浅谈高速公路排水系统分析

1工程概况

本项目路线总体走向为西南向东北方向。路线起点K0+000处位于藤篾山附近，设置“T”形枢纽互通式立交接高速公路K74+000处。路线往东一路降坡，过瀑布寨后，设置3757m1号特长隧道，然后布设4×40+（100+180+100）m特大桥跨越，再设置隧道，于K16+401.725附近设立交接S214省道；然后设置隧道穿越山体，于东侧设置停车区，往北与省道并行，在茶厂八队附近设置3695m特长隧道在镇西侧穿越山体，出隧道后于K31+701.124设立交接S214省道；其后路线一路沿S214走廊往北，向东北布设，于K49+370处设立交连接S214省道；于K51+650处设置服务区；其后路线一路升坡，与省道S214并行，设置1890m2号隧道穿越山体，过村后路线沿界河以西布线，路线在西南侧设置大桥跨河，之后路线沿S218走廊向北布线，于K82+909.989设互通连接地方道路，之后路线右转向东北方向布线，5次跨河后，路线沿河谷布线，在K90+310—K92+380段设停车区，在7次跨越河后，路线开始升坡，在YK96+193（YK94+039—YK98+347、ZK94+040—ZK98+353）设置4310.5m特长隧道，出隧道后路线降坡沿河布线，于K106+741.325设互通，之后路线右转向东线，并设置隧道穿越山岭后路线继续向东北升坡，设置2388m长隧道穿越山梁，出洞后路线起伏升坡，于K121+705.57处设置互通立交与县城连接，其后路线设1号隧道穿越山梁，随后设国庆2号隧道穿越山梁，路线顺河右岸山坡升坡布设，于K131+500处跨河后设5435m特长隧道穿越，出洞后路线顺河左岸山坡降坡布设，设1467m长隧道穿越地落梁子、跨金河、穿越独树梁子、跨河后设2135m坡脚长隧道、中隧道穿越山梁，跨河后设置1号长隧道、2号中隧道穿越山梁达江右岸，后升坡，设特大桥跨江进入X县境；之后路线进入X县穿越山梁设置互通，跨河后沿河东侧山梁布线，一路爬升，经洒马东侧与大阿坝公路相交并设置大水沟互通。路线转向东北穿越山梁设隧道，再转向东沿河南侧布线，经过西侧向东北布线后转向牛孔河谷，于X县城西侧接在建高速，终点桩号K220+801.607。路线全长210.432km。

2排水设计整体情况

2.1中央分隔带排水。本项目为山区丘陵地形，中央分隔带通常布置在整体式路基段中部，在其中填培上黏性土并将草皮种植在表层用来阻隔雨水下渗其中，同时，将防渗处理技术用在路面结构层的边部来减少对路面边部的损坏。所选择的研究段在填筑时采用挖方填方和隧道的方式，其填料具有较好的渗透性，一旦有雨水渗入其中，渗沟便会发挥作用及时地将雨水排出分隔带。2.2路面排水设计。其中，矩形流水槽设置在超高路段左侧，雨水一般会通过急流槽、横向排水管以及集水井等设施排出路基，而以上设施在一定的距离会均匀分布来确保雨水排出其中。在一般的路段面上，雨水的走行路径通过双向横坡到土路肩再通过档水条的导引进入两面的边沟中，而为了减少雨水冲刷土路肩，一般用水泥预制块以及护肩来进行封闭设置。

