排水、防護、支擋工程排水防護支擋工程第1頁一排水工程

地表水滲透路基土體會降低土抗剪強度地下水存在和活動往往引發各種路基病害，是路基變形發生和發展基本原因在低路堤條件下，因為毛細作用，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主要原因之一

水是影響路基工程質量主要原因，就路基病害規模、范圍及成因而言，水往往是決定性原因之一。排水防護支擋工程第2頁1地面排水排水防護支擋工程第3頁沿線排水系統

要依據線路平、縱斷面及地質水文條件，確定合理排水方向和合理排水設施位置

要確定橋涵、隧道、車站、農田水利排水建筑物配合和連接方式，防止各行其是、相互脫節現象

排水防護支擋工程第4頁地面排水設備

地面排水設備有排水溝、側溝、天溝、吊溝（急流槽、跌水）及緩流井等地面排水設備縱坡不應小于2‰

設計地面排水設備斷面形狀和尺寸應滿足排泄設計流量要求，不產生沖刷和淤積

設計長度宜短不宜長，以使水流不過于聚集，做到及時疏散、就近分流，同時也不應兼作其它流水用途

排水防護支擋工程第5頁

排水溝

排水防護支擋工程第6頁排水溝與其它溝渠相接時，力爭水流舒順，因地形限制成直角相交時，可按下列圖形式處置

溝渠連接示意圖

1-排水溝；2-其它溝渠；3-路中線；4-橋涵排水防護支擋工程第7頁側溝

側溝是路塹地段用以排除路基面和路塹邊坡坡面地表水水溝，它設于路基面兩側或一側（半路塹）

排水防護支擋工程第8頁在路塹邊坡面有沖蝕現象地段，應設置寬度1~2m側溝平臺，以免堵塞側溝；石質路塹開挖側溝有困難時，可采取擋碴墻以降低開挖量

排水防護支擋工程第9頁天溝天溝設于路塹塹頂，用以排除山坡迎水方向流向路塹地面水。路塹頂部無棄土堆時，天溝內邊緣至塹頂距離不宜小于5m。當溝內進行加固防滲時不應小于2m。排水防護支擋工程第10頁吊溝、跌水與急流槽

排水防護支擋工程第11頁緩流井

用于承接從吊溝匯入側溝地表水并削減其能量，保護路基本體不受沖蝕

排水防護支擋工程第12頁地下排水在地下水危及路基穩定（包含整體穩定和局部穩定）或嚴重降低路基強度情況下，通常依據詳細情況采取攔截、旁引、排除含水層地下水，以及采取隔離辦法進行處理進行地下排水設計前，應進行野外工程地質和水文地質調查、勘探和測試在排除地下水同時，應采取辦法預防地表水下滲而造成對地下水補給，也不允許將地表水排放入地下水排水設施內

1普通要求排水防護支擋工程第13頁明溝和槽溝

明溝和槽溝是兼排地表水和土體中上層滯水或埋藏很淺潛水排水設備

漿砌片石明溝

木結構槽溝排水防護支擋工程第14頁滲溝

用于降低地下水位、排除地下水滲溝又稱平式滲溝，包含埋置深度2-6m淺埋滲溝

按照有沒有滲水管可分為有管滲溝和無管滲溝同時起支撐邊坡作用滲溝稱為邊坡滲溝排水防護支擋工程第15頁

a）滲水管b）有管滲溝出口

有管滲溝示意圖（單位：mm）有管滲溝

有管滲溝滲水管是管壁帶有滲水孔陶管或混凝土管，如圖（a）所表示，此圖適合用于流程較長，流量較大情況

排水防護支擋工程第16頁無管滲溝

利用了碎石孔隙作為排水通道。適合用于地下水流量小、流程短情況。排水碎石亦可采取無砂混凝土代替。排水碎石周圍應設反濾層，對反濾層要求與有管滲溝相同。采取無紡土工織物作為碎石體維護并起滲濾作用是當前許多工程中普遍采取方法排水防護支擋工程第17頁邊坡滲溝

邊坡滲溝用于疏干邊坡和排除自邊坡出露上層滯水或泉水，并對邊坡起支撐作用。慣用邊坡支撐滲溝處理土質路塹邊坡坡度應不陡于，因為受地下水活動影響，邊坡土體穩固性常可受其危害

