浅论铁路路基排水问题
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摘要：随着我国铁路建设事业的大规模开展，铁路进入高速化发展阶段，这对于铁路路基设计及施工质量都提出了更高的要求。路基排水问题是路基设计的重要环节，是影响铁路路基安全和稳定的重要因素。对于影响路基范围内地面水和地下水，必须通过设计科学、合理的排水措施予以疏导，从而确保铁路路基的安全和稳定，保证铁路客货运列车的正常运营。本文首先概述了铁路路基排水的设计原则，进而详细论述了铁路路基排水设施的设置、施工及质量控制方法，以期为铁路路基的设计、施工提供合理的参考。
关键词：铁路；路基排水；设计施工
0引言
路基排水是为防止和控制路基受水侵害而设置的拦截引排地表水（降水及雨雪形成的地面径流）及地下水（上层滞水、潜水及层间水等）的系统。铁路路基工程的地基、基床和边坡等由岩土所组成的部位极易受水的软化、冲蚀。如果路基排水措施不得当，导致水对路基长期浸泡、冲刷，致使路基本体强度降低，承载能力下降，进而诱发各种路基病害问题，如路基机床变形失稳、局部坍塌等，会严重威胁铁路的安全运营。因此，加强铁路路基排水的设计和施工工作，具有重要的意义。
1铁路路基排水的设计原则
铁路路基排水的主要目的是将路基工作区内的地表水及地下水及时疏导排出，使得路基本体及基底土基含水量降到工程容许范围内，从而确保路基的强度和稳定不受影响。主要包括排除地表水的路基地面排水工程和隔断疏通地下水的路基地下排水工程两个方面。
铁路路基排水的设计原则：路基排水设计要因地制宜，经济实用，充分利用现场地形、地势及水文地质条件，结合农田水利排灌系统和水土保持工程，综合全面的整体规划设计，合理布置，且应与桥涵、隧道、站场等排水设施衔接配合，以求水流通道畅通，避免各行其是、互相矛盾、互相脱节的不良现象。当前铁路建设用地本着“十分珍惜、合理利用土地和切实保护耕地”的基本国策，铁路路基的排水必须要注意保护生态环境，避免造成附近山坡土体的水土流失，尽可能的保护铁路线路经过区域的天然水系，选择有利地质条件设置人工的排水沟渠。铁路路基排水设计通常为在路堤的坡脚地段设置排水沟，在路堑的路肩、边坡平台、堑顶处分别设置侧沟、截水沟、天沟等排水设施，铁路路基基床及两侧则需要分别设置防水层。
2铁路路基排水设施的设置
2.1地面排水设施的设置
排除地面水可采用排水沟、侧沟、截水沟、天沟、急流槽、排水沟槽、拦水带、集水井等排水设施。其作用是将可能停滞在路基范围内的地面水迅速排除，防止路基范围内的地面水冲刷、浸泡路基本体。地面排水设施的施工工艺流程一般为施工准备、沟槽的开挖作业、沟底及两侧的浆砌片石砌筑或混凝土浇筑，最后进行沉降缝的施工作业。以排水沟、侧沟、截水沟、集水井为例，详细阐述。
（1）排水沟。排水沟通常设置在路堤坡脚护道的外侧，当地面横坡明显时，可在横坡上方一侧设置；当地面横坡不明显时，宜在路基两侧设置。排水沟的尺寸一般为底宽0.4m、深度0.6m，排水沟沟壁的边坡坡率一般采用1：1。当水流量较大时，排水沟需按流量计算设计，其横断面必须保证足够的过水能力。排水沟一般采用浆砌片石砌筑或混凝土浇筑，一般每10m左右为一单元，单元之间设置宽度2cm左右的伸缩缝，伸缩缝采用填缝材料填充密实。当采用混凝土浇筑时，排水沟底板及靠土侧沟壁的混凝土净保护层厚度一般要求大于7cm，其它位置的混凝土保护层厚度一般也应大于3cm，在混凝土浇筑前，必须将沟底及两侧位置的土体夯实，混凝土初凝后必须保湿养生两周以上。施工前首先检查机械设备以及人员的配备情况，并修筑好施工便道以便于施工车辆以及机械设备的出入。
