【正文】 與水利規(guī)劃和土地使用規(guī)劃等相配合進行綜合規(guī)劃。一般情況下，不應(yīng)利用邊溝作農(nóng)業(yè)灌溉用，但不得已時，應(yīng)采取加固措施以防水流危害路墓。 (3)排水設(shè)汁應(yīng)經(jīng)濟適用。排水溝渠應(yīng)選擇在地形地質(zhì)較好的地區(qū)范圍內(nèi)通過，以 節(jié)約加固工程量 。對于排水困難和地質(zhì)不良地段應(yīng)進行特殊設(shè)計。 (4)排水溝渠的出水口應(yīng)盡可能引接至天然河溝，以減少橋涵工程，不應(yīng)直鐵道工程技術(shù)畢業(yè)設(shè)計 第 6 頁 接使水流入農(nóng)田，損害農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。 (5)排水設(shè)施的設(shè)計，應(yīng)貫徹因地制宜、就地取材的原則，以減少造價，要能迅速有效地排除“有害水”，以免影響路基的強度和穩(wěn)定性，保證鐵路運輸?shù)陌踩? 主要內(nèi)容 路基地面排水 在細粒土路基中，為使路基經(jīng)常處于干燥、堅固穩(wěn)定的狀態(tài)，必須及時地修建好地面水排水設(shè)施，使地面水迅速排離路基范圍，防止地面水停滯下滲和流動沖刷而降低路基的穩(wěn)定性。 地面水滲入 路基土體，會降低土的抗剪強度；地面水的流動會造成路基邊坡面沖刷和坡腳沖刷；地面水滲入含易溶鹽的土 (如黃土 )中會產(chǎn)生溶蝕作用形成陷穴；在氣溫下降時，地面水也常成為寒冷地區(qū)產(chǎn)生凍害的一個重要因素。凡此種種都說明了地面水對路基穩(wěn)定性的嚴(yán)重危害。此外，地面水還給施工及運營造成許多困難和危害、所以，路基地面排水工程雖較簡易且費用不大，但其重要性是不可忽視的，否則將造成路基失穩(wěn)的嚴(yán)重后果。粗粒土路基中細粒土含量大時，也可能出現(xiàn)上述情況。 排除路基地面水的主要設(shè)施 排除路基地面水的設(shè)施有：排水溝、側(cè)溝、 載水溝 (天溝 )、跌水、急流槽和緩流井等，如圖 11 所示。 鐵道工程技術(shù)畢業(yè)設(shè)計 第 7 頁 圖 11 路基地面排水設(shè)備 (1)排水溝，如圖 11 (a)所示。用以排除路堤范圍內(nèi)的地面水。當(dāng)?shù)孛孑^平坦時，設(shè)于路堤兩側(cè)，當(dāng)?shù)孛孑^陡時，應(yīng)設(shè)于迎水一側(cè)。當(dāng)有取土坑時，可用取土坑代替排水溝。排水溝應(yīng)設(shè)置在路堤天然護道以外。 (2)側(cè)溝，如圖 11(b)所示。在路塹地段用以排除路基面和路塹邊坡坡面的地面水，設(shè)于路基面兩側(cè)或一側(cè) (半路塹 )。 (3)天溝，如圖 11(b)所示。用于排除山坡迎水方向流向路塹的地面水。 (4)跌水，如圖 11(c)所示。主槽底部呈臺階狀的急流槽，其構(gòu)造可有單級和多級兩類，每級高差為 ～ ，利用臺階跌水消能。一般應(yīng)作鋪砌防護。 (5)緩流井，如圖 11(d)所示。溝底縱坡較陡的水溝，可設(shè)計成兩段較緩坡的水溝用緩流井連接起來。兩段水溝的落水高差最大可達 15m。 (6)急流槽，如圖 11(e)所示。用片石、混凝土材料筑成的銜接兩段高程較大的排水設(shè)施。主槽縱坡大，水流急，出口設(shè)有消力池、消能檻等消能裝置，溝底縱坡可達 1:2。設(shè)在路塹邊坡上的急流槽又稱吊溝。 排水溝、側(cè)溝、天溝、邊坡平臺截水 溝等各類排水溝的出口，應(yīng)將水引排至路基以外，以防止水流沖刷路基。地面橫坡明顯的地段，排水溝、天溝可在上方一側(cè)設(shè)置。若地面橫坡不明顯，宜在路基兩側(cè)設(shè)置。排水溝、側(cè)溝、天溝的橫斷面，應(yīng)有足夠的過水能力。除需按流量計算外，可采用底寬 ，深度 。干旱少雨地區(qū)或巖石路塹中，深度可減少至 。位于反坡排水地段或小于 2‰線路坡道的路塹側(cè)溝，其分水點的溝深可減少至 。邊坡平臺截水溝尺寸，可采用底寬 ，深度 ～ 。