邊坡滲溝主要有拱形和樹枝形兩類

排水防護支擋工程第18頁邊坡滲溝正視圖

拱形邊坡滲溝

樹枝形邊坡滲溝

排水防護支擋工程第19頁邊坡滲溝縱斷面圖

邊坡滲溝縱斷面圖

排水防護支擋工程第20頁支撐滲溝

用以支撐可能滑動不穩定土體或山坡，并排除滑動帶附近活動地下水，疏干潮濕土體，依據不穩定土體范圍成群設置支撐滲溝也可和抗滑擋土墻配合使用

支撐滲溝縱斷面圖

排水防護支擋工程第21頁支撐滲溝通常使其軸線與滑動方向基本平行，布置呈平行條帶狀，支撐滲溝間距及斷面寬度，可按照每條滲溝所擔負下滑力計算確定。斷面采取矩形，寬度為2～3m，間距為8～15m或更大些

支撐滲溝埋置深度依據疏干地下水深度確定。若用于整改可能坍塌，滲溝底應置于土體（或山體）滑動面以下穩定土層或巖層內最少0.5m。在須考慮凍結要求時，溝底應置于凍結深度以下最少0.4m

排水防護支擋工程第22頁滲水隧洞處理滑坡及其它路基病害中地下水時，當地下水埋藏較深，如10～20m以上時，深埋滲溝開挖工程太大，施工困難，常以坑道形式排水，稱為滲水隧洞滲水隧洞可與立式滲井配合使用。單獨使用時，只能排除隧洞能集引含水土層中水，而不能貫通整個或多個含水地層排水防護支擋工程第23頁曲墻式滲水隧洞

斷面圖

150號混凝土拱磚大樣圖

排水防護支擋工程第24頁排水平孔

為排除路基土體或滑坡體中地下水，可使用仰斜度為10°～15°排水平孔。依據水文地質條件，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排水防護支擋工程第25頁排水平孔依據需要可布置一層或多層，但平孔位置必須埋于地下低水位以下，盡可能擴大疏干范圍。因為平孔施工簡單，收效顯著，為國外廣泛采取。我國在整改滑坡中，采取平孔排除地下水也取得良好效果。多孔平層排水防護支擋工程第26頁水溝沖刷防護和防淤、防滲

當水溝天然土層不足以抵抗流速沖刷時，需對水溝采取加固辦法

水溝滲漏對于一些地質不良地域路基穩固是一個有害原因，所以必須預防

防滲方法：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，對于采取卵石護面或干砌片石護面水溝，也可在其底層用粘土夯鋪一層厚0.2～0.3m土層

為了預防漿砌片石及混凝土水槽預留伸縮縫滲水，應用瀝青麻筋嵌塞縫隙排水防護支擋工程第27頁水溝加固類型

排水防護支擋工程第28頁天然材料護面

排水防護支擋工程第29頁拼裝式混凝土板護面

排水防護支擋工程第30頁邊坡防護工程排水防護支擋工程第31頁路基改變了原地層天然平衡狀態，且不停經受各種錯綜復雜自然原因作用，可能會產生各種形態破壞，因而需進行防護防護均以路基坡腳和坡面為對象，因而邊坡防護包含路基坡面防護和坡腳沖刷防護排水防護支擋工程第32頁一植物防護植物防護是指人工培植邊坡植被覆蓋表土以預防雨水沖刷，并調整土壤濕度以預防表土干裂及剝落辦法，包含植草、鋪草皮和種樹，主要適合用于較緩土質或嚴重風化巖質邊

排水防護支擋工程第33頁1植草植草是一個施工簡單、造價經濟有效坡面防護方法，適合用于草類生長土質路堤和路塹邊坡，普通要求邊坡坡度緩于，允許地表水流速0.4～0.6m/s，坡高在6.0m以內。種草時將草籽加土拌和，均勻播種在表土適當翻松坡面上，必要時坡面加鋪5~10cm種植土層，以有利種草成活和生長排水防護支擋工程第34頁植草防護邊坡示意圖

排水防護支擋工程第35頁2鋪草皮其作用與植草相同，效果更加好，且可用于較高較陡土坡上，亦可鋪在嚴重風化巖層和成巖作用差軟巖層邊坡上雨量較集中地域，植草成活率低，但當附近草皮起源輕易，鋪草皮更適宜鋪草皮慣用有白茅草、假儉草、絆根草等

