沿海低路堤高速公路大型排水蒸发池应用研究

　　摘要：广东湛江雷州半岛某高速公路地处华南沿海台风区，鉴于该地区降雨量和蒸发量较大、地势平缓、地表水系不发达、土源短缺且广泛分布玄武岩残积高液限土，采用对沿线景观破坏较小的低路堤方案。针对低路堤方案产生的部分涵洞排水困难的问题，在公路沿线设置超大型蒸发池，解决沿海低路堤高速公路线外排水困难的难题。所设计的蒸发池在“贝碧嘉”热带风暴期间排、蓄水效果良好，验证了其设计的合理性。

　　关键词：公路;高速公路;排水蒸发池;低路堤;沿海地区

　　公路工程师论文范文：试论高速公路隧道关键部位质量监理工作

　　下面文章主要结合监理工程师的主要工作内容，对隧道监控量测监理要点，及隧道各部位的现场质量监理进行分析。在交通事业的不断发展下，高速公路建设工程项目正在不断的增多，而隧道则是高速公路中较为重要的一个部分，做好高速公路隧道关键部位的质量监控工作是非常重要的，为了提升高度公路隧道关键部位的质量，需要在施工的过程中充分发挥监理的作用。

　　1工程概况

　　雷州半岛地处广东省湛江市，三面临海。某高速公路位于半岛南部，全线以台地为主，间夹冲积平原或台间洼地，偶有低山丘陵。地形较平缓，起伏不大。属亚热带季风气候，年均气温22～23℃，降水量较充沛，但也是广东省陆地蒸发最高值区，且蒸发量和降水时空分布极不均匀，有文献描述雷州半岛“十年九旱”。该项目沿线水系不发育，无天然河流，降雨多沿地表漫流，地表冲沟较少，遇台风或连续暴雨天气地表排水困难。地下水相对丰富，但地表水贫乏，农作物灌溉基本靠抽取地下水。另外，所在地区路基填土资源稀缺，广泛分布玄武岩残积土。

　　该项目路基借土方量较大，为最大限度减少对已有植被的大量开挖，节约土地资源，使公路更好地融于周边自然环境，采用低路堤绿色公路方案。路基填方高度为2～6m，以减少路基外借填筑土方;优化路线平纵面设计，尽量压低路线纵断面高程，如下穿省道，以增加利用土方;合理调整桥梁长度，采用下穿铁路方案，不仅线形指标较好，更有利于与地方道路相接，且工程规模较小，造价较低。由于采用低路堤方案(大部分路堤填土高度约4m)，为保证涵洞和桥下改路净空要求，部分涵洞出水口或改路低于原地面1m左右。产生的问题是雨水积在涵洞口排不出，淤泥沉积在涵洞内阻碍村民出行，部分涵洞孔雨水冲毁道路、庄稼地，严重浸泡主线路基，影响路基的稳定性。原方案200～400m线外排水沟终点多为庄稼地或宅基地附近，自流排水方式无法实施。如何处理高速公路线外排水难题是急需解决的民生问题。

　　2下挖式通道线外排水困难解决方案

　　2.1沿线水系分布

　　该项目沿线范围地形较平坦，降雨多沿地表漫流，地表冲沟较少，水系不发育，无天然河流，仅有2条人工修筑的灌溉渠，零星分布有小型沼泽地。遇到台风或连续暴雨天气，庄稼地被雨水冲毁、地方公路积水时有发生。地下水类型为松散岩类孔隙承压水，基岩裂隙水不丰富;地下水位局部埋藏较大，当地农民均通过打井抽取地下水到蓄水池，再通过滴灌系统抽水对农作物进行灌溉，公路沿线分布有大量人工开挖的灌溉蓄水池和水井。

　　2.2下挖式通道排水方案比选

　　查阅相关文献，结合山东、河北、山西、陕西等省高速公路调查结果，下挖型通道积水是北方平原区高速公路的常见问题，其解决方案有设置蒸发池、排水泵站、雨棚、渗井。各种方案的比较见表2。针对雷州半岛沿海高速公路的特点，拟定采用蒸发池方案。

