作為路基工程中不可缺少的部分，排水一直是在工程實際開始之前就需要考慮設(shè)計的重要內(nèi)容之一。積水的存在會使道路出現(xiàn)翻漿、凍脹或者邊坡滑塌，甚至形成膨脹土的現(xiàn)象，對道路的穩(wěn)定性和使用年限有著嚴重的不良影響。

一、路基排水目的及原則

1.1 危害路基的水源

水源：地面水、地下水；

排水工程：地面排水、地下排水。

地面水：產(chǎn)生沖刷（導(dǎo)致路基整體穩(wěn)定性受損害，形成水毀）和滲透（降低路基強度）。

地下水：使路基濕軟，降低路基強度；引起凍脹、翻漿或邊坡滑坍，甚至整個路基沿傾斜基底滑動。水還可能造成摻有膨脹土的路基工程毀滅性的破壞。

1.2 路基排水的目的

路基排水的任務(wù)：

是將路基范圍內(nèi)的土基濕度降低到一定的限度以內(nèi)，保持路基常年處于干燥狀態(tài)，確保路基具有足夠的強度與穩(wěn)定性。

方法：

1、地面水

排除和攔截于路基用地范圍以外，防止漫流、滯積或下滲。

2、地下水

予以隔斷、疏干和降低，并引導(dǎo)至路基范圍以外的適當(dāng)?shù)攸c。

施工：校核全線路基排水系統(tǒng)的設(shè)計是否完備和妥善，必要時應(yīng)予以補充或修改，應(yīng)重視排水工程的質(zhì)量和使用效果。設(shè)置施工現(xiàn)場的臨時性排水措施，消除路基基底和土體內(nèi)與水有關(guān)的隱患，保證路基工程質(zhì)量，提高施工效率。

養(yǎng)護：定期檢查與維修，保證排水設(shè)施正常使用，水流暢通，并不斷改善路基排水條件。

1.3 路基排水的設(shè)計原則

1、排水設(shè)施要因地制宜、全面規(guī)劃、合理布局、綜合治理、講究實效、注意經(jīng)濟，并充分利用有利地形和自然水系。

2、各種路基排水溝渠的設(shè)置，應(yīng)注意與農(nóng)田水利相配合，必要時可適當(dāng)?shù)卦鲈O(shè)涵管或加大涵管孔徑，以防農(nóng)業(yè)用水影響路基穩(wěn)定。

3、設(shè)計前必須進行調(diào)查研究，查明水源與地質(zhì)條件，重點路段要進行排水系統(tǒng)的全面規(guī)劃，考慮路基排水與橋涵布置相配合，地下排水與地面排水相配合，各種排水溝渠的平面布置與豎向布置相配合，做到路基路面綜合設(shè)計和分期修建。

4、路基排水要注意防止附近山坡的水土流失，盡量不破壞天然水系，不輕易合并自然溝溪和改變水流性質(zhì)，盡量選擇有利地質(zhì)條件布設(shè)人工溝渠，減少排水溝渠的防護與加固工程。

5、路基排水要結(jié)合當(dāng)?shù)厮臈l件和道路等級等具體情況，注意就地取材，以防為主，既要穩(wěn)固適用，又必須講究經(jīng)濟效益。

二、地表排水設(shè)施設(shè)計

2.1 路基地面排水設(shè)施

包括：邊溝、截水溝、排水溝、跌水與急流槽、蒸發(fā)池、油水分離池、排水泵站等。

1、邊溝

設(shè)置在挖方路基的路肩外側(cè)或低路堤的坡腳外側(cè)，多與路中線平行，用以匯集和排除路基范圍內(nèi)和流向路基的少量地面水。

邊溝排水量不大，一般不需要水文和水力計算，選用標(biāo)準(zhǔn)橫斷面形式。

邊溝不宜過長，邊溝出水口的間距，一般地區(qū)不宜超過500米，多雨地區(qū)不宜超過300米，三角形和碟形邊溝不宜超過200米。

邊溝的縱坡盡可能與路線縱坡坡度保持一致，并不宜小于0.5%的縱坡。邊溝出水口附近以及排水困難路段，應(yīng)進行特殊設(shè)計。

邊溝的橫斷面形式：有梯形、矩形、U形（或帶蓋板矩形、U形）、三角形、碟形橫斷面，以及暗埋式邊溝。

高速、一級公路邊溝的底寬和深度不應(yīng)小于0.6米，其他等級公路不應(yīng)小于0.4米。

2、截水溝（天溝）

設(shè)置在挖方路基邊坡坡頂以外，或山坡路堤上方的適當(dāng)處，用于截引路基上方流向路基的地面徑流，防止沖刷和侵蝕挖方邊坡和路堤坡腳，并減輕邊溝的泄水負擔(dān)，保證挖方邊坡和填方坡腳不受流水沖刷。