（2）侧沟。侧水沟通常设置在路堑路肩边缘外侧，用以汇集和排除路堑范围内的地面水。侧沟的尺寸一般为底宽0.4m、深度0.6m，在困难地段和土质路堑地段，沟深应不小于0.8m。侧沟沟壁的边坡坡率一般采用1：1。当水流量较大时，侧沟需按流量计算设计，其横断面必须保证足够的过水能力。侧沟的施工与排水沟类似，一般铁路为浆砌片石砌筑，高速客运铁路为钢筋混凝土浇筑。需要注意的是侧沟开挖后，应及时将挖出材料清除，以避免对路基的污染破坏。对于钢筋混凝土侧沟，在沟底开挖至设计标高，两侧宽度满足设计要求后，进行混凝土浇筑作业，同样以10m左右为一混凝土浇筑单元，单元之间设置宽度2cm左右的伸缩缝，伸缩缝采用填缝材料填充密实，对于留有泄水孔的位置预埋排水管，以确保路基边坡积水流入水沟。侧沟施工前，必须保证基底平整密实，且满足设计要求坡度，浇筑混凝土达到设计强度后，应该及时将开挖的基坑夯填密实。
（3）天沟和平台截水沟。天沟一般设置在路堑堑顶以外，平台截水沟设置于路堑边坡平台之上，其主要目的是防止雨水顺坡流向路基的侧沟。原则上天沟不应向路堑侧沟排水，当受地形限制需修建急流槽向侧沟排水时，应在急流槽的进口处进行加固，出口处设置消能池及防止水流冲刷道床的挡水墙。天沟和平台截水沟是铁路路基不可缺少的排水设施。对于路基边坡坡度大，坡面破碎不完整的情况，需要增设多道截水沟。天沟和截水沟一般采用浆砌片石砌筑而成。一般需要根据排水方向在截水沟两侧或者一侧设置梯形的排水沟与天沟衔接，通过其从截水沟向天沟排水，起衔接作用的排水沟大多采用浆砌片石砌筑。
（4）集水井。集水井是将路基表面水汇集并排入侧沟或坡面排水槽的排水设施。通常情况下，集水井一般设置于客运专线无碴轨道线间地段，以便于排出铁路线间积水，一般为沿线路方向50m左右一处，对于线路坡段的最低点，隧道内下坡方向的出口以及桥头位置的下坡方向必须设置集水井。集水井的设置尺寸根据设计资料确定，一般采用钢筋混凝土浇筑而成，在井口处必须安防雨篦子，且对排水管与集水井连接部位采取必要措施，避免发生渗漏。
2.2地下排水设施的设置
排除地下水设施主要有渗水盲沟、边坡渗沟、支撑渗沟、仰斜式排水钻孔、渗水隧洞、渗井、渗管、明沟、检查井等。其作用是将路基范围内的地下水位降低或拦截地下水并将其排出路基范围以外。以渗水盲沟、边坡渗沟及支撑渗沟、仰斜式排水钻孔为例，详细阐述。
（1）渗水盲沟。渗水盲沟宜用于地下水位较浅，又能很好地解决出口位置的挖方路基地段，一般设置在路堑侧沟平台下或侧沟下，其作用是吸收、汇集和排除地下水，达到降低地下水位，拦截流向路基的地下水，从而保证路基经常处于干燥状态。在作者所负责的“新建塔然高勒煤矿铁路专用线工程”项目中，DK63＋091～DK64＋050段为地下水路堑工点，地下水位埋藏较浅，在考虑路基排水设计时就在路堑两侧侧沟平台下设置了渗水盲沟，在工程中起到了引排地下水的功能。渗水盲沟的施工一般在路堑基床底层的基础处理完毕之后开始施工作业，渗水盲沟的基础大多采用切槽的方式安置，基础之间通过水泥砂浆连接为整体，基础的设置坡度与渗水盲管的设置深度相同。在混凝土基础内设置渗水盲管时，顶部必须设置碎石填充，并利用透水土工织物将渗水盲管于碎石包裹，渗水盲管管口位置应高于排水沟的沟底至少20cm，如果直接连接铁路路基边坡时，管口位置应高出坡脚位置20cm，且管口位置需要设置浆砌片石，避免渗水盲管出水对坡面的冲刷。
