路基排水与直接间接防护措施[详细]

1、1,路基排水与直接、间接防护措施,道路与铁道工程教研室 2019.9.1,2,路基排水与防护,第一节 路基排水 路基地面排水 路基地下水的降低与排除设备 第二节 路基防护 路基坡面防护 路基冲刷防护 第三节 路基边坡坡面绿色防护技术 铁路路基边坡坡面绿色防护技术现状 土质路基边坡坡面绿色防护设计,3,第一节 路基排水,水的破坏性 地表水渗入路基土体会降低土的抗剪强度； 地下水的存在和活动往往引起各种路基病害，是路基变形发生和发展的基本原因 ； 在低路堤条件下，由于毛细作用，水分可能升入路堤内，使填料强度下降 ； 水还是产生溶蚀和冻害的主要原因之一；,4,排水设计原则 安全性：首先保证路基稳定，

2、行车安全； 系统性: 排水设备应与桥涵、隧、站等排水设备衔接配合； 经济性： 排水沟渠应在地形地质较好的地区范围内通过； 应尽可能引接至天然河沟减少桥涵工程； 应贯彻因地制宜、就地取材的原则，以减少造价； 环保性：邻里友好性 少占农田，与水利规划和土地使用规划等相配合。 不应直接使水流入农田，损害农业生产。,5,路基地面排水,(1)排水沟： 用以排除路堤范围内的地面水。当地面较平坦时，设于路堤两侧，当地面较陡时，应设于迎水一侧。当有取土坑时，可用取土坑代替排水沟。排水沟应设置在路堤天然护道以外。,6,路基地面排水,(2) 侧沟 在路堑地段用以排除路基面和路堑边坡坡面的地面水， 设于路基面两侧或

3、一侧(半路堑)。 (3) 天沟 用于排除山坡迎水方向流向路堑的地面水。,7,一、路基地面排水,(1)排水沟、(2) 侧沟、(3) 天沟、边坡中部平台截水沟 都是纵向排水设备； 要因地制宜，纵坡合理，配合得当。 横向排水坡度一般不易小于 4% （路拱的高度就是按此横坡确定的），以便迅速排走降水。 纵坡不易小于 2 ，但不易大于 8 以免沟底被冲刷。 形状、尺寸、是否衬砌。,8,路基地面排水,(4) 跌水： 主槽底部呈台阶状的急流槽， 其构造可有单级和多级两类， 每级高差为0.2 - 2.0 m ， 利用台阶跌水消能。一般应作铺砌防护。,9,路基地面排水,(5)缓流井 沟底纵坡较陡的水沟， 可设计

4、成两段较缓坡的水沟用缓流井连接起来。两段水沟的落水高差最大可达1 5 m 。,10,路基地面排水,(6) 急流槽 用片石、混凝土材料筑成的衔接两段高程较大的排水设施。主槽纵坡大，水流急，出口设有消力池、消能槛等消能装置，沟底纵坡可达1:2 。设在路堑边坡上的急流槽又称吊沟。,11,路基地面排水,(4) 跌水、(5)缓流井、(6) 急流槽可作纵向排水用，也可用于横向排水。 水的落差较大，注意防冲刷。,12,路基地下水的降低与排除设备,(1)明沟及排水槽 明沟是兼排地面水及地下水的排水设备。 沟底一般应挖至不透水层 若不透水层太深，沟底置于透水层内，则沟底及水沟边坡应用不透水材料作护层，以免沟中水

5、渗入土中。,13,14,路基地下水的降低与排除设备,排水槽也是一种兼排地面水和地下水的设备 排水槽侧壁有渗水孔， 侧壁外最好填一层粗砂、细砾石或炉渣组成的反滤层。渗水孔在槽壁的上部，槽内水面以下的槽壁是不透水的，以免水反渗入土中。,15,16,路基地下水的降低与排除设备,（2）渗水暗沟 渗水暗沟又称盲沟，是一种地下排水设备，用于拦截、排除较深含水层内的地下水，疏干滑体中的水或降低地下水位，通常采用明挖法施工。 分为有管渗沟和无管渗沟两种。埋设预制管节而成的渗沟称为有管渗沟；就地砌筑的矩形断面渗沟称为无管渗沟。 按作用和位置分为：截水和引水渗沟，无砂混凝土渗沟，边坡渗沟，支撑渗沟。,16,17,