　　2.3雷州半岛蒸发池方案可行性分析

　　在北方干旱、半干旱地区，高速公路设计中常遇到地势平缓、短距离找不到恰当排水出口的情况，通常在高速主线两侧红线外一定距离设置开敞式蒸发池，将汇集的雨水汇入蒸发池渗透和蒸发。蒸发池多为方斗形，采用浆砌片石建造。如西安至咸阳机场高速公路、禹闫(禹门口—闫村)高速公路、永寿至长武、凤翔路口高速公路沿线均设计有蒸发池，呼和浩特至包头高速公路在东兴互通式立交圈内设置蒸发池，济南至青岛高速公路在下挖通道积水严重的地方设置散排蒸发池。

　　2.3.1蒸发量

　　雷州半岛年均降水量约1500mm，大于JTGD30-2015《公路路基设计规范》的相关要求(蒸发池排水方式可用于降雨量小于400mm、蒸发强度大、地下水位低的通道排水)。虽然该地区降雨量大，但其蒸发量也较高，年均水面蒸发量约1100mm，夏季阳光充足、酷暑晴热，秋季天气干燥、沿海风大时为年内蒸发量高峰期，最大年蒸发量为1312mm，最小年蒸发量为842mm。且蒸发分布很不均匀，4～8月蒸发量大、易出现干旱，是广东省陆地蒸发最高值区，有利于蒸发池中的水快速蒸发。

　　2.3.2土壤渗透性

　　土壤渗透系数对蒸发池容积大小的影响较大，渗透系数越大，蒸发池的容积较小，比较经济。除北方特别干旱地区外，在南方广东地区设置蒸发池，在雨季特别是台风影响期间其一个月的蒸发量通常小于汇入池中的降雨量。因此，仅靠蒸发耗散池中水分非常困难，修建蒸发池的条件除气候千燥、地下水位低、蒸发大外，更重要的是土壤的渗透性要大。雷州半岛土壤渗透性空间差异较大(0.04～8.83m/d)。该项目位于半岛南部，沿线用地基本是桉树、苗圃、菜地、菠萝地，土壤渗透性较好，特别是桉树地(0.12m/d)、苗圃地(0.14m/d)、菜地(0.28m/d)，有利于蒸发池中的水量及时完成渗透。

　　2.3.3经济性分析

　　选择该项目K514+012、K515+300、K516+600处3个蒸发池与原设计线外排水沟作经济性对比分析，即取消4条线外排水沟(合计长666m)，变更为在涵洞口附近分别增设蒸发池，将涵洞出口水汇集到蒸发池中。通过比较，蒸发池方案的建安费比原线外排水沟方案减少约2.68万元，经济性可行。

　　3蒸发池设计

　　3.1蒸发池容量计算

　　3.1.1规范要求

　　根据JTJ018-97《公路排水设计规范》和《公路低路堤设计指南》，蒸发池的容量以一个月内地表水汇入池中的水量能及时完成渗透和蒸发为依据，每个池的容量不超过200～300m3，蓄水深度不大于1.5～2.0m。JTG/TD33-2012《公路排水设计规范》中规定，蒸发池的容积应能满足及时完成渗透和蒸发的要求。规范均只对蒸发池的设计作了简单说明，对蒸发池容量的计算没有明确的方法。且JTG/TD33-2012去掉了一个月的规定，对蒸发池的大小和蓄水深度也没有限制要求。

　　4结论

　　(1)依据雷州半岛地形特点和气候条件，通过优化路线设计、调整桥梁长度等，采用低路堤方案，减少了占地面积和工程投资，最大限度地减少了对沿海自然景观的破坏，实现了资源节约、生态环保的绿色公路设计理念。

　　(2)针对低路堤方案导致部分涵洞口、桥下改路积水的问题，在年平均降水量大(1500mm)、蒸发量大(1100mm)的雷州半岛地区，采用在高速公路路基外侧设置大型线外排水蒸发池(最大体积约6500m3)解决低路堤公路线外排水难题。

　　(3)雷州半岛南部大部分是桉树、菜地、菠萝地，土壤渗透性较好(池中水消散主要靠渗透进入地下，蒸发量较小)，有利于蒸发池中水及时完成渗透。另外，该区域地下水位较深，蒸发池中的水能快速下渗。经过对比分析，将长距离(一般大于200m)线外排水沟变更为蒸发池具有一定经济优势，在雷州半岛高速公路外侧设置大型排水蒸发池可行。

　　参考文献：

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