地道桥的排水设计方案选择

 地道桥的排水设计方案选择

排水方案的选择应根据地下水与路基的高差、出水量、可以利用的材料，造价，效果等相关因素经综合对比分析后确定。 

    对于地下水位低于路基的。只做可切断毛细水的平面板型防护措施即可，但需注意的是防护面积应大于路基面积。对于地下水位高出路基的应采用盆型防护即在路基四周和底面都设防。

    1、平面板型防护体系

    一般采用沙砾垫层处理。如当地没有沙砾资源或沙砾场地较远运输成本太高时，可以使用路槽下带有横向排水沟槽的土工布。需要注意的是道路设计纵坡或横坡不能太小，否则不利于地下水的排出；但是也不可因坡度过大而引起路基的滑动从而诱发路面裂缝的产生。砂砾垫层或土工布的排水通道下游应设置集中汇水管道与排水检查井或雨水收水口相连使地下水顺利排出。为防止沙砾流入检查井，在砂砾垫层与检查井相连处可以采用包土工布的花管作为与检查井的连接。在砂砾垫层四周表面应包土工布作为反滤层，防止路基细粒土的流失及对砂砾垫层渗水空隙的堵塞。干燥土基或土基含有丰富沙砾的路段不必设置砂砾垫层排水体系。

    按集中汇水管的布置方式平面板型防护体系还可分为顺向布管排水、横向布管排水和混合布管排水三种布局。

    顺向布管排水：

    为使砂砾垫层内的水及时排出，可以在路基两侧（顺路方向）砂砾垫层下铺设花管做为集中汇水通道，并在花管四周包裹0.15米厚砂砾或碎石作为透水层，最外层包土工布做反滤层。

    当地下水出水量较少、道路宽度不大、或主要拦截路基侧面来水，也可以采用不设砂砾垫层，而只在道路红线位置设排水盲沟的简化处理办法。

    横向布管排水：

    采用沿道路横向布置花管汇水或由道路路基下砂砾垫层、雨水连接管沟内回填的石屑、雨水连接管构成的水平、垂直、集中汇集系统排出地下水。这时连接管接口之间应留有小间隙用于排水，或使用花管代替连接管使用，并按排水盲沟做法在连接管沟外包土工布。

    这种方法的集中汇水管的间距等于检查井的间距，适用于排水量适中，道路纵坡较大的路段。

    混合布管排水：

    对于出水量较大，道路纵坡较小的路段，一般采用设置横向和纵向花管混合布置的方式。具体做法按工艺的先后顺序是①先铺设一层土工布做下反滤层；②在土工布上按一定间隔、方向、坡度直接铺设花管；③在土工布上铺0.4~0.5米厚的砂砾垫层将花管覆盖（无沙砾时可以用碎石代替）至少保证花管上部有0.1米厚粒料，起控制砂砾垫层厚度、排水和分散花管上压力的作用，否则在道车碾压时花管容易损坏。④在砂砾垫层上铺设上反滤层；⑤铺0.2~0.3米筑路用土，增加路基的整体性和稳定性。⑥铺设设计道路结构。

    以上各工序中集中汇水管（花管）的设置是关键。汇水管的设置主要应根据地下水的出水量来考虑汇水管的设置密度。汇水管的设置密度与地下水的出水量成正比，与垫层（沙砾或非沙砾）水平方向的渗透系数成反比。当地下水补给充足出水量很大时，为增加汇水管密度可以铺设二次汇水花管。由此可以分出路边位置纵向设一次管，横向设二次管方案及横向检查井位置设一次管，纵向设二次管方案。区别在于前一方案适用于道路宽度较窄或主要来水在侧面的情况，如半填半挖的道路或一侧有河道、鱼溏的道路，可在来水侧设盲沟。需计算当二次管的管径一定时，布置间距是否能够满足地下水汇水面积内排水的要求；后一方案主要适用于道路（广场）宽度大，各方向来水量较平均的情况。为降低造价，可以采用一次管用较大管径，二次管用较小管径的配置。当然为采购和施工方便也可以使用相同直径的排水管。目前在市场上已有多种类似花管功能的新型管材可供选择。

    2、盆型防护

    盆型防护体系的结构是在平面板型防护结构的基础上增加路基侧面的防护。重点在于平面砂垫层顶面与道路结构底面之间如何加强防护。

    首先要明确一个观点，不论是原状土还是道路结构用石灰土都是透水的通道。施工时使用石灰土或石灰、水泥、土等软土基处理方法只起短期固结效应解决压实度问题，并不代表能作为长远的防水层使用。因此要对路基侧面来水进行截流（不是堵截）。最佳方案是盲沟顶面与道路结构的非透水层接触，至少使道路结构与盲沟顶上的地下水真空圆相切。

    3、挡墙后的排水

    许多地道桥两端都需要设置挡土墙。墙后排水的方式和效果不仅对挡墙自身结构安全有影响，也是道路结构防止地下水侵扰的一个重要方面。

    目前通常的做法是沿墙体高度每隔一段距离设通孔，使墙后的地下水通过该孔排到墙前并沿墙面流淌到路面最后经收水口排出。问题是在挡墙与道路结构之间是否存在地下水设防的漏洞。因此解决这个问题可以从两方面入手。第一，在挡墙后按45度斜向布置排水小盲管，并使之与墙后的盲管大管相连，最终接入排水检查井。这样可以最大限度的避免墙后来水对道路的影响。第二，如挡墙与道路结构之间有距离（步道、绿化）则必须在道路结构侧面增设顶高至道路结构非透水层的盲沟。

    总之在地道桥设计中，不仅道路专业设计本身需要对地下水进行立体的六面设防，而且道路、挡墙、排水等各分项工程不应是孤立存在的，而应是一个完整协调的设计，从而实现对地下水的无缝设防，达到满足服务功能保证道路设计车速和道路结构寿命的目的。