截水溝長度以200～500米為宜；超過500米時，可在中間適宜位置處增設(shè)泄水口，由急流槽或急流管分流排引。

截水溝一般采用梯形橫斷面，溝坡坡度為1:1.0～1:1.5;溝底寬度和溝的深度不宜小于0.5米。地質(zhì)或土質(zhì)條件差，有可能產(chǎn)生滲漏或變形時，應(yīng)采取相應(yīng)的防護措施。溝底縱坡不宜小于0.5%。

3、排水溝

主要用途在于引水，將路基范圍內(nèi)的各種水源的水流,引排至橋涵或路基范圍以外的指定地點。

排水溝的橫斷面形式一般采用梯形，尺寸大小應(yīng)經(jīng)過水力水文計算選定。邊坡1：1.0～1：1.5，深度和底寬不宜小于0.5米。

排水溝的位置，離路基盡可能遠些，距路基坡腳不宜小于2米；平面上應(yīng)力求直捷，連續(xù)長度宜短，長不宜超過500米。

排水溝應(yīng)具有合適的縱坡，通過水力水文計算選定，一般情況下，可取0.5%～1.0%，溝底縱坡不宜小于0.5%。

4、跌水與急流槽

跌水與急流槽是路基地面排水溝渠的特殊形式，用于陡坡地段，溝底縱坡可達45°。

跌水的構(gòu)造，有單級和多級之分，溝底有等寬和變寬之別。

單級跌水適用于排水溝渠連接處，由于水位落差較大，需要消能或改變水流方向。

較長陡坡地段的溝渠，為減緩水流速度，并予以消能，可采用多級跌水。多級跌水底寬和每級長度，可以采用各自相等的對稱形，亦可根據(jù)實地需要，做成變寬或不等長度與高度。

圖：跌水

按照水力計算特點，跌水的基本構(gòu)造可分為進水口、消力池和出水口三個組成部分。如圖5-13所示。各組成部分的尺寸，由水力計算而定。

一般情況下，如果地質(zhì)條件良好，地下水位較低，設(shè)計流量小于1.0～2.0立方米/秒，跌水臺階（護墻）高度P，最大不超過2米。常用的簡易多級跌水,臺高約0.4～0.5米，護墻用石砌或混凝土結(jié)構(gòu)，墻基埋置深度為水深 a的1.0～1.2倍,并不小于1.0米,且應(yīng)埋入冰凍線以下,石砌墻厚約0.25～0.3米。消力池起消能作用,要求堅固穩(wěn)定，底部具有1%～2%的縱坡，底厚約0.30～0.35米,壁高應(yīng)比計算水深至少大0.2米，壁厚與護墻厚度相仿。消力池末端設(shè)有消力檻，檻高 c依計算而定,要求低于池內(nèi)水深,約為護墻高度的1/5～1/4，一般取c=15～20厘米。消力檻頂部厚約為0.3～0.4米，底部預(yù)留孔徑為5～10厘米的泄水孔,以利水流中斷時排泄池內(nèi)的積水。

急流槽的縱坡，比跌水的平均縱坡更陡，結(jié)構(gòu)的堅固穩(wěn)定性要求更高，是山區(qū)公路回頭曲線溝通上下線路基排水及溝渠出水口的一種常見排水設(shè)施（如圖5-14、5-15）。在高路基邊坡上亦常應(yīng)用，由攔水帶泄水口通過路堤邊坡上的急流槽或急流管引排到坡腳的水流，應(yīng)匯集到設(shè)在路堤坡腳外1～2米處的排水溝內(nèi)，并排放到橋涵或自然水道中。

圖：急流槽

急流槽的構(gòu)造按水力計算特點，亦由進口、槽身和出口三部分組成。

急流槽可采用由漿砌片石鋪砌的矩形橫斷面或者由水泥混凝土預(yù)制件鋪筑的矩形橫斷面。

漿砌片石急流槽的槽底厚度可為0.2～0.4米，槽壁厚度為0.3～0.4米。混凝土急流槽的厚度可為0.2～0.3米。槽頂應(yīng)與兩側(cè)斜坡表面齊平。槽深最小0.2米，槽底寬最小 0.25米。