6、有管渗沟,有管渗沟的渗水管是管壁带有渗水孔的陶管或混凝土管。,a）渗水管 b）有管渗沟出口 有管渗沟示意图（单位：mm）,17,18,路基地下水的降低与排除设备,（2）渗水暗沟 截水和引水渗沟 按其深度分为浅埋渗沟和深埋渗沟，浅埋渗沟深度一般为2-6m，深埋渗沟的深度一般大于6 m。,18,19,（2）渗水暗沟,截水渗沟,19,20,（2）渗水暗沟,无砂混凝土渗沟 无砂混凝土用水泥、粗集料(砾石或角砾)及水拌制而成。 具有透水孔隙。 代替施工困难的反滤层和渗孔设备，具有透水性能和过渡能力好，施工简便及节省材料等优点。 具有一定的强度，可以省去渗沟内部的填充料。,20,21,无砂混凝土渗沟图,2

7、1,22,（2）渗水暗沟,边坡渗沟,拱形边坡渗沟,树枝形边坡渗沟,22,23,（2）渗水暗沟,边坡渗沟,拱形边坡渗沟,树枝形边坡渗沟,23,24,（2）渗水暗沟,边坡渗沟纵断面,24,25,（2）渗水暗沟,支撑渗沟 支撑渗沟主要起支撑作用，兼起排除地下水和疏干土壤中水的作用。支撑渗沟通常采用成组的条带形布置，断面采用矩形,25,26,(3) 渗水隧洞,27,(3) 渗水隧洞,28,(4) 平孔排水,28,29,(4) 平孔排水,为排除路基土体或滑坡体中的地下水，可使用仰斜度为1015的排水平孔。依据水文地质条件，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,根据需要可布置一层或多层，但平孔的位置必须埋于地下低水位以下，尽量扩大疏干范围。由于平孔施工简单，收效显著，为国外广泛采用。我国在整治滑坡中，采用平孔排除地下水也取得良好效果。,多层平孔,31,(5) 集水渗井,(5) 集水渗井,31,32,水沟的冲刷防护和防淤、防渗 当水沟的天然土层不足以抵御流速的冲刷时，需对水沟采取加固措施 水沟的渗漏对于某些地质不良地区路基的稳固是一种有害因素，所以必须防止 防渗的方法：表层夯拍，三合土、四合土捶面，浆砌片石护面及用混凝土水槽等，对于采用卵石护面或干砌片石护面的水沟，也可在其底层用粘土夯铺一层厚0.20.3m的土层 为了防止浆砌片石及混凝土水槽预留

9、的伸缩缝渗水，应用沥青麻筋嵌塞缝隙,33,水沟加固类型,34,天然材料护面,35,拼装式混凝土板护面,36,第二节 路基防护,坡面防护 边坡、路肩的稳定 冲刷防护 边坡坡脚受水流冲刷,36,37,一、坡面防护,坡面防护 防坡面雨水冲刷，流失、垮塌； 防风化、剥落： 防风防砂：,37,38,坡面防护,1.植物防护 边坡植物防护是指人工培植边坡植被，使植物的根系产生加固边坡表层士的作用，同时利用植物的枝叶保护坡面，防止或减少降水尤其是暴雨对边坡的冲刷以保护边坡。植物防护又可以改善环境。 植物防护的方法 种草铺草皮种植灌木,38,39,（1）边坡种草： 草种 、土质 、肥料 播撒、沟播、点播。,39

