盲沟设计经验点滴

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作者：于卫红  

　　摘　要：盲沟是排除地下渗水的一种工程措施，有利于绿地的草木生长及地下建筑防渗。结合参与济南泉城广场的盲沟设计，总结了相关经验供参考。
　　关键词：排水工程；　盲沟；　设计
　　中图分类号：TU992
　　文献标识码：C
　　文章编号：1000-4602(2000)05-0039-03

1　盲沟敷设的场合

　　盲沟一般敷设在需要排除地下渗水的场合，主要是：
　　①　要求较高的草坪排渗。如用于国际比赛或国内正式比赛的足球场地，若排水不好，场地水深达3 cm时将发生“漂球”现象影响比赛，因此需敷设盲沟，采取地面排水与地下渗流相结合的排水方式，及时排除雨水。
　　②　花园、草坪下有建筑物的场合。如屋顶花园，为了改善屋顶人工合成土壤的通气状况以及汇集、排除雨水，同时为了保证屋顶绝对不漏水，需设置渗水层及盲沟。在泉城广场的排水设计中，由于泉城广场的大面积花园、草坪下有地下建筑，因此其盲沟排水类型具有屋顶花园的特点。
　　③　在地下水含量丰富的地区，进行工程建设时，需设置盲沟以排除地下渗水，保证工程质量。如公路路基排渗，在公路路基下设置盲沟，可将地面以下汇集流向路基的地下水排至路基范围以外，使路基保持干燥，不致因地下水成害。

2　盲沟敷设方式

　　盲沟的敷设有两种方式：
　　①　既铺设渗水层，又敷设盲沟。这种方式一般用于要求较高的绿地和正式比赛场地。一部分雨水沿粒径不同的渗水层流到底部的排水垫层，再流向盲沟。这里的盲沟一般采用暗沟或滤管。由于泉城广场的重要性，其绿地系统要求较高，故在泉城广场的盲沟设计中，采用了既设渗水层又设滤管的方式。
　　②　无渗水层只敷设盲沟。这里的盲沟一般采用填石沟，这种方式存在以下问题：对于草皮地面，由于无渗水层，盲沟又是间隔设置，可能造成腐殖土层水分不均匀，以致草皮生长也不均匀。因此，多用于要求不高的绿地系统和公路路基排水中。在盲沟的作法上，又可分为有滤管盲沟和无滤管盲沟。
　　盲沟的布置形式及密度一般视场地要求而定，通常以若干平行支沟集水，汇集到干管中，将水排到河渠或雨水系统中，平行支沟的间距尽量均匀，不应过大，一般10m左右。

3　盲沟的构造特点

　　①　渗水层的构造特点
　　在高标准绿地下设置渗水层的目的，首先是为了改善土壤的通气状况，其次利于将水汇至盲管中。为此，渗水层应按反滤层布置，其构造要求是滤料整洁、级配合理、层次分明。滤料种类、粒径配比和层厚最好由地下渗流试验决定，测出草皮生长层物理指数和渗流系数。无试验条件时，一般可在绿地下采用如下作法：在草皮生长层下设置100 mm厚的Φ0.5～2 mm的粗砂，100 mm厚的Φ5～32 mm的石子，150 mm厚的Φ30～70 mm的卵石。另外，为了防止地下渗流带走草皮生长层——腐殖土中的养料，需设置过滤层。过滤层的材料应是既能透水又能过滤、经久耐用而又造价低廉的材料，一般可采用玻璃纤维布。
　　需要注意的是，在屋顶花园下渗水层的作法应注意选择轻质骨料。为了通气和排水，骨料间应有较大孔隙，又可减轻渗水层的自重，对楼盖承重有利。建筑陶粒是比较理想的材料，首先它比较轻，体积质量仅为砾石的1/3；其次陶粒是用粘土烧制而成，它的颗粒大小均匀，这就使得陶粒间的孔隙较大，利于通气、蓄水。许多屋顶花园，如美国加州太平洋电讯大楼屋顶花园、北京饭店贵宾楼屋顶花园均采用了陶粒作渗水层。另外，砾石子和焦渣也可用于渗水层，但必须注意级配合理。图1即泉城广场的盲管平面布置(局部)图。