排水防護支擋工程第36頁鋪草皮方法包含平鋪草皮、平鋪疊置草皮、方格式草皮等

平鋪草皮平鋪疊置草皮排水防護支擋工程第37頁方格式草皮卵（片）石方格草

排水防護支擋工程第38頁3植樹坡面防護也可植樹，普通是草、樹間植，采取根系發達、枝葉茂盛、能快速生長矮灌木，如一年成活紫穗槐；二年成活夾竹桃等紫穗槐在西北半干旱、高寒地域整改路基坡面溜坍曾獲突出效果排水防護支擋工程第39頁二坡面補強及加固對于不宜采取植物防護巖質邊坡，如頁巖等易風化巖邊坡可采取抹面、噴漿、勾縫、灌漿等方法防護，同時預防坡面水洗蝕和風化剝落排水防護支擋工程第40頁排水防護支擋工程第41頁5混凝土薄板

對于不易用植物防護土質邊坡，可直接用厚0.8～1.0cm之混凝土薄板防護，重量輕，節約塢土，也可工廠化預制

排水防護支擋工程第42頁6土工布對于土質貧瘠，保肥、保水性差土質邊坡不適于生長植物或雖可生長植物，常因凍害引發坡面剝落邊坡，則慣用土工布覆蓋

路塹坡面覆蓋防護

路堤坡面覆蓋防護

排水防護支擋工程第43頁三砌石護坡對緩于1:1各種土質、土夾石及巖質邊坡，坡面受地表水流沖蝕產生沖溝、泥流、小型表層溜坍，均可采取砌石護坡防護排水防護支擋工程第44頁1單層干砌片石護坡

干砌護坡干砌基礎

干砌護坡漿砌基礎干砌片石護坡（單位:cm）

排水防護支擋工程第45頁2漿砌片石護坡

肋式漿砌片石護坡展示圖

柱肋漿砌片石護坡（單位:cm）

排水防護支擋工程第46頁3漿砌片石骨架護坡

拱形漿砌片石骨架護坡（單位:cm）

排水防護支擋工程第47頁4.漿砌片石護墻

實體護墻孔窗式護墻排水防護支擋工程第48頁5.鋼筋混凝土框架護坡

鋼筋混凝土框架護坡排水防護支擋工程第49頁排水防護支擋工程第50頁排水防護支擋工程第51頁排水防護支擋工程第52頁排水防護支擋工程第53頁排水防護支擋工程第54頁排水防護支擋工程第55頁排水防護支擋工程第56頁排水防護支擋工程第57頁排水防護支擋工程第58頁排水防護支擋工程第59頁排水防護支擋工程第60頁排水防護支擋工程第61頁排水防護支擋工程第62頁排水防護支擋工程第63頁應用土工格室進行邊坡防護，提升坡面強度、預防水流沖蝕排水防護支擋工程第64頁路基沖刷防護沿河鐵路路基，受河流變遷及沖刷威脅尤其到了每年洪水漲水季節，水流對路基沖刷乃至沖垮，常給行車安全造成巨大威脅和災害故必須以有效辦法預防河岸與路堤邊坡被沖刷，確保路基安全穩定

排水防護支擋工程第65頁預防沖刷方法

直接防護直接防護中，除上述植物防護（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

排水防護支擋工程第66頁路基邊坡和河岸沖刷直接防護類型與適用條件

防護類型結構形式適用條件注意事項允許流速(m/s)水文、地形條件植物防護鋪草皮1.2～1.8水流方向與線路近乎平行,不受各種洪水主流沖刷季節性浸水路堤邊坡防護種植防水林掛柳有淺灘地段河岸沖刷防護干砌片石護坡單層干砌厚普通0.25～0.5m雙層干砌厚上層0.25～0.35m,下層0.25m2～4水流方向較平順河岸灘地邊緣;不受主流沖刷路堤邊坡應設置墊層漿砌片石護坡厚0.3～0.6m4～8主流沖刷及波浪作用強烈處路堤邊坡有凍脹變形邊坡上應設墊層拋石石塊尺寸依據流速和波浪大小計算,普通0.3～0.5m3水流方向較平順,無嚴重局部沖刷地段拋石厚度不應小于石塊尺寸之兩倍石籠鍍鋅鐵絲、竹編籠箱或土工格柵籠箱5～6受洪水沖刷但無滾石地段和大石料缺乏地域浸水擋土墻5～8峽谷急流地段,水流沖刷嚴重地段排水防護支擋工程第67頁1鋪草皮磚臺階式疊砌豎立式疊砌

