路基排水與直接間接防護措施[詳細]

1、1,路基排水與直接、間接防護措施,道路與鐵道工程教研室 2019.9.1,2,路基排水與防護,第一節(jié) 路基排水 路基地面排水 路基地下水的降低與排除設備 第二節(jié) 路基防護 路基坡面防護 路基沖刷防護 第三節(jié) 路基邊坡坡面綠色防護技術 鐵路路基邊坡坡面綠色防護技術現(xiàn)狀 土質路基邊坡坡面綠色防護設計,3,第一節(jié) 路基排水,水的破壞性 地表水滲入路基土體會降低土的抗剪強度； 地下水的存在和活動往往引起各種路基病害，是路基變形發(fā)生和發(fā)展的基本原因 ； 在低路堤條件下，由于毛細作用，水分可能升入路堤內，使填料強度下降 ； 水還是產生溶蝕和凍害的主要原因之一；,4,排水設計原則 安全性：首先保證路基穩(wěn)定，

2、行車安全； 系統(tǒng)性: 排水設備應與橋涵、隧、站等排水設備銜接配合； 經濟性： 排水溝渠應在地形地質較好的地區(qū)范圍內通過； 應盡可能引接至天然河溝減少橋涵工程； 應貫徹因地制宜、就地取材的原則，以減少造價； 環(huán)保性：鄰里友好性 少占農田，與水利規(guī)劃和土地使用規(guī)劃等相配合。 不應直接使水流入農田，損害農業(yè)生產。,5,路基地面排水,(1)排水溝： 用以排除路堤范圍內的地面水。當?shù)孛孑^平坦時，設于路堤兩側，當?shù)孛孑^陡時，應設于迎水一側。當有取土坑時，可用取土坑代替排水溝。排水溝應設置在路堤天然護道以外。,6,路基地面排水,(2) 側溝 在路塹地段用以排除路基面和路塹邊坡坡面的地面水， 設于路基面兩側或

3、一側(半路塹)。 (3) 天溝 用于排除山坡迎水方向流向路塹的地面水。,7,一、路基地面排水,(1)排水溝、(2) 側溝、(3) 天溝、邊坡中部平臺截水溝 都是縱向排水設備； 要因地制宜，縱坡合理，配合得當。 橫向排水坡度一般不易小于 4% （路拱的高度就是按此橫坡確定的），以便迅速排走降水。 縱坡不易小于 2 ，但不易大于 8 以免溝底被沖刷。 形狀、尺寸、是否襯砌。,8,路基地面排水,(4) 跌水： 主槽底部呈臺階狀的急流槽， 其構造可有單級和多級兩類， 每級高差為0.2 - 2.0 m ， 利用臺階跌水消能。一般應作鋪砌防護。,9,路基地面排水,(5)緩流井 溝底縱坡較陡的水溝， 可設計

4、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1 5 m 。,10,路基地面排水,(6) 急流槽 用片石、混凝土材料筑成的銜接兩段高程較大的排水設施。主槽縱坡大，水流急，出口設有消力池、消能檻等消能裝置，溝底縱坡可達1:2 。設在路塹邊坡上的急流槽又稱吊溝。,11,路基地面排水,(4) 跌水、(5)緩流井、(6) 急流槽可作縱向排水用，也可用于橫向排水。 水的落差較大，注意防沖刷。,12,路基地下水的降低與排除設備,(1)明溝及排水槽 明溝是兼排地面水及地下水的排水設備。 溝底一般應挖至不透水層 若不透水層太深，溝底置于透水層內，則溝底及水溝邊坡應用不透水材料作護層，以免溝中水

5、滲入土中。,13,14,路基地下水的降低與排除設備,排水槽也是一種兼排地面水和地下水的設備 排水槽側壁有滲水孔， 側壁外最好填一層粗砂、細礫石或爐渣組成的反濾層。滲水孔在槽壁的上部，槽內水面以下的槽壁是不透水的，以免水反滲入土中。,15,16,路基地下水的降低與排除設備,（2）滲水暗溝 滲水暗溝又稱盲溝，是一種地下排水設備，用于攔截、排除較深含水層內的地下水，疏干滑體中的水或降低地下水位，通常采用明挖法施工。 分為有管滲溝和無管滲溝兩種。埋設預制管節(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。 按作用和位置分為：截水和引水滲溝，無砂混凝土滲溝，邊坡滲溝，支撐滲溝。,16,17,