　　在泉城广场的盲沟设计中，由于广场地面距地下室顶板的距离有限，为保证种植土的厚度，渗水层厚度不宜太厚。设置的渗水层构造如下：100 mm厚的Φ0.5～2 mm粗砂，玻璃纤维布过滤层，200 mm厚的Φ5～50 mm砾石排水层。砾石层要求注意级配，粒径自上而下逐渐加大。砾石层中铺设滤管排水，滤管管径依其服务面积定为Φ80～150 mm。
　　②　盲沟的构造特点
　　有渗水层的盲沟一般直接采用暗沟或滤管排水即可。无渗水层盲沟，上面提到分为有滤管盲沟和无滤管盲沟，这里的盲沟均为填石结构，一般为梯形断面，填石的构造要求与渗水层相同，也需按反滤层布置，目的是为了汇集水流并防止土粒堵塞，同时在底层大粒径颗粒间排水。
　　有滤管盲沟用在流量较大、盲沟长度较长的地段，在绿地下的盲沟多采用此种，沟底纵坡取决于设计流速，最大流速应考虑到水管的构造及其使用寿命，一般以≯1 m/s为宜，最小流速＞0.6 m/s，最小纵坡为0.5%，以免淤塞。管道可选用带滤孔的塑料管、混凝土管、铸铁管，成段摆放的陶土管、混凝土块等。以上为滤管的传统作法，多年的使用经验证明，它的最大缺点是易堵塞，使用年限不长。现在有种新产品——软式透水管可作为盲管的理想材料，经测试它可以强化透水效果、增加过滤功能、延长使用寿命。
　　无滤管盲沟适用在流量不大、盲沟不长的地段，是目前公路上常用的一种渗沟，设计时要注意淤塞失效。由于排水层阻力较大，其纵坡≮1%，一般可采用5%。
　　绿地下排除雨水渗水的盲沟的流量一般不予计算，盲沟的断面尺寸或滤管的管径按经验确定，如盲沟一般为梯形断面，底宽＞0.5m、两侧边坡为3∶1，滤管管径按其服务面积一般采用Φ100～200 mm。
　　排除地下水的盲沟一般均需经过计算确定断面，如公路路基内的盲沟。其设计流量的计算，需要对地下水流量降落曲线等进行实地调查和计算，再根据设计流量，按照水力计算原理，确定盲沟的断面尺寸。影响地下水的因素很多，情形多样，具体计算公式在相关设计手册中都有详细介绍，这里不再赘述。

4　渗水层及盲沟下建筑物的防水问题

　　在绿地下建有建筑物的场合(如屋顶花园)设置渗水层及盲沟时，还需采取措施，加强屋顶防水功能，以免屋顶漏水，造成不良影响。在一些重要建筑物的屋顶建造屋顶花园时，在种植区范围内的渗(排)水层下做一层独立封闭的防水层，因为相对整个屋顶而言，其面积是小的。因此，除常用的卷材防水外，可以采用一些高级做法，在国外就有用硬塑料或紫铜板做防水层的实例，这就保证了屋顶的漏源不出问题。在绿地下的建筑物顶面积较大时，可采用紧贴柔性防水层再做一层刚性防水层的作法。所谓刚性防水，即浇注60 mm厚的细石混凝土，为提高此层的防水性能，一般可加防水剂、泡沫剂、石膏粉等，以提高砂浆和细石混凝土的密实性，破坏砂浆和混凝土的渗水通道，因而达到防水作用；另外，为防止细石混凝土本身因温度变化而裂缝，可在混凝土中放一层钢筋网，通常采用Φ4～6 mm钢筋，其间距为150 mm×150 mm或200 mm×200 mm方格网。由于泉城广场地下室面积较大，达50 000 m2，因此其屋顶防水是工程中很关键的问题，在采取高标准的柔性防水材料的同时，加设刚性防水层，另外利用盲沟系统将积存在屋顶的雨水及时排除，也是其屋顶防水的重要措施。其盲沟渗水层与屋顶防水层要注意紧密结合，切不可将渗水层下的混凝土排水垫层设在离开屋顶一段距离处，让它们之间还有土壤，这样易造成渗漏到中间土壤中的水无法蒸发出去，积存下来，造成屋顶渗水。

参考文献：
［1］　黄金琦.屋顶花园设计与营造［M］.中国林业出版社，1994.
［2］　中华人民共和国交通部.公路排水设计规范［S］.人民交通出版社，1998.