公路建设对路基下游汇水面积改变造成影响的探讨

孙万峰

【摘 要】在山地丘陵地貌区域修建公路，经常会影响公路两侧的用水问题，解决方式通常采取更改排水工程设计和变更排水去向缓解对周边农业用水、防洪排水产生的影响。文章从公路排水设计思路和排水给周边环境和居民带来的影响两个方面进行分析，对造成这一情况成因和解决方法进行探讨，提出缓解、消除影响的设计思路。

【关键词】公路排水;汇水面积;汇水截流;排水去向

【中图分类号】U416.1 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2020）06-0101-03

0 前言

在山地丘陵地貌区域修建公路时，经常会遇到当地居民反映因公路建设造成农田干旱或者洪涝的问题，施工单位如果处理不好，就会激化矛盾，造成不良的社会影响;在施工过程中，如果施工单位遇到这种情况，通常采取更改排水工程设计改变公路排水水流去向，从而缓解和解决这类问题。

施工单位制定的公路排水设计思路有时可以缓解公路建设与周边用水的矛盾，有的时候也可能因改变排水区域而新增洪涝或干旱区域，引发新的矛盾。同时，改变排水工程及管涵工程设计、重新施工，都会增加公路工程投资;也有可能造成公路上游汇水面积改变，使公路排水设计达不到排水要求，对公路排水、路基安全造成影响。

为了避免这些情况的发生，工程人员在设计公路排水工程时，不能只考虑公路本身的排水要求，同时要考虑排水区域是否会对公路两侧原地貌汇水区域面积造成改变。本文总结了造成影响的多发区域情况，并对影响因子进行分析，从而提出建议，为公路排水设计及管涵设计提供参考。

1 造成影响的主要原因

在《公路排水设计规范》（JTG/T D33—2012）中要求公路排水设计应避免冲毁农田及水利设施，但并未提及尽量减少对农田及水利设施汇水造成影响。这就导致公路排水主要考虑公路自身区域雨水的排出，未对农田及水利设施的影响进行考虑，从而出现公路建设与周边用水冲突。一般有以下几种情况。

1.1 上游降雨汇水通过排水沟拦截未排入下游区域

在公路设计中，为防止上游汇水对路基造成冲刷，在公路汇水上游侧设计大量的截排水工程，直接对该段公路上游区域雨水造成拦截，再通过公路排水工程排入至公路两侧现状的水利设施。

如果截流雨水排入的水利设施不是该段下游区域水利设施，就会造成该段下游农业用水的减少。如图1所示，公路沿山体建设，如果截排水沟排水排入该段下游的排水设施（A方向），基本不会影响下游农业用水。如果该段截流雨水排至B方向的水利设施，就会造成该段区域降雨汇水部分截流，造成下游水利设施雨水量减少，使下游用水紧缺;同时，B方向区域的降雨汇水范围扩大，即增加该区域的降雨量，导致该区域水利设施防洪压力增大，如果无法满足防洪要求，就可能使B区域遭受洪涝灾害。

1.2 弃渣场设置位置及排水不合理

填方路基与山体合围形成的凹地在公路的前期设计中会设计涵洞排出该区域汇水至下游，但在施工过程中，这种区域经常作为项目的弃渣场进行堆土。

在设计中，路基进行填筑通过沟道，在该处设计涵洞a，可有效排出沟道上游汇水。如果在施工中，为减少弃渣运距，可在该沟道凹地内堆放弃渣。当堆放弃渣时，如果设置管涵，排水沟等设施使路基上游汇水排入下游，图2中通过涵洞b流向A处，可减少下游用水影响;当弃渣填满合围的凹地略高于路基时，部分施工方会取消原涵洞，上游汇水利用该侧截排水沟排入其他方向，如图2中B方向。这就会导致该段下游农业用水减少。

1.3 涵洞出水口位置与原地貌汇水出水方向不同

在公路建设过程中，山凹地填方路段下游可能会有多个方向的雨水汇水方向。如图3所示，原地貌上游汇水主要是流入A方向，但在公路建设过程中，涵洞如果设置在b处就会导致上游汇水流入B方向，使B方向因公路建设人为造成雨水汇水面积增大，增加B方向防洪压力;同时，会导致A方向汇水面积减少，使下游导致干旱。

2 实际施工中出现危害造成的影响

2.1 增加公路建设成本及施工时间

在公路施工过程中，上述几种情况极易发生，建设方发现这些问题主要靠当地村民的投诉。为了解决问题，施工方会增设排水工程等使原该段上游汇水重新排入下游。新增的排水工程会增加公路的建设成本和施工时间，影响工程施工进度。

2.2 对下游农业造成影响

汇水面积改变如果发现不及时，或发现后未有效地改善和解决，会增加下游村民的灌溉用水，增大农业用水的投入成本。农业用水的改变，有可能造成下游农作物的改变，对下游农业生产造成不利的影響，引发下游村民对公路建设的不满。

2.3 对下游行洪安全造成危害

上游汇水流向的改变，会使部分区域汇水面积增大，如果改变后汇水流入区域的排洪设施满足不了要求，会对该区域行洪造成危害，加剧下游区域洪涝灾害，影响下游居民的生命、财产安全。

