刘清-第七章排水设计

《路基路面工程》刘清E-mail：[e-mail]gineering《路基路面工程》南华大学·城市建设学院SchoolofUrbanConstruction,UniversityofSouthChina第七章路基路面排水设计第一节概述第二节路基排水设备的构造与布置第三节路面排水设计《路基路面工程》南华大学·城市建设学院SchoolofUrbanConstruction,UniversityofSouthChina第一节概述《路基路面工程》南华大学·城市建设学院SchoolofUrbanConstruction,UniversityofSouthChina路基排水的意义保持路基材料的强度稳定性，进而保持路基的稳定性路基排水的目的把降落在路界范围内的表面水有效的汇集并迅速排除出路界把路界外可能流向路基的地表水拦截在路界范围以外以减小对路基路面的危害隔断、疏干和降低影响路基稳定性的地下水，并将其引导到路基范围以外1.1排水的意义与目的《路基路面工程》南华大学·城市建设学院SchoolofUrbanConstruction,UniversityofSouthChina排水设施要因地制宜、全面规划、合理布局、综合治理、讲究实效、注意经济，并充分利用有利地形和自然水系；路基排水沟渠的设置，应与农田水利相配合，必要时可适当地增设涵管或加大涵管孔径；设计前必须进行调查研究，重点路段要进行排水系统的全面规划，做到路基路面综合设计和分期修建；路基排水要注意防止附近山坡的水土流失，尽量不破坏天然水系，尽量选择有利地质条件布设人工沟渠；路基排水要结合当地水文条件和道路等级等具体情况，注意就地取材，以防为主；为减少水对路面的破坏作用，应尽量阻止水进入路面结构，并提供良好的排水措施，以便迅速排除路面结构内的水，亦可建筑具有能承受荷载和雨水共同作用的路面结构。1.2路基路面排水设计的一般原则《路基路面工程》南华大学·城市建设学院SchoolofUrbanConstruction,UniversityofSouthChina第二节路基排水设备的构造与布置《路基路面工程》南华大学·城市建设学院SchoolofUrbanConstruction,UniversityofSouthChina边沟截水沟排水沟跌水急流槽倒虹吸、渡水槽等2.1地面排水设备《路基路面工程》南华大学·城市建设学院SchoolofUrbanConstruction,UniversityofSouthChina边沟边沟的功能：用于汇集和排除降落在路基范围内以及流向路基的少量地表水边沟的布置：边沟一般布置在路堑的路肩外侧或较低矮路堤坡脚外侧边沟的纵坡：边沟的纵坡宜与路线纵坡相一致，并不宜小于0.3％，困难情况下可以减至0.1%边沟的长度：单向排水长度每300~500米设出水口2.1地面排水设备《路基路面工程》南华大学·城市建设学院SchoolofUrbanConstruction,UniversityofSouthChina边沟的横断面形式边沟的横断面形式示意图a)、b)梯形；c)、d)流线形；e)三角形；f)矩形2.1地面排水设备《路基路面工程》南华大学·城市建设学院SchoolofUrbanConstruction,UniversityofSouthChina2.1地面排水设备《路基路面工程》南华大学·城市建设学院SchoolofUrbanConstruction,UniversityofSouthChina截水沟截水沟的功能：用以拦截并排除路基上方流向路基的地面径流，减轻边沟的水流负担，保证挖方边坡和填方坡脚不受流水冲刷。截水沟的布置：截水沟一般布置在路堑边坡或陡坡路堤上侧，垂直于山坡水流方向或基本与等高线平行。视降雨量，可以不设或设计多道。