6、有管滲溝,有管滲溝的滲水管是管壁帶有滲水孔的陶管或混凝土管。,a）滲水管 b）有管滲溝出口 有管滲溝示意圖（單位：mm）,17,18,路基地下水的降低與排除設備,（2）滲水暗溝 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6 m。,18,19,（2）滲水暗溝,截水滲溝,19,20,（2）滲水暗溝,無砂混凝土滲溝 無砂混凝土用水泥、粗集料(礫石或角礫)及水拌制而成。 具有透水孔隙。 代替施工困難的反濾層和滲孔設備，具有透水性能和過渡能力好，施工簡便及節(jié)省材料等優(yōu)點。 具有一定的強度，可以省去滲溝內部的填充料。,20,21,無砂混凝土滲溝圖,2

7、1,22,（2）滲水暗溝,邊坡滲溝,拱形邊坡滲溝,樹枝形邊坡滲溝,22,23,（2）滲水暗溝,邊坡滲溝,拱形邊坡滲溝,樹枝形邊坡滲溝,23,24,（2）滲水暗溝,邊坡滲溝縱斷面,24,25,（2）滲水暗溝,支撐滲溝 支撐滲溝主要起支撐作用，兼起排除地下水和疏干土壤中水的作用。支撐滲溝通常采用成組的條帶形布置，斷面采用矩形,25,26,(3) 滲水隧洞,27,(3) 滲水隧洞,28,(4) 平孔排水,28,29,(4) 平孔排水,為排除路基土體或滑坡體中的地下水，可使用仰斜度為1015的排水平孔。依據(jù)水文地質條件，平孔可平行排列或扇形排列布置,平行排列平孔 扇形排列平孔,30,(4) 平孔排水,

8、30,根據(jù)需要可布置一層或多層，但平孔的位置必須埋于地下低水位以下，盡量擴大疏干范圍。由于平孔施工簡單，收效顯著，為國外廣泛采用。我國在整治滑坡中，采用平孔排除地下水也取得良好效果。,多層平孔,31,(5) 集水滲井,(5) 集水滲井,31,32,水溝的沖刷防護和防淤、防滲 當水溝的天然土層不足以抵御流速的沖刷時，需對水溝采取加固措施 水溝的滲漏對于某些地質不良地區(qū)路基的穩(wěn)固是一種有害因素，所以必須防止 防滲的方法：表層夯拍，三合土、四合土捶面，漿砌片石護面及用混凝土水槽等，對于采用卵石護面或干砌片石護面的水溝，也可在其底層用粘土夯鋪一層厚0.20.3m的土層 為了防止?jié){砌片石及混凝土水槽預留

9、的伸縮縫滲水，應用瀝青麻筋嵌塞縫隙,33,水溝加固類型,34,天然材料護面,35,拼裝式混凝土板護面,36,第二節(jié) 路基防護,坡面防護 邊坡、路肩的穩(wěn)定 沖刷防護 邊坡坡腳受水流沖刷,36,37,一、坡面防護,坡面防護 防坡面雨水沖刷，流失、垮塌； 防風化、剝落： 防風防砂：,37,38,坡面防護,1.植物防護 邊坡植物防護是指人工培植邊坡植被，使植物的根系產生加固邊坡表層士的作用，同時利用植物的枝葉保護坡面，防止或減少降水尤其是暴雨對邊坡的沖刷以保護邊坡。植物防護又可以改善環(huán)境。 植物防護的方法 種草鋪草皮種植灌木,38,39,（1）邊坡種草： 草種 、土質 、肥料 播撒、溝播、點播。,39