10、,40,（2）铺草皮 成活速度更快，抗冲蚀能力更强，成本高。 可满铺，也可与方格骨架护坡结合使用。,40,41,41,平铺草皮、 平铺叠置草皮、方格式草皮等,平铺草皮,平铺叠置草皮,42,42,平铺草皮、 平铺叠置草皮、方格式草皮等,方格式草皮,卵（片）石方格草皮,43,（3）种植灌木树 坡面防护也可植树，一般是草、树间植，采用根系发达、枝叶茂盛、能迅速生长的矮灌木，如一年成活的紫穗槐；二年成活的夹竹桃等 紫穗槐在西北半干旱、高寒地区整治路基坡面溜坍曾获突出效果,43,44,44,45,2. 坡面的补强及加固,包括抹面、喷浆、勾缝和灌浆。 抹面 适于易风化的秸土岩类， 抹面材料可因地制宜， 采

11、用具有一定强度且具有良好防水性的三合土或其他材料。,45,46,46,47,47,48,喷护、挂网喷护,48,49,3. 砌石护坡,(1) 干砌片石护坡 (2) 浆砌片石护坡 (3) 浆砌片石骨架护坡或混凝土骨架护坡 (4) 浆砌片石护墙,49,50,50,51,51,52,52,53,边坡防护工程实例,53,54,钢筋混凝土框架护坡,55,土工网垫,56,铺设土工网垫,57,土工网垫 草坪护坡,58,土工网垫植草护坡,59,土工网垫结合草坪,60,路堑边坡 铺设土工网,61,62,63,64,65,66,67,68,69,二、路基冲刷防护,冲刷防护的原因： 沿河的铁路路基，受河流变迁及冲刷的

12、威胁 尤其到了每年的洪水涨水季节，水流对路基的冲刷乃至冲毁，常给行车安全造成巨大的威胁和灾害 故必须以有效的措施防止河岸与路堤边坡被冲刷，确保路基安全稳定,70,1.冲刷防护的类型 直接防护 直接防护中，除植物防护（主要指植树）与砌石防护外，对于较大流速和浸水部分来说，还有抛石、石笼、柔性板与抗滑桩等 间接防护 主要指导治和改河,70,71,71,72,72,73,直接防护1：铺草皮砖,台阶式叠砌,竖立式叠砌,74,直接防护2：抛石护坡,新建路基坡脚抛石防护示意图,反滤垫层亦可使用无纺土工织物,不设垫层,设置垫层,75,不设垫层,设置垫层,既有线路基坡脚抛石防护示意图,反滤垫层亦可使用无纺土工

13、织物,直接防护2：抛石护坡,76,干砌片石护坡示意图,直接防护3：片石护坡,77,直接防护3：片石护坡,基础脚墙埋设在冲刷深度线以下,78,混凝土板护坡示意图,直接防护4：混凝土板护坡,柔性混凝土块板防护基础,79,柔性混凝土块板防护布置及构造图,柔性混凝土块防护具有柔性，可保护坡脚防止被淘刷,80,直接防护5：石笼护坡,钢丝笼，土工网； 较好的强度与柔性； 材料不耐久性，使用年限不长。 可用垒码或平铺于,81,82,83,间接防护措施: 采用导流或阻流的方法，改变水流性质： 流向：迫使主流流向偏离被防护的路段； 流速：减小流速，缓和水流对路基的作用； 冲刷和淤积：改变河槽中冲刷和淤积的部位

14、改变河道等 改移河道： 改移河道应因势利导慎重从事 导流建筑物： 导流建筑物常用的有丁坝和顺坝两种。,83,84,丁坝： 导流坝与路基成“丁”字形。也叫挑坝,84,根据坝身的长短，丁坝又可分为长丁坝、短丁坝,85,丁坝： 丁坝应成群布置，单个丁坝可使水流发生环曲，造成新的冲刷。 长丁坝干扰整个水流，使水流冲向对岸 短丁坝只影响局部水流，使水流趋向河心。,85,86,丁坝的形式,按照河水流向与丁坝交角的大小，丁坝分成垂直、上挑、下挑三种布置形式 。,86,87,丁坝的坝头、对于水流作用为首当其冲，而且易受水上漂浮物的撞击，必须坚固，并做圆滑曲线形，横坡放缓至1：3,(a) 平面 (b)断面 丁坝的坝头构造示意图,88,丁坝的坝身为不