填方截水沟截水沟挖方截水沟5m2.1地面排水设备《路基路面工程》南华大学·城市建设学院SchoolofUrbanConstruction,UniversityofSouthChina2.1地面排水设备《路基路面工程》南华大学·城市建设学院SchoolofUrbanConstruction,UniversityofSouthChina截水沟截水沟的纵坡与长度：截水沟的纵坡不宜小于0.3％，长度的考虑以汇水既不造成过大的冲刷，又不淤积为原则。截水沟的横断面：一般为梯形，沟的边坡坡度，因岩土条件而定，一般采用1:1.0～1:1.5。沟底宽度b不小于0.5m，沟深h按设计流量而定，亦不应小于0.5m。2.1地面排水设备土质石质《路基路面工程》南华大学·城市建设学院SchoolofUrbanConstruction,UniversityofSouthChina排水沟排水沟的功能：将路基范围内各种水源的水流（如边沟、截水沟、取土坑、边坡和路基附近积水），引排至桥涵或路基范围以外的指定地点。排水沟的布置：排水沟的布置可以根据需要并结合当地地形条件而定，距离路基坡脚不宜小于3～4m，平面上应力求直捷，需要转弯时亦应尽量圆顺，做成弧形，其半径不宜小于10～20m，连续长度宜短，一般不超过500m。排水沟的纵坡：排水沟应具有合适的纵坡，以保证水流畅通，不致流速太大而产生冲刷，亦不可流速太小而形成淤积，为此宜通过水文水力计算而择优选定。一般情况下，可取0.5～1.0%，不小于0.3％，亦不宜大于3％。2.1地面排水设备《路基路面工程》南华大学·城市建设学院SchoolofUrbanConstruction,UniversityofSouthChina排水沟与水道衔接示意图1—排水沟；2—其它渠道；3—路基中心线；4—桥涵排水沟排水沟水流注入其他沟渠或水道时，应使原水道不产生冲刷或淤积。通常应使排水沟与原水道两者成锐角相交，交角不大于45，有条件可用半径R=10b（b为沟顶宽）的圆曲线朝下游与其它水道相排水沟的横断面排水沟的横断面，一般采用梯形，尺寸大小应经过水力水文计算选定。2.1地面排水设备《路基路面工程》南华大学·城市建设学院SchoolofUrbanConstruction,UniversityofSouthChina沟渠加固2.1地面排水设备包括排水沟在内的土质沟渠在有可能受到冲刷和渗漏时必须进行防护和防渗处理加固类型与沟底纵坡关系纵坡（%）11～33～55～77加固类型不加固1.土质好，不加固2.土质不好，简易加固简易加固或干砌式加固干砌式或浆砌式加固浆砌式加固或改用跌水《路基路面工程》南华大学·城市建设学院SchoolofUrbanConstruction,UniversityofSouthChina沟渠加固类型2.1地面排水设备型式名称铺砌厚度（cm）平铺草皮单层竖铺草皮迭铺简易式水泥砂浆抹平层2～3石灰三合土抹平层3～5粘土碎（砾）石加固层10～15石灰三合土碎（砾）石加固层10～15干砌片石15～25干砌式干砌片石砂浆匀缝15～25干砌片石砂浆抹平20～25浆砌片石20～25浆砌式混凝土预制块6～10砖砌水槽《路基路面工程》南华大学·城市建设学院SchoolofUrbanConstruction,UniversityofSouthChina沟渠加固2.1地面排水设备《路基路面工程》南华大学·城市建设学院SchoolofUrbanConstruction,UniversityofSouthChina2.1地面排水设备跌水跌水的功能：在陡坡或或特殊陡坎地段设置的沟底为阶梯，水流呈瀑布式跌落的沟槽称作跌水，跌水的作用是在较短的距离内，降低水流流速，消减水流能量，进而防止冲刷（用于坡度大于10％，水头高差大于1.0m的陡坡地段）。形式：一般矩形，浆砌片石或混凝土预制块砌筑尺寸：根据地形、地质条件等，一般需水力计算构造：分为进水口、跌水槽、出水口。跌水槽由跌水墙、平台和消能设备组成。