邊坡鋪草皮磚結構排水防護支擋工程第68頁2拋石護坡不設墊層設置墊層新建路基坡腳拋石防護示意圖

排水防護支擋工程第69頁不設墊層設置墊層現有線路基坡腳拋石防護示意圖排水防護支擋工程第70頁3片石護坡干砌片石護坡示意圖排水防護支擋工程第71頁漿砌片石護坡示意圖

基礎腳墻埋設在沖刷深度線以下

柔性混凝土塊板防護基礎排水防護支擋工程第72頁4混凝土板護坡混凝土板護坡示意圖排水防護支擋工程第73頁柔性混凝土塊板防護布置及結構圖（單位：mm）柔性混凝土塊防護含有柔性，可保護坡腳預防被淘刷排水防護支擋工程第74頁5石籠護坡石籠結構圖

排水防護支擋工程第75頁a)平鋪b)壘碼石籠壘碼或平鋪防護圖（單位：m）

假如石籠用于預防岸坡被沖刷時，則可用壘碼或平鋪于坡面形式

排水防護支擋工程第76頁排水防護支擋工程第77頁排水防護支擋工程第78頁排水防護支擋工程第79頁排水防護支擋工程第80頁二間接防護采取導流或阻流方法，改變水流性質，或者迫使主流流向偏離被防護路段，亦可減小流速，緩解水流對被防護路段作用，改變河槽中沖刷和淤積部位，以及必要時改變河道等，均屬于間接防護

排水防護支擋工程第81頁導流建筑物類型及其作用

排水防護支擋工程第82頁單個丁壩順壩導流建筑物慣用有丁壩、順壩兩種

排水防護支擋工程第83頁按照河水流向與丁壩交角大小，丁壩分成垂直、上挑、下挑三種布置形式

垂直布置形式

下挑布置形式

上挑布置形式丁壩不一樣布置形式沖淤情況示意圖

依據壩身長短，丁壩又可分為長丁壩、短丁壩

排水防護支擋工程第84頁丁壩壩頭、對于水流作用為首當其沖，而且易受水上漂浮物撞擊，必須堅固，常將背水面放寬（總寬是壩身頂寬1.5~2.0倍），并做圓滑曲線形，橫坡放緩至1：3(a)平面(b)斷面丁壩壩頭結構示意圖排水防護支擋工程第85頁丁壩壩身為不對稱梯形斷面，其頂寬普通大于2.0m

石質丁壩斷面示意圖排水防護支擋工程第86頁幾個混合結構丁壩斷面圖（尺寸：m）1-混凝土板；2-石籠；3-拋石；4-梢料柴排（或束）；5-石梢壩；6-漿砌塊石排水防護支擋工程第87頁壩腹式丁壩1-單層嵌砌片石（≥40cm）；2-石籠；3-石塊；4-干砌片石面層；5-碎（卵）石墊層；6-滲水土排水防護支擋工程第88頁排水防護支擋工程第89頁排水防護支擋工程第90頁

路基支擋工程排水防護支擋工程第91頁重力式擋土墻四種主要形式

仰斜墻背式

俯斜墻背式

排水防護支擋工程第92頁衡重式

折線墻背式

在平衡土壓力方面，衡重式特點是利用墻身和墻背回填土重力和地基反力來保持土體穩定排水防護支擋工程第93頁幾個常見輕型擋土墻

錨桿擋土墻錨定板擋土墻在平衡土壓力方面，錨桿擋土墻特點是在填土內埋入錨固件，或在穩定土層中插入錨桿利用錨固件抗拔力，將擋土板拉緊

排水防護支擋工程第94頁樁板擋土墻在平衡土壓力方面，柱板式或樁板式擋土墻特點是把柱（樁）部分埋入地基內，用柱、板結構擋土，以地基抗力保持柱板穩定

排水防護支擋工程第95頁加筋土擋土墻在平衡土壓力方面，加筋土擋土墻特點則是利用拉筋與土之間摩擦力抵抗土壓力，并以拉筋端部分墻面板連接擋土排水防護支擋工程第96頁薄壁擋土墻在平衡土壓力方面，薄壁擋土墻特點是由鋼筋混凝土結構組成，用墻背踵板上地基抗力抵抗土壓力排水防護支擋工程第97頁為使路塹邊坡開挖減小或預防落石危害，可修筑路塹墻及作攔石墻、護墻等

