4.3 路基排水
4.3.1 对路基有危害的地面水和地下水,应设置拦截、降低水位或引排至路基范围外的设施。
工业场地内的路基排水应与整个场区排水统一设计。
4.3.2 站场的排水系统,应保证转盘、检查坑等及其他低洼处的积水排泄畅通,有电气联锁设备处,应设置截排水设施。
当站线较多,且横向排水有困难时,宜在线间设纵向排水设施。
在有调车、装卸车作业及工作人员通行地段的排水明沟,应加设盖板。
为了迅速地排除站场的积水,站内一般可分设纵、横排水系统。纵向排水设备主要是汇集站线间的积水,横向排水设备则是把纵向沟内的水排出站外,纵向排水设备的坡度应使水能顺畅流出。
在有电气联锁设备和轨道电路地段,应注意设备的锈蚀以及轨道电路窜电引起信号失灵,以免严重影响行车安全和人身事故,因此站内应设有足够的排水设备。
在转盘、检查坑、轨道衡地坑及其他低洼构筑物处的积水,应配置一定数量的排水设备将积水汇聚于集水井中,再经横向沟管或水泵排出站外。
4.3.3 对深长路堑或反坡排水困难的侧沟,可根据地形条件,增设穿越路基的横向盖板水沟或明沟。
深长路堑的侧沟,由于汇集的水流较多,一般水沟断面无法满足流量的要求,可能造成水溢道床之患,如加大断面,则增加大量土石方工程,在这种情况下,宜增设穿越线路的盖板水沟或明沟,将水引至路基另一侧,选择路堑边坡较低处开口将水引至路基外。
4.3.4 侧沟、截水沟和排水沟的最小断面尺寸,应按表4.3.4的规定设计。
侧沟宜为矩形沟。当设计为梯形沟时,靠线路一侧的侧沟边坡宜为1∶1,另一侧与路堑边坡相同,有侧沟平台时宜为1∶1。在砂类土中两侧边坡应根据土层密实程度确定,不宜大于1∶1~1∶1.5。在黄土层中,两侧边坡不宜大于1∶1。
截水沟、排水沟的边坡,应根据土质情况及边坡高度确定,宜为1∶1~1∶1.5。
表4.3.4 侧沟、截水沟和排水沟的最小断面尺寸(m)
侧沟、天沟、排水沟的断面尺寸应满足流量的要求,目前各矿山的线路侧沟断面多数为底宽0.4m~0.6m,深0.4m~0.6m。根据水力计算,若采用底宽为0.4m、深为0.4m断面,边坡1∶1的梯形沟,纵坡为2‰,满槽时可排泄约0.2m3/s的流量,矿山线路由于纵坡较陡,水沟较短,宣泄较快,因此采用底宽为0.4m、深为0.5m断面,保证有一定的安全高度。
在年降雨量少于350mm的干旱少雨地区,因流量减少,水沟断面可采用底宽为0.4m、深为0.4m的梯形沟。
4.3.5 需按流量设计的侧沟、截水沟、排水沟、急流槽等,Ⅰ级固定线应按1/25洪水频率设计,其他线应按1/10洪水频率设计。沟顶应高出相应洪水频率设计水位0.15m。
当水流汇集处的侧沟、天沟、排水沟等的流量较大时,其断面需另行设计。
由于矿山铁路维护力量薄弱,为保证线路正常运行,需要另行计算断面的I级固定线的侧沟、天沟、排水沟、急流槽等,规定采用1/25 洪水频率,而其他线路采用1/10洪水频率。
4.3.6 截水沟、排水沟的纵坡,不宜小于2‰,在平坦地带或反坡排水地段有困难时,可减为1‰。
侧沟的纵向坡度,应与线路的坡度相同,但在平道和坡度小于2‰的地段,应设计为2‰的纵坡。
涵、渠等排水构筑物的纵坡不应小于5‰。
地面排水构筑物的纵坡,提出最小值的限制,目的在于避免泥沙淤塞。侧沟的纵坡,一般应与线路纵坡相同,只有在较长平道和纵坡小于2‰以及反坡地段的线路,侧沟纵坡才允许采用2‰。
4.3.7 无弃土堆时,截水沟边缘至堑顶的距离,不应小于5m,但土质良好、堑坡不高或加固后的截水沟,可不小于2m。湿陷性黄土路堑截水沟至堑顶距离,不应小于10m,且应加固防渗。
山坡地面水流向路堤时,应在路堤坡脚2m以外设截水沟,在地质条件良好地段,其距离可减为1m。
截水沟位于堑顶边缘适当的位置,用以截排堑顶上方流向路堑的地面水。确定截水沟至堑顶距离,要从以下两方面慎重考虑:距离过大则减少了对地表水的截流,距离过小当有渗漏水时,影响边坡稳定,造成边坡坍塌,危及线路安全。一般要求距堑顶不小于5m。只有在工程地质良好的岩石路壁,堑坡不高或者水沟进行了加固时,可减少至2m,以节约用地。
湿陷性黄土地段,因遇水具有易于溶蚀和形成陷穴的特性,因此规定截水沟距堑顶距离不小于10m,并应有防渗漏和防冲刷的加固措施。凡修建在地面横坡较大地段上的路堤,应在路堤上侧的坡脚2m以外修建水沟,以截断流向坡脚渗过路基底的地表水。如土质不好,尚应采取加固措施。在地质条件良好地段,沟内水不致浸润路基,影响路基稳定时,坡脚至水沟距离可减为1m。
4.3.8 下列情况的侧沟、截水沟和排水沟,应有防止冲刷、渗漏的加固设施:
1 位于松软土层及影响路基稳定的地段。
2 流速较大、有冲刷地段。
3 易产生基床病害地段的侧沟。
4 水田地区土质路堤高度小于0.5m地段的排水沟。
5 有集中水流进入截水沟、排水沟的地段。
6 湿陷性黄土路堑的侧沟、截水沟及边坡平台截水沟。
侧沟、截水沟、排水沟,一般不必加固。在有地表水渗入路基地段及当地表径流集中、流速较大、水流汇集处,有可能引起较大的冲刷地段,应考虑局部的加固设施。
4.3.9 当受地形限制,截水沟水流需经急流槽向侧沟排泄时,应有防止路基受冲刷和天然污物淤塞侧沟的设施。侧沟断面应进行验算。
在露天矿铁路设计中,截水沟因受地形限制不易找到出口的情况是常遇到的,当通过急流槽向侧沟排泄时,要验算侧沟横断面及采取必要的防护措施。
4.3.10 渗水暗沟的断面尺寸,应根据埋藏深度、排水要求、施工和维修条件确定,其宽度不应小于1.2m,纵坡不应小于5‰,地形受限制时可减为3‰,但应加强防淤措施。
排除地下水的渗水暗沟,按用途可分为:
1 用于路基侧沟下(或侧沟旁)的浅埋渗沟,可布置在路基的一侧或两侧,但排水出口部分宜偏离路基。其埋置深度一般为2m~6m,以降低路堑范围内的地下水位和疏干其附近土体的含水。
2 用于截断流向路基范围内的地下水的截水渗沟,其基底必须埋入不透水层以内。
渗沟断面一般采用矩形,其宽度不宜小于1.2m,渗沟的底部宜设置排水通道。浅埋渗沟箱涵孔径可用0.3m×0.4m;圆涵一般用0.3~0.5m。对于深埋渗沟,为了便于维修检查方便,宜采用0.8m×1.2m箱涵或1.0m圆涵,为了使渗沟中的地下水能迅速排出,水沟纵坡宜采用不小于5‰,以免淤塞。