（2）边坡渗沟与支撑渗沟。渗沟根据作用机理的不同分为边坡渗沟和支撑渗沟。边坡渗沟用于疏干潮湿的边坡和引排边坡上局部出露的上层滞水或泉水，并起到支撑边坡的作用；支撑渗沟用以支撑可能滑动的不稳定土体或山体，并排除在滑动面（或滑动带）附近活动的地下水和疏干潮湿土体，可根据不稳定土体的范围的大小成群设置，也可与抗滑挡墙配合使用。渗沟的型式大多为矩形。渗沟的施工一般在路基边坡施工成型后，首先将渗沟位置测量定位，待确定渗沟的开挖范围后，采取基坑由上到下的开挖方式。一般情况下，渗沟基底应该开挖到较干燥的土层以内。渗沟的基坑施工作业结束后，必须按照设计资料在渗沟下部施工干砌片石垛或挡土墙，边坡渗沟出水口处大多采用干浆砌片石垛形式，而支撑渗沟出水口处大多采用设置片石混凝土挡墙的方式。挡土墙基底土层应该保持干燥，且能够满足基底应力与埋深的要求，挡土墙基坑开挖后应立即进行挡土墙的施工作业。
（3）仰斜式排水钻孔。仰斜式排水钻孔一般适用于地下水位埋藏较深或含水层较明显的地层中，引排地层内的地下水及盆地或分散的局部凹地中聚积的地下水，或与立式渗井群配合使用以疏干潮湿的土体。仰斜式排水钻孔除本身集引一部分土中水外，还作为通道排除自上方立式设备集引的土中水。仰斜式排水钻孔内应设置相应直径的渗水管，渗水管可选用带孔的PVC、PP/PE塑料管、钢管、软式透水管、无砂钢筋混凝土管或混凝土管。仰斜式排水钻孔的仰坡设计以考虑迅速排水的需要为主，一般以采用10～15％的平均仰坡较为适宜。
3铁路路基排水施工注意事项
（1）铁路路基的地表及地下排水设施施工必须严格按照设计图纸执行，不得随意改动。在施工过程中，必须严格控制施工工序质量，基坑开挖结束后，基底满足设计要求后方可进行下一步的施工作业。地表及地下排水设施必须配套，以确保排水功能发挥作用。在排水设施的施工中，对于浆砌工程应该按照挤浆法分层、分段的方式作业，做到整体嵌缝密实均匀，砌筑平面整洁无脱落的现象。
（2）铁路路基的排水设施施工必须及时进行。尽量避免雨季施工作业，以免地表水下渗，造成路基出现松软或者坡面出现滑坡的现象，从而影响施工质量。
（3）在路基排水施工中所用的各种原材料，必须质量合格，满足使用要求。水泥、砂石的进场必须经由相关部门的检测，其质量规格及性能合格后方可使用。对于施工中使用的土工合成材料，严禁使用老化或者污染的土工织物，在施工铺设时，应该绷紧摊平，并与接触面紧密结合，没有褶皱及损坏。
（4）各项工程施工质量必须符合相关设计要求。对于各种排水沟、侧沟及其它工程施工质量，必须加以控制。在施工过程中，必须做到基坑坑底稳固密实，沟壁顺滑，沟内没有其它杂物，最重要的是水沟排水设施不能影响路基的强度和稳定。
（5）满足安全及环保要求。在排水设施施工作业时，必须注意施工作业安全及环境保护的要求，不能因为排水设施施工，对水土及环境造成破坏。因此，必须制定科学合理的环境保护措施，加强对铁路路基排水的施工管理。
4结语
我国铁路建设事业蓬勃发展，近年来，高速铁路成为我国铁路运营的发展趋势，这就对路基的设计及施工质量提出了更高的要求，必须采取切实可行的措施保障路基的安全和稳定。而铁路路基排水系统作为确保路基结构安全稳定的重要组成部分，其设计的合理与否，施工质量的优质与否，直接影响路基的安全与稳定。因此，完善、合理的路基排水设计方案，对于保障铁路的正常营运，具有重要意义。
参考文献：
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[4] 孙利琴 魏永幸等. 遂渝线无碴轨道综合试验段路基工程设计[J]. 铁道勘察,2007,(3)
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