需按流量設(shè)計的排水溝、側(cè)溝、天溝，其橫縱向排水溝 縱向排水溝 天溝 (e) 側(cè)溝 (a) (b) (c) (d) 鐵道工程技術(shù)畢業(yè)設(shè)計 第 8 頁 斷面應(yīng)按 1/25 洪水頻率的流量進行計 算，溝頂應(yīng)高出設(shè)計水位 。下列情況的排水溝、側(cè)溝和天溝應(yīng)采取防止沖刷或滲漏的加固措施，必要時可設(shè)墊層：位于松軟土層影響路基穩(wěn)定的地段；流速較大，可能引起沖刷的地段；路塹內(nèi)易產(chǎn)生基床病害地段的側(cè)溝；有集中水流進入天溝、排水溝的地段。 路塹頂部無棄土堆時，天溝內(nèi)邊緣至塹頂距離不宜小于 5m。當(dāng)溝內(nèi)進行加固防滲時，不應(yīng)小于 2m。地面排水設(shè)備的縱坡，不應(yīng)小于 2‰。地面平坦或反坡排水地段，在困難情況下，可減少至 1‰。天溝不應(yīng)向路塹側(cè)溝排水。當(dāng)受地形限制需修建急流槽向側(cè)溝排水時，應(yīng)在急流槽的進口處進行加固，出口處設(shè) 置消能設(shè)備及防止水流沖刷道床的擋水墻。急流槽下游的側(cè)溝應(yīng)加大斷面，應(yīng)按1/50 洪水頻率流量確定。側(cè)溝靠線路一側(cè)邊坡可采用 1:1，外側(cè)邊坡與路塹邊坡相同。當(dāng)有側(cè)溝平臺時，外側(cè)邊坡可采用 1:1。在砂類土中，兩側(cè)邊坡采用 1:1～1:。天溝、排水溝的邊坡應(yīng)根據(jù)土質(zhì)及邊坡高度確定，黏性土可采用 1:1～ 1:。在深長路塹和反坡排水困難的地段，宜增設(shè)橋涵建筑物，將側(cè)溝水盡快引排至路基外。路塹側(cè)溝的水流不得流經(jīng)隧道排出。當(dāng)排水困難且隧道長度小于 300m，洞外路塹的水量較小，含泥量少時，經(jīng)研究比較可經(jīng)隧道引排。 排除路基地面水設(shè)計的一般原則 排水設(shè)備的作用是排除路基本體范圍內(nèi)的地面水及自田野方向流向路基的水，并將水導(dǎo)引至鐵路過水建筑物或自然溝渠中排走。由于匯水面積一般不大，流量不多，故除特殊情況外均不作個別水力計算，直接采用規(guī)范規(guī)定的斷面尺寸和有關(guān)規(guī)定 (縱坡和加固等 )。 排水溝常采用梯形斷面，如圖 12 所示。根據(jù)需要，有時也采用矩形斷面。為避免水流沖刷或淤積，水溝縱坡最大不得超過 8‰，最小不得小于 2‰，困難地段不得小于 1‰。水溝縱坡大于 8‰的地段，應(yīng)對水溝的溝身進行加固，防止沖刷破壞。在水溝縱坡變化 段、水溝彎曲段尤應(yīng)注意。 1 : m 1 : m Hf b 鐵道工程技術(shù)畢業(yè)設(shè)計 第 9 頁 圖 12 梯形排水溝橫斷面圖 排水設(shè)計應(yīng)首先作好排水規(guī)劃，規(guī)劃排水設(shè)施平面布置的原則是使地面水盡快通過水溝匯集排除，水溝應(yīng)盡可能設(shè)在距路基本體較近位置，使流向路基的水和降落在路基內(nèi)的雨雪水均可由此排出。水溝的長度應(yīng)取短，但如地形起伏，為減小工程量，可按最大縱坡順地形繞行。水溝的排水能力，在不允許漫溢的情況下，如路塹段的水溝、滑坡地區(qū)水溝，若流量較大，應(yīng)作水力計算檢算。 路基地下水的降低與排除 地下水對路基穩(wěn)定性的危害 在路基中，地下水對路基穩(wěn)定性的危害是指在路基設(shè)計和施工中，由于地下水存在的形式和數(shù)量可使工程設(shè)計與施工產(chǎn)生一定的困難，因而應(yīng)采取措施，使地下水存在的形式或數(shù)量改變，以確保路基的穩(wěn)固和工程的實施。同樣，對已修建成的路基，地下水的變化如可造成路基穩(wěn)定性下降，也應(yīng)采取必要的措施，將其變化調(diào)節(jié)到允許的限度內(nèi)。例如，在飽和的軟黏土地基上填筑路堤，當(dāng)?shù)谈咝纬傻暮奢d大于地基的承載力時，就會造成一定的困難，如能使地基土排水固結(jié)，就可提高軟土地基的強度，提高地基承載力并減少工后沉降。 