2.4 增加施工方与当地居民的矛盾

公路施工发生这种危害，如果不及时有效地解决，会造成施工方与当地居民产生矛盾。矛盾如果激化，会出现阻挠施工、村名与施工人员发生冲突等情况，既影响公路建设施工进度，又影响社会安定。

3 实际施工中出现的案例

本文以S310平南泗灵至兴业高峰公路为例，该项目位于贵港市和玉林市，为二级公路，建设里程为72.470 km，主要以丘陵地貌为主。通过对施工图设计、公路建设实际情况进行比对分析，对排水方向改变造成的影响区域进行举例，并具体说明会造成哪些方面的危害。

3.1 桩号K18+880～K19+430段排水设施受设计影响改变原地貌汇水水流方向

在施工图设计中，桩号K18+880～K19+430段上游汇水面积为4.87 hm2，区域排水通过排水沟及涵洞排至桩号K18+880北侧区域的水塘内。在原地貌情况下，这部分汇水通过山体之间形成4条沟道流向下游（公路南侧）。所以，该段的建设必然会减少该段南侧下游降雨用水，同时对桩号K18+880段北侧水塘的库容造成影响。

3.2 桩号K17+350左侧渣场堆渣导致汇水出水位置的改变

根据施工图设计，桩号K17+400～K17+700段汇水通过涵洞和排水沟排至桩号K17+350左侧沟道内，这与原地貌汇水方向一致，最终汇入K16+890左侧的大型水塘。但在施工中，桩号K17+350左侧用于弃渣场，导致该段排水沟出水口取消，这部分雨水汇水直接通过公路排水沟在桩号K16+890左侧排水沟出水口排出至该大型水塘。同時，弃渣场台面及渣场上游汇水也通过该排水沟排入桩号K16+890排水沟左侧出水口至该大型水塘。

根据原施工图设计，桩号K17+400～K17+700段汇水通过桩号K17+350左侧沟道排至下游，途经3个小水塘后流入下游大型水塘，对原区域降雨用水影响较小。但因弃渣场的使用，该段汇水未在该沟道排出，使该沟道3处小水塘上游汇水面积减少，导致水塘水位下降，影响附近居民使用水塘。同时，该段的汇水直接通过排水沟在桩号K16+890排水沟左侧出水口排出至大型水塘，导致该段汇水未经原沟道植被、水塘的保水蓄水，遇降雨时，该水塘库容压力增大，遇强降雨可能造成内涝，对该水塘下游公路造成安全隐患。

3.3 桩号K64+000～K64+400段上游汇水未排入下游区域造成的影响

该段公路为挖方路段，建设形式为两侧山体开挖。原地貌公路经过的山体汇水流入南侧沟谷地内的农田，为农田增加灌溉用水。公路的建设中，受山体和公路走向的影响，使该区域山体汇水排出至桩号K64+400的排水沟出口，导致该快区域北侧上游汇水面积从原有的5.31 hm2减少至2.47 hm2。北侧汇水面积减少了一半，必然导致该段公路南侧农田用水受到影响，同时导致桩号K64+400排水口区域南北两侧汇水量加大，增大该段的防洪压力。

4 如何避免这些问题的发生

4.1 设计排水沟、涵洞等排水工程出水方向与原区域汇水出水方向一致

在施工图设计阶段，对于公路排水设施的设计，不应只考虑公路排水的安全性，同时要考虑设计的排水口方向是否会对原地貌下游排水造成影响。在一般情况下，尽量避免排水设施出水口方向与原下游降雨水流流向不一致。在施工过程中，要严格按照施工图设计进行施工，避免因施工方便或减少投资而减少排水设施的施工。

4.2 弃渣场设置考虑是否会对下游汇水造成拦截

公路设置的弃渣场，要提前考虑弃渣的堆放是否会改变上游汇水出水方向。如果发生改变，就要实地调查汇水方向改变对下游居民生产生活造成的影响。如果影响较大，需要采取增设排水沟、暗渠、涵洞等工程措施，使汇水方向与原地貌汇水方向保持一致。

4.3 对公路两侧下游区域排水、用水调研，进行排水工程优化设计

在排水工程设计中，要考虑排水口下游的用地情况、农业用水情况及排水能力。通过对当地的实地调研，选取最优的排水口方向设计。比如，下游排水能力较差，原地块在暴雨时易发生内涝的区域，可利用公路排水设施对上游汇水进行拦截，将水流引入排水设施较好的区域;在下游农业用水较多的区域，可适当引入其他区域拦截汇水排入该区域，可有效减轻该区域的用水压力。

5 结语

本文通过公路建设过程中，公路排水工程的降雨排水出水方向与原地貌降雨汇水水流流向发生改变的几种形式进行举例，以及流向改变造成的影响及危害进行分析，从而在公路施工设计中对排水出水口设计提出要求。要求在公路排水工程设计中，尽量保证公路排水工程出水口与原地貌水流流向保持一致，减少对下游汇水面积造成影响;同时，可根据当地的实际情况，对排水工程进行优化，对易涝区域上游汇水进行截流，使汇水面积减少，减轻防洪压力，对干旱区域设计出水口，增加区域用水。

参 考 文 献

[1]JTG/T D33—2012，公路排水设计规范[S].

[2]GB 51018—2014，水土保持工程设计规范[S].

[3]JTG B01—2014，公路工程技术标准[S].

[4]JTG/T F50—2011，公路桥涵施工技术规范[S].