10、,40,（2）鋪草皮 成活速度更快，抗沖蝕能力更強，成本高。 可滿鋪，也可與方格骨架護坡結合使用。,40,41,41,平鋪草皮、 平鋪疊置草皮、方格式草皮等,平鋪草皮,平鋪疊置草皮,42,42,平鋪草皮、 平鋪疊置草皮、方格式草皮等,方格式草皮,卵（片）石方格草皮,43,（3）種植灌木樹 坡面防護也可植樹，一般是草、樹間植，采用根系發(fā)達、枝葉茂盛、能迅速生長的矮灌木，如一年成活的紫穗槐；二年成活的夾竹桃等 紫穗槐在西北半干旱、高寒地區(qū)整治路基坡面溜坍曾獲突出效果,43,44,44,45,2. 坡面的補強及加固,包括抹面、噴漿、勾縫和灌漿。 抹面 適于易風化的秸土巖類， 抹面材料可因地制宜， 采

11、用具有一定強度且具有良好防水性的三合土或其他材料。,45,46,46,47,47,48,噴護、掛網(wǎng)噴護,48,49,3. 砌石護坡,(1) 干砌片石護坡 (2) 漿砌片石護坡 (3) 漿砌片石骨架護坡或混凝土骨架護坡 (4) 漿砌片石護墻,49,50,50,51,51,52,52,53,邊坡防護工程實例,53,54,鋼筋混凝土框架護坡,55,土工網(wǎng)墊,56,鋪設土工網(wǎng)墊,57,土工網(wǎng)墊 草坪護坡,58,土工網(wǎng)墊植草護坡,59,土工網(wǎng)墊結合草坪,60,路塹邊坡 鋪設土工網(wǎng),61,62,63,64,65,66,67,68,69,二、路基沖刷防護,沖刷防護的原因： 沿河的鐵路路基，受河流變遷及沖刷的

12、威脅 尤其到了每年的洪水漲水季節(jié)，水流對路基的沖刷乃至沖毀，常給行車安全造成巨大的威脅和災害 故必須以有效的措施防止河岸與路堤邊坡被沖刷，確保路基安全穩(wěn)定,70,1.沖刷防護的類型 直接防護 直接防護中，除植物防護（主要指植樹）與砌石防護外，對于較大流速和浸水部分來說，還有拋石、石籠、柔性板與抗滑樁等 間接防護 主要指導治和改河,70,71,71,72,72,73,直接防護1：鋪草皮磚,臺階式疊砌,豎立式疊砌,74,直接防護2：拋石護坡,新建路基坡腳拋石防護示意圖,反濾墊層亦可使用無紡土工織物,不設墊層,設置墊層,75,不設墊層,設置墊層,既有線路基坡腳拋石防護示意圖,反濾墊層亦可使用無紡土工

13、織物,直接防護2：拋石護坡,76,干砌片石護坡示意圖,直接防護3：片石護坡,77,直接防護3：片石護坡,基礎腳墻埋設在沖刷深度線以下,78,混凝土板護坡示意圖,直接防護4：混凝土板護坡,柔性混凝土塊板防護基礎,79,柔性混凝土塊板防護布置及構造圖,柔性混凝土塊防護具有柔性，可保護坡腳防止被淘刷,80,直接防護5：石籠護坡,鋼絲籠，土工網(wǎng)； 較好的強度與柔性； 材料不耐久性，使用年限不長。 可用壘碼或平鋪于,81,82,83,間接防護措施: 采用導流或阻流的方法，改變水流性質： 流向：迫使主流流向偏離被防護的路段； 流速：減小流速，緩和水流對路基的作用； 沖刷和淤積：改變河槽中沖刷和淤積的部位

14、改變河道等 改移河道： 改移河道應因勢利導慎重從事 導流建筑物： 導流建筑物常用的有丁壩和順壩兩種。,83,84,丁壩： 導流壩與路基成“丁”字形。也叫挑壩,84,根據(jù)壩身的長短，丁壩又可分為長丁壩、短丁壩,85,丁壩： 丁壩應成群布置，單個丁壩可使水流發(fā)生環(huán)曲，造成新的沖刷。 長丁壩干擾整個水流，使水流沖向對岸 短丁壩只影響局部水流，使水流趨向河心。,85,86,丁壩的形式,按照河水流向與丁壩交角的大小，丁壩分成垂直、上挑、下挑三種布置形式 。,86,87,丁壩的壩頭、對于水流作用為首當其沖，而且易受水上漂浮物的撞擊，必須堅固，并做圓滑曲線形，橫坡放緩至1：3,(a) 平面 (b)斷面 丁壩的壩頭構造示意圖,88,丁壩的壩身為不