在路堤堤 身的穩(wěn)定中，也常受到地下水的危害，如地下水位高，路堤填料為黏性土，在毛細作用下，水分可升至路堤內(nèi)，使填料含水量增大，強度下降；在嚴(yán)寒地區(qū)，水是路堤出現(xiàn)凍害的重要因素。在路塹地段，如果路塹開挖到地下水位以下，若路塹邊坡土為細粒土，則邊坡的穩(wěn)定性可受到地下水滲出的動力水壓影響；當(dāng)塹體為破碎的巖塊時，地下水從裂隙中或含水層中流出時，也會使原有的膠結(jié)物質(zhì)及沉淀的碎屑被帶出而使邊坡失去穩(wěn)定。 地下水的存在形式?？梢蚱溲a給來源的變化而變化，它對路基穩(wěn)固性的影響還可因各種其他因素的作用而不同。例如在路堤中，當(dāng)路堤的填筑高 度在地基承載力允許的范圍內(nèi)，若在堤底鋪設(shè)滲水土墊層，則地下水的存在和變化對路堤的影響可以忽略不計，在路塹中也可作相似的分析。所以，關(guān)于地下水的降低與排除僅是指地下水的存在形式和數(shù)量可以對路基的穩(wěn)固造成危害時而設(shè)置的一種重要的工程措施。在地下水可對路基穩(wěn)定造成危害時，降低和排除地下水?？扇〉昧己玫男Ч詰?yīng)當(dāng)十分重視。 路基地下水降低與排除的主要設(shè)施 地下水可大致分為承壓水和無壓水 (如潛水 )，又可據(jù)其存在環(huán)境分為裂隙水鐵道工程技術(shù)畢業(yè)設(shè)計 第 10 頁 和孔隙水，在巖溶地區(qū)還有活動于溶洞、地下河等巖溶構(gòu)造中的溶洞水，多年凍土 地區(qū)的層上水、層間水和層下水等。降低路基地下水及排除地下水設(shè)備的選擇，應(yīng)根據(jù)不同類型的地下水及工程具體條件、要求確定。常用的降低和排除地下水的設(shè)備主要有： (1)明溝及排水槽 明溝是兼排地面水及地下水的排水設(shè)備。溝底一般應(yīng)挖至不透水層，見圖13(a)。若不透水層太深，溝底置于透水層內(nèi)，見圖 13(b), 則溝底及水溝邊坡應(yīng)用不透水材料作護層，以免溝中水滲入土中。 圖 13 明溝及排水槽 排水槽也是一種兼排地面水和地下水的設(shè)備，見圖 13(c)。排水槽側(cè)壁有滲水孔，側(cè)壁外最好 填一層粗砂、細礫石或爐砟組成的反濾層。滲水孔在槽壁的上部，槽內(nèi)水面以下的槽壁是不透水的，以免水反滲入土中。 (2)滲水暗溝 滲水暗溝又稱盲溝，是一種地下排水設(shè)備，用于攔截、排除較深含水層內(nèi)的地下水，疏干滑體中的水或降低地下水位，通常采用明挖法施工。 滲水暗溝可分為有管滲溝和無管滲溝兩種。埋設(shè)預(yù)制管節(jié)而成的滲溝稱為有管滲溝；就地砌筑的矩形斷面滲溝稱為無管滲溝。深埋的滲溝為便于檢查、修理，其斷面應(yīng)較大，便于工作人員進出。滲溝較長時還應(yīng)每隔適當(dāng)距離設(shè)置檢查井。溝頂應(yīng)回填夯實，以免地面水滲入。按滲溝作用和設(shè)置部位， 又可分為截水和引水滲溝、無砂混凝土滲溝、邊坡滲溝和支撐滲溝等。 ①截水和引水滲溝 截水和引水滲溝按其深度分為淺埋滲溝和深埋滲溝，淺埋滲溝深度一般為2～ 6m，深埋滲溝的深度一般大于 6m。 (a)溝底為不透水層的深 水溝 (b)溝底進入透水層的深 水溝 滲水孔 填土夯實 含水層 反濾層 不透水層 (c)排水槽 鐵道工程技術(shù)畢業(yè)設(shè)計 第 11 頁 淺埋滲溝可以引出低洼濕地、泉水出露地帶和地下凹槽地層處的地下水，并使其循著最短通路排出，以疏干其附近土體中的水或降低地下水位。位于路塹側(cè)溝下或側(cè)溝旁的淺埋滲溝可以降低路塹范圍內(nèi)的地下水和疏干附近的土體，視需要布置在路基一側(cè)或兩側(cè)，如圖 14 (a)和圖 15 所示。 h0 R 夯填粘土或滲水料 土工纖維 反濾層 碎石或卵石 混凝土蓋板 (帶孔 ) 漿砌片石 （ b） （ c） e h0 R a (a) 鐵道工程技術(shù)畢業(yè)設(shè)計 第 12 頁 圖 14 設(shè)置在側(cè)溝下的滲溝 圖 14 (a)中， e 表示兩條滲溝之間地下水位降低的高度，按所要求降低地下水位的高度確定。 圖 15 中， e 表示凍結(jié)