急流槽槽底每隔2.5～5.0米應(yīng)設(shè)置一個凸榫，嵌入坡體內(nèi)0.3～0.5米，以避免槽體順坡下滑。

5、蒸發(fā)池（積水池）

氣候干旱、排水困難地段，可利用沿線的集中取土坑或?qū)ｉT開挖的凹坑修筑蒸發(fā)池，以匯集路界地表水。并通過蒸發(fā)和滲漏使之消散。

蒸發(fā)池邊緣距路基邊溝不應(yīng)小于 5米，面積較大的蒸發(fā)池不得小于20米。容量應(yīng)以一個月內(nèi)地表水匯入池中的水量能及時完成滲透和蒸發(fā)作為依據(jù)，但每個池的容量不宜超過200～300立方米，蓄水深度不應(yīng)大于1.5～2.0米。蒸發(fā)池的設(shè)置不應(yīng)使附近地面鹽漬化或沼澤化。

6、油水分離池

一般情況下，路基地表排水溝應(yīng)盡可能地將水引排至橋涵或自然排水溝渠中，不得已排入對水質(zhì)特別敏感的水體中（如飲用水源），且所排污水水質(zhì)不能滿足《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 8978）中的規(guī)定時，可設(shè)置油水分離池。

油水分離池宜采用沉淀法處理。污水進入油水分離池前，應(yīng)先通過格柵和沉淀池。

油水分離池的大小應(yīng)根據(jù)所在路段排水溝匯入的水量確定，并保證流入分離池的油水能有足夠的時間分離或過濾凈化。

2.2 溝渠加固類型

三、地下排水設(shè)計

路基地下排水設(shè)施包括暗溝(管)、滲溝、滲井、仰斜式排水孔、檢查疏通井等。

3.1 暗溝（管）

暗溝（管）用于排除泉水或地下集中水流，無滲水和匯水的功能。

暗溝橫斷面一般為矩形，泉井壁和溝底、溝壁用漿砌片石或水泥混凝土預(yù)制塊砌筑，溝頂設(shè)置混凝土或石蓋板，蓋板頂面上的填土厚度不應(yīng)小于0.50米。

溝底的縱坡不宜小于1%,條件困難時亦不得小于0.5%,出水口處應(yīng)加大縱坡,并應(yīng)高出地表排水溝常水位0.2米以上。

3.2 滲溝

滲溝及滲井用于降低地下水位或攔截地下水。當(dāng)?shù)叵滤癫剌^淺或無固定含水層時，宜采用滲溝，如圖5-20，圖5-21，圖5-22所示。

根據(jù)使用部位、結(jié)構(gòu)形式，將滲溝分為填石滲溝、管式滲溝、洞式滲溝、邊坡滲溝、支撐滲溝、無砂混凝土滲溝。

填石滲溝，也稱為盲溝，一般適用于地下水流量不大、滲溝不長的地段，填石滲溝較易淤塞。

洞式及管式滲溝，一般適用于地下水流量較大、引水較長的地段，條件允許時，應(yīng)優(yōu)先采用管式滲溝。

邊坡滲溝、支撐滲溝，主要用于疏干潮濕的土質(zhì)路塹邊坡坡體和引排邊坡上局部出露的上層滯水或泉水，坡面采用干砌片石覆蓋，以確保邊坡干燥、穩(wěn)定。

管式滲溝

埋置深度按地下水位的高程、地下水位需下降的深度以及含水層介質(zhì)的滲透系數(shù)等因素考慮確定。

排水管可采用帶槽孔的塑料管或水泥混凝土管。

管徑按設(shè)計滲流量確定，但最小內(nèi)徑宜為15厘米（滲溝長度不大于150米時）或20厘米（滲溝長度大于150米時）。

排水管周圍回填透水性材料，管底回填料的厚度為15厘米，管兩側(cè)的回填料寬度不宜少于30厘米。透水性回填料可采用粒徑5～40毫米的碎石或礫石，但粒徑小于2.36毫米的細粒含量不得大于5%。

在滲溝的迎水面溝壁處應(yīng)設(shè)置反濾織物。

洞式滲溝

在滲溝底部，以片石漿砌成矩形排水槽，糟頂覆蓋水泥混凝土條形蓋板、形成排水洞，其橫斷面尺寸按設(shè)計滲流量的要求確定。

蓋板頂面鋪以透水的土工織物，溝內(nèi)回填透水性填料，溝頂覆蓋20厘米厚的不透水封閉層。

當(dāng)含水層內(nèi)的細粒有可能隨著滲流進入溝內(nèi)而堵塞滲溝時，應(yīng)在滲溝的迎水面溝壁處按滲濾要求設(shè)置若干層粒料反濾層；每層反濾層由厚度為15～25厘米的粒料組成，其級配組成按要求設(shè)計。