路塹墻路肩墻排水防護支擋工程第98頁路堤墻綜合應用擋土墻

排水防護支擋工程第99頁排水防護支擋工程第100頁排水防護支擋工程第101頁排水防護支擋工程第102頁排水防護支擋工程第103頁排水防護支擋工程第104頁排水防護支擋工程第105頁排水防護支擋工程第106頁排水防護支擋工程第107頁排水防護支擋工程第108頁擋土墻主要作用

穩定邊坡降低土方預防沖刷攔擋落石整改滑坡等除在路基工程中應用以外，在橋梁工程、水利工程、工業民用建筑中也常使用

排水防護支擋工程第109頁五庫侖土壓力理論及其在鐵路擋土墻中應用1776年法國學者庫侖依據墻后土楔體處于極限平衡狀態時力系平衡條件，提出了與朗肯理論不一樣分析方法，可適合用于不一樣形式填土表面和不一樣粗糙度墻背條件（一）庫侖土壓力理論排水防護支擋工程第110頁庫侖理論假設墻后土楔體處于極限平衡狀態時滑動面為平面滑動土楔體為剛體墻后填土為砂性土在AB和BC滑動面上抗剪強度均已充分發揮

墻后地面為任意平面時庫侖主動土壓力計算圖

排水防護支擋工程第111頁當擋土墻墻背AB受力向前移動，將出現破壞楔體ABC，當其處于極限平衡時，由力三角形abc據正弦定理可得：

式中δ為墻背摩擦角

φ為墻后土體內摩擦角

θ為破裂面BC與鉛垂線之夾角

α為墻背傾角i為墻后土面與水平面之夾角，稱土面傾斜角

排水防護支擋工程第112頁設ΔABC之面積為S，作幾何計算，則在ΔABC中因排水防護支擋工程第113頁于是，

破裂楔體ABC重量式中γ—墻后土體重度將Q代入得主動土壓力排水防護支擋工程第114頁由式可知，當參數γ、φ、δ、α、i為定值時，Ea是θ函數，可隨破裂面不一樣而改變。故在式中，將Ea對θ求導，并令

則可導得式中λa—庫侖主動土壓力系數排水防護支擋工程第115頁

墻后地面為任意平面時庫侖主動土壓力計算圖

上述計算是據圖示得出，墻背仰斜時α為正值，假如墻背俯斜，α應改為負值進行計算排水防護支擋工程第116頁墻背仰斜和俯斜時主動土壓力分解在擋土墻設計中為檢算方便，常將Ea分解為水平力和豎直力，則墻背仰斜時排水防護支擋工程第117頁為了確定土壓力作用點或求擋土墻某一截面所受土壓力，常需做土壓應力圖，若沿墻高H以變量h代替，則得深度h處主動土壓應力σh為：排水防護支擋工程第118頁可見，σh是h一次函數，土壓應力方向平行于方向，土壓應力圖面積等于Ea，即土壓應力圖形心位置距墻底距離

即為土壓力作用點土壓應力圖排水防護支擋工程第119頁（二）庫倫土壓力理論在鐵路擋土墻中應用在鐵路或道路工程中，擋土墻墻后填土表面有時不是平面，而是在路面上作用有列車或汽車荷載，這時可依據庫倫理論，建立各種不一樣情況下庫倫主動土壓力公式。排水防護支擋工程第120頁如圖為一路肩墻，破裂面交于路基面不一樣位置破裂面交于路基面排水防護支擋工程第121頁設墻后填土重度為，在路基面上有列車和軌道荷載換算成土柱（土柱厚度與擋土墻厚度均取延長米）當破裂角θ≦θ1時破裂楔體土重

當θ1<θ≦θ2時當θ2<θ≦θ3時排水防護支擋工程第122頁以下類推，將楔體土重概括寫成式中為楔體頂面荷載寬度可據三角形經過正弦定理得

排水防護支擋工程第123頁圖為仰斜路堤墻，破裂面交于荷載分布范圍內。由圖可知，破裂楔體ABCGFED面積為：墻背土壓力應力圖形

排水防護支擋工程第124頁令則

由此，破裂楔體重量：

排水防護支擋工程第125頁令得到求出θ后，代入式(*)即可得主動土壓力