3排水系统的关键部位设计

公路排水共包括4种不同的形式，分别是路界地表排水、下穿道路以及公路构造物排水、路面内部排水和地下排水，通常根据排水的范围、作用、排水任务以及其设置的位置来进行有效划分[1]。其中，公路构造物及下穿道路排水包含了桥面、桥台以及支挡构造物排水，下穿道路排水等；路面内部排水包含了路面边缘排水以及基层排水；而路界地表排水则包含了路面表面、中央分隔带以及坡面排水（见图1）。3.1长下坡段排水。在山区建设的高速公路中，长下坡是事故的频发地，其纵坡拥有明显的特点，不仅陡且较大，非常利于排水，但是例如排水不畅以及水流急速冲刷的问题却极易出现在凹曲线的底部。大量的雨水将会由于在变坡点四周缺少排水设施而进行汇聚，积水最深处高达20cm，路基两侧的防护以及边坡因受到雨水的冲刷而产生水毁。通常情况下使用的对应方法包括：在中央分隔带将横向排水管道设置在凹曲线底部；拦水带开口设在凹曲线底部的最低处，并且在拦水带开口前后5m处各增加一个开口用来排水。3.2填挖结合段排水。其中地下排水以及路界地表排水是其关键的设计内容。而坡面、中央分隔带以及路面表面排水都属于路界地表排水。其中，填方与挖方排水是坡面排水，急流槽、边沟、截水沟等设施也普遍用来排水；在排除路面表面的积水时除了基础的排水设备之外，还应将急流槽设置其中用来连接超过1m的边沟过渡高差，将跌水井设置在填方边沟以及急流槽的连接处；填挖结合部地下水、挖方边坡坡面渗水、路堑路床地下水以及路堤地下水都属于地下排水；通过横向排水管来将中央分隔带的水排至边沟，在边沟中汇集了路面表面水，然后直接在填方排水沟中汇集或是通过填方排水沟与急流槽来进行交汇直至排出路堤的范畴。3.3深路堑（高边坡）路段排水。通常情况下设计的内容有地下排水、路面表面排水、坡面排水、边坡防护以及中央分隔带排水。地下排水沟的组成成分包括了沟槽、排水洞以及山透水管中回填的各种透水性材料；为了避免水流冲刷地面，应将平台排水沟设置其中，并为了对路堑边坡坡面水以及路面表面水进行有效的接纳，应将边沟设置在坡脚，将急流槽设置在桥梁沟渠、坡面、截水沟、排水沟、涵洞、自然沟以及边沟的连接处；将截水沟设置在容易形成滑坡的地段或是稳定性不强的地段，用来对地表水进行有效的拦截，或是设置在地表水径流量较大的路界处。3.4桥梁路段排水。①支挡构造物以及桥台排水：将PVC泄水孔设置在桥台浆砌片石锥坡上以及支挡物墙身，将不透水的材料用在封闭顶面之时，且回填的材料必须拥有较好的透水性；②桥面铺装层内部排水：将防水混凝土层设置在桥面铺装内部，并且为了有效避免在桥梁上部结构中渗入沥青混凝土层内的渗水，还应将一道防水层设置在防水混凝土层顶面，依据现实情况采用相应的防水层，在排除被围封的自山水时利用内部排水设施来进行作业；③桥表面排水的形式一般分为以下几种：在对浅碟形边沟排水设施进行设计时应计算水力以及水文，并与桥面表面的排水特点进行有效的结合；将漫流汇水孔开设在护栏座底下，若有必要则需要将排水边沟设在泄水孔外侧，在墩台处的竖向排水管中排入水。纵向盲沟设置在边缘内部；经过桥面设置的合体坡度而在边缘侧三角形沟中汇集表面水。其中，合体坡度也就是由纵坡以及横坡构成。3.5填方路段排水。边坡防护以及地表排水是其关键的设计内容，而坡面排水、中央分隔带排水以及路面表面排水均属于路界地表排水。将急流槽设置在桥梁沟渠、高路堤坡面、自然沟、边坡、涵洞、截水沟以及排水沟的连接处；而高路堤处的排水沟以及低矮路堤处的边沟用来接纳路堤边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关键的设计内容。将盲沟设置在挖方边沟底部，挖方边沟水通过横向排水管的设置而直接引排至填方排水沟；将拦水带设置在路基填方一侧，在横坡流的作用下将路面表面水排向拦水带，然后在急流槽的作用下排出路基。3.7隧道及路隧结合部防排水。中央排水管、横向排水管、环向排水管、排水边沟以及纵向排水管组成了其排水系统。所有环节都要对上游来水进行有效汇集，然后再往下游排。通常情况下，在路桥结合部考虑连接设置中央分隔带渗沟底的碎石盲沟以及塑料盲沟。但是路隧结合部以及隧道洞口的排水研究还较少，仍待进一步的研究。

4结语

综上所述，文章对山区高速公路各个重要部位的排水设施设计方式进行了简要的概括，分析了山区高速公路排水系统的设计流程以及内容，对现有山区高速公路综合排水系统设计理念进行了总结，值得相关工程参考和借鉴。

参考文献：

[1]李庆贺.山区高速公路路基排水技术研究[D].西安：长安大学，2010.

[2]高超.基于GIS的山区高速公路排水系统研究[D].西安：长安大学，2010.

[3]李庚秦.浅谈山区高速公路综合排水系统设计[J].公路交通科技（应用技术版），2009（8）：105-107.

作者:罗斌 单位:云南省交通规划设计研究院