出口连接：桥涵、自然沟、排水沟《路基路面工程》南华大学·城市建设学院SchoolofUrbanConstruction,UniversityofSouthChina急流槽：是具有很陡坡度的水槽，水流以陡坡形式通过的排水设施，但水流不离开槽底。急流槽的功能:它的作用主要是在很短的距离内，水面落差很大的情况下进行排水。急流槽的布置：多用于涵洞的进出水口和高路堑边沟流入排水沟的进出水口，或在特殊情况下，截水沟流向边沟的场合。形式：矩形，浆砌片石或混凝土预制块砌筑尺寸：需水力计算来确定尺寸，水流量不大时，可用标准尺寸构造：进水口、主槽、出水口出水连接：桥涵、自然沟、排水沟2.1地面排水设备《路基路面工程》南华大学·城市建设学院SchoolofUrbanConstruction,UniversityofSouthChina2.1地面排水设备急流槽的构造：《路基路面工程》南华大学·城市建设学院SchoolofUrbanConstruction,UniversityofSouthChina高路堤边坡地段急流槽路堑与高路堤连接处急流槽路堑边坡急流槽急流槽设置通常设置在高路堤边坡、高路堑边坡、路堑与高路堤连接处、回头曲线上下边沟等位置，用于排除边沟和截水沟汇集的水流。《路基路面工程》南华大学·城市建设学院SchoolofUrbanConstruction,UniversityofSouthChina《路基路面工程》南华大学·城市建设学院SchoolofUrbanConstruction,UniversityofSouthChina倒虹吸与渡水槽：设置于水流需要横跨路基，同时受到设计标高的限制，从路基底部或上部架空跨越。前者称为倒虹吸，后者称为渡水槽。倒虹吸：水流横跨路基且受到设计标高限制时，可通过多次改变水流方向从路基下方跨越的排水设施。倒虹吸是利用上下游沟渠水位差作用，管道为有压管道，水流条件较差，结构要求高，应谨慎使用。倒虹吸的设置：往往是因路基横跨原有沟渠，且沟渠水位高于路基设计标高，不能按正常条件下设置涵洞，此时采用倒虹吸是可行的方案之一。2.1地面排水设备《路基路面工程》南华大学·城市建设学院SchoolofUrbanConstruction,UniversityofSouthChina2.1地面排水设备《路基路面工程》南华大学·城市建设学院SchoolofUrbanConstruction,UniversityofSouthChina渡水槽：水流横跨路基且受到路基标高限制时，水流从路基上方跨越的排水设施。渡水槽的布置：原水道与路基设计标高相差较大，如果路基两侧地形有利，或当地确有必要，可设简易桥梁，架设水槽或管道，从路基上部跨越，以勾通路基两侧的水构造：倒虹吸：进水口、沉淀池、出水口、管身渡水槽：进出水口、槽深、下部支撑尺寸：需水力计算蒸发池：气候干旱、排水困难地段，可利用沿线的集中取土坑或专门设置蒸发池排除地表水。2.1地面排水设备《路基路面工程》南华大学·城市建设学院SchoolofUrbanConstruction,UniversityofSouthChina《路基路面工程》南华大学·城市建设学院SchoolofUrbanConstruction,UniversityofSouthChina东江－深圳渡水槽墨西哥格雷塔罗市的古渡槽引大入秦先明峡倒虹吸《路基路面工程》南华大学·城市建设学院SchoolofUrbanConstruction,UniversityofSouthChina地下排水设备盲沟（管）渗沟（井）盲井渗水隧洞特点：排水量不大，主要以渗流方式汇集水流，并就近排出路基范围以外。功能：防止地下水对路基的影响2.2地下排水设备《路基路面工程》南华大学·城市建设学院SchoolofUrbanConstruction,UniversityofSouthChina暗沟作用：设在地面以下引导水流的沟渠，具有渗水和汇水作用，地下排水沟。构造：进水口（泉