邊坡滲溝

疏干潮濕的土質(zhì)路塹邊坡坡體和引排邊坡上局部出露的上層滯水或泉水。

修建邊坡滲溝的邊坡坡度不應(yīng)陡于1：1。

邊坡滲溝應(yīng)垂直嵌入邊坡坡體，其平面形狀宜采用條帶形布置；對于范圍較大的潮濕坡體，可采用增設(shè)支溝的分岔形布置或拱形布置。

主溝間距宜采用6～10米；滲溝寬度約1.2～1.5米,其基底應(yīng)設(shè)在較干燥而穩(wěn)定的土層內(nèi)，筑成階梯狀，基礎(chǔ)采用漿砌片石。

溝內(nèi)回填透水性粒料，溝頂部采用于砌片石鋪砌，其表面與邊坡坡面大致齊平。滲出的水流直接進入邊溝。

無砂混凝土滲溝

無砂混凝土既可作為反濾層，也可作為滲溝，是近幾年在公路地下排水設(shè)施中應(yīng)用的新型排水設(shè)施，用無砂混凝土作為透水的井壁和溝壁以替代施工較復(fù)雜的反濾層和滲水孔設(shè)備，并可承受適當(dāng)?shù)暮奢d，具有透水性和過濾性好、施工簡便、省料等優(yōu)點。

預(yù)制無砂混凝土板塊作為反濾層，用在卵礫石、粗中砂含水層中效果良好；如用于細顆粒土地層，應(yīng)在無砂混凝土板塊外側(cè)鋪設(shè)土工織物作為反濾層，用以防止細顆粒土堵塞無砂混凝土塊的孔隙。

滲溝的排水孔（管），應(yīng)設(shè)在凍結(jié)深度以下不小于0.25米處。截水滲溝的基底宜埋入隔水層內(nèi)不小于 0.5米。邊坡滲溝、支承滲溝的基底，宜設(shè)置在含水層以下較堅實的土層上。寒冷地區(qū)的滲溝出口，應(yīng)采取防凍措施。滲溝、滲井的斷面尺寸，應(yīng)根據(jù)構(gòu)造類型、埋設(shè)位置、滲水量、施工和維修條件等確定。滲溝側(cè)壁及頂部應(yīng)設(shè)置反濾層，底部應(yīng)設(shè)置封閉層。

填石滲溝最小縱坡不宜小于1%，無砂混凝土滲溝、管式及洞式滲溝最小縱坡不宜小于0.5%。滲溝出口段宜加大縱坡,出口處宜設(shè)置柵板或端墻，出水口應(yīng)高出地表排水溝槽常水位0.2米以上。

3.3 滲井

當(dāng)?shù)叵麓嬖诙鄬雍畬樱渲杏绊懧坊纳喜亢畬虞^薄，排水量不大，且平式滲溝難以布置，可設(shè)置滲井，穿過不透水層，將路基范圍的上層地下水，引入更深的含水層中去，以降低上層的地下水位或全部予以排除。

滲井一般為直徑1.0～1.5米的圓柱形或邊長為1.0～1.5米的正方形。

3.4 檢查疏通井

深而長的暗溝（管）、滲溝及滲水隧洞，在直線段每隔一定距離及平面轉(zhuǎn)彎、縱坡變坡點等處，宜設(shè)置檢查、疏通井。兼起滲井作用的檢查井的井壁，應(yīng)設(shè)置反濾層。

檢查井直徑不宜小于 l米，井內(nèi)應(yīng)設(shè)檢查梯，井口應(yīng)設(shè)井蓋，當(dāng)深度大于20米時，應(yīng)增設(shè)護欄等安全設(shè)施。

3.5 仰斜式排水孔

仰斜式排水孔、無砂混凝土滲溝是排泄挖方路基邊坡上地下水的有效措施，當(dāng)坡面上有集中地下水時，采用仰斜式排水孔排泄，且成群布置，能取得較好的效果；當(dāng)坡面上無集中地下水，但土質(zhì)潮濕、含水量高，尤其是高液限土、紅粘土、膨脹土邊坡，在坡面中設(shè)置支承滲溝，能有效排泄坡體中的地下水。

仰斜式排水孔鉆孔直徑一般為75～150毫米，仰角不小于6°，長度應(yīng)伸至地下水富集或潛在滑動面。孔內(nèi)透水管直徑一般為50～100毫米。透水管應(yīng)外包l～2層滲水土工布，防止泥土將滲水孔堵塞，管體四周宜用透水土工布作為反濾層。