水困难路段,应进行特殊设计。
边沟的横断面形式:有梯形、矩形、U形(或带盖板矩形、U形)、三角形、碟形横断面,以及暗埋式边沟。
高速、一级公路边沟的底宽和深度不应小于0.6米,其他等级公路不应小于0.4米。
2、截水沟(天沟)
设置在挖方路基边坡坡顶以外,或山坡路堤上方的适当处,用于截引路基上方流向路基的地面径流,防止冲刷和侵蚀挖方边坡和路堤坡脚,并减轻边沟的泄水负担,保证挖方边坡和填方坡脚不受流水冲刷。
截水沟长度以200~500米为宜;超过500米时,可在中间适宜位置处增设泄水口,由急流槽或急流管分流排引。
截水沟一般采用梯形横断面,沟坡坡度为1:1.0~1:1.5;沟底宽度和沟的深度不宜小于0.5米。地质或土质条件差,有可能产生渗漏或变形时,应采取相应的防护措施。沟底纵坡不宜小于0.5%。
3、排水沟
主要用途在于引水,将路基范围内的各种水源的水流,引排至桥涵或路基范围以外的指定地点。
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。边坡1:1.0~1:1.5,深度和底宽不宜小于0.5米。
排水沟的位置,离路基尽可能远些,距路基坡脚不宜小于2米;平面上应力求直捷,连续长度宜短,长不宜超过500米。
排水沟应具有合适的纵坡,通过水力水文计算选定,一般情况下,可取0.5%~1.0%,沟底纵坡不宜小于0.5%。
4、跌水与急流槽
跌水与急流槽是路基地面排水沟渠的特殊形式,用于陡坡地段,沟底纵坡可达45°。
跌水的构造,有单级和多级之分,沟底有等宽和变宽之别。
单级跌水适用于排水沟渠连接处,由于水位落差较大,需要消能或改变水流方向。
较长陡坡地段的沟渠,为减缓水流速度,并予以消能,可采用多级跌水。多级跌水底宽和每级长度,可以采用各自相等的对称形,亦可根据实地需要,做成变宽或不等长度与高度。
按照水力计算特点,跌水的基本构造可分为进水口、消力池和出水口三个组成部分。
一般情况下,如果地质条件良好,地下水位较低,设计流量小于1.0~2.0立方米/秒,跌水台阶(护墙)高度P,最大不超过2米。常用的简易多级跌水,台高约0.4~0.5米,护墙用石砌或混凝土结构,墙基埋置深度为水深 a的1.0~1.2倍,并不小于1.0米,且应埋入冰冻线以下,石砌墙厚约0.25~0.3米。消力池起消能作用,要求坚固稳定,底部具有1%~2%的纵坡,底厚约0.30~0.35米,壁高应比计算水深至少大0.2米,壁厚与护墙厚度相仿。消力池末端设有消力槛,槛高 c依计算而定,要求低于池内水深,约为护墙高度的1/5~1/4,一般取c=15~20厘米。消力槛顶部厚约为0.3~0.4米,底部预留孔径为5~10厘米的泄水孔,以利水流中断时排泄池内的积水。
急流槽的纵坡,比跌水的平均纵坡更陡,结构的坚固稳定性要求更高,是山区公路回头曲线沟通上下线路基排水及沟渠出水口的一种常见排水设施(如图5-14、5-15)。在高路基边坡上亦常应用,由拦水带泄水口通过路堤边坡上的急流槽或急流管引排到坡脚的水流,应汇集到设在路堤坡脚外1~2米处的排水沟内,并排放到桥涵或自然水道中。
急流槽的构造按水力计算特点,亦由进口、槽身和出口三部分组成。
急流槽可采用由浆砌片石铺砌的矩形横断面或者由水泥混凝土预制件铺筑的矩形横断面。
浆砌片石急流槽的槽底厚度可为0.2~0.4米,槽壁厚度为0.3~0.4米。混凝土急流槽的厚度可为0.2~0.3米。槽顶应与两侧斜坡表面齐平。槽深最小0.2米,槽底宽最小 0.25米。
急流槽槽底每隔2.5~5.0米应设置一个凸榫,嵌入坡体内0.3~0.5米,以避免槽体顺坡下滑。
5、蒸发池(积水池)
气候干旱、排水困难地段,可利用沿线的集中取土坑或专门开挖的凹坑修筑蒸发池,以汇集路界地表水。并通过蒸发和渗漏使之消散。
蒸发池边缘距路基边沟不应小于 5米,面积较大的蒸发池不得小于20米。容量应以一个月内地表水汇入池中的水量能及时完成渗透和蒸发作为依据,但每个池的容量不宜超过200~300立方米,蓄水深度不应大于1.5~2.0米。蒸发池的设置不应使附近地面盐渍化或沼泽化。
6、油水分离池
一般情况下,路基地表排水沟应尽可能地将水引排至桥涵或自然排水沟渠中,不得已排入对水质特别敏感的水体中(如饮用水源),且所排污水水质不能满足《污水综合排放标准》(GB 8978)中的规定时,可设置油水分离池。
油水分离池宜采用沉淀法处理。污水进入油水分离池前,应先通过格栅和沉淀池。
油水分离池的大小应根据所在路段排水沟汇入的水量确定,并保证流入分离池的油水能有足够的时间分离或过滤净化。
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