一、前言
山丘地区铁路、公路建设中，路基斜坡上游一侧的水流直接影响着路基工程施工质量，青藏铁路多年冻土区斜坡沼泽化湿地区，水流进入路基填土段，必将加重多年冻土区冻胀融沉，其防排水由为重要。
中铁十七局集团二公司在青藏铁路17标路基施工中，设置挡水埝拦截上游地表水、地下承压水，引至线路走向的固定排水口，施工方法简单，路基防护效果显著，归纳形成本工法。
二、工法特点
1、操作简单、易于掌握，工序安排合理、工效高。 2、较好地解决了地面横坡较大的沼泽湿地路基防排水问题。
3、有效地将水源引离路基底，将基底湿地中的水排干，保证了处于湿地中的路基不受地上、地下水侵蚀。
三、适用范围
适用于地表面横坡度较大的高山湿地路基排水、防护工程，沿河、沿溪易受水害的路基排水、防护工程，以及水利工程防护等。
四、施工工艺
(一) 工艺原理
挡水埝路基边坡防排水设施由挡水板、挡水埝和防护坡三部分组成。
挡水埝边坡防排水设施，底部安设挡水板（SPRE），挡水板顶部高出原地面20cm，底部深入高原多年冻土天然上限50cm。挡水板上部填土成堤坝状（挡水平台），改变原来地质情况，使多年冻土上限上移，形成天然挡水屏障。能有效阻挡地表、地下来水，排干基底原有水，从而避免了高原山区水位差和沼泽湿地对路基的危害，使地基承载力不致因水而降低，保证工程质量。
(二) 工艺流程 (三) 操作要点 1、施工准备
(1)施工前仔细查看有关设计图纸及规范，计算所需材料数量以及填筑土方数量。
(2)配套配备施工所需发电机、焊机等机具设备。 (3)对进场原材料（挡水板、复合土工膜等）进行严格的检查,关键材料必须有质量合格证、出厂检测报告，并经自检材质合格方可使用。进场原材料储存于固定场所，做好防晒、防潮、防雨雪工作。
(4)做好施工前测量、放线工作，使挡水埝线形平顺流畅。
(5)充分考虑环保要求，结合管段低填方、桥涵缺口及既有便道综合考虑，尽量减少横向施工便道。
挡水埝边坡防排水设施施工工艺流程图
2、基槽开挖
挡水埝基槽开挖尽量安排在6月前、9月后的寒季进行。 按照线路走向做好施工放样，定好挡水板位置及挡水埝坡脚线。用开槽机开槽，槽宽1m，深至天然冻土上限以下50cm(以设计尺寸为主)，沟槽底面必须平整无凹凸及石块，沟槽侧面无突出尖石等尖锐物，防止刺破SPRE挡水板。开挖后应及时进行下道工序施工，以防止挖槽边坡坍塌。
覆盖保温材料、搭遮阳蓬，做好隔热防护，防止基坑中高含冰量多年冻土大量融化，给施工造成困难。
3、安放SPRE防水卷材挡水板
⑴焊接：基槽开挖的同时，SPRE防水卷材就位，根据设计图纸并结合现场实际开挖情况裁剪下料。焊接卷材时，卷材底支垫长2.5m以上，宽0.3m的平木板，使焊机能在其上顺利行走。焊缝搭接宜同方向进行，焊缝搭接宽度8-10cm，焊缝不得漏点或出现死角。焊接施工不宜在雨雪、大风天或气温过低时施工。
⑵安放：SPRE卷材防水板插设自挡水埝分段的任一侧开始，沿线路方向紧跟开槽机进行。插设过程中，防水卷材不得扭曲，并深入至地面以下20cm、天然冻土上限以下50cm。
4、回填夯实
防水卷材安放就位后及时回填原状土，两侧对称分层填筑夯实，确保防水板直线段平顺、曲线段圆顺。土方回填夯
实不得破坏挡水板线形，剩余土方应废弃至专用弃土场，并尽可能移植草皮防护。
5、挡水平台土方填筑
(1)挡水埝施工不得破坏原地面，必须远运土填筑，填筑时以粘性土为宜。粘土来源确有困难，用粗粒土填筑时，按设计要求做好迎水面隔水层。
(2)挡水平台严格按断面图进行施工，分层填筑每层虚铺不得超过25cm，用16t以下压路机压实。顶面宽度不足时，一次把料填到设计方量后用挖机收坡使之成型，用小型压路机或振动夯碾压密实，人工刷坡、整修。迎水侧流水面要疏通、整平，坑洼处回填夯实，确保排水顺畅。迎水侧汇水处开挖、夯填成U形排水沟槽。
6、防护坡道施工
(1)铺砂垫层。土方整修成型后即可进行防护坡道施工，迎水侧铺设10cm中粗砂垫层成人字坡或折线坡，砂中不得夹有尖石等硬块，同时注意覆盖防护以防止雨水冲刷。
(2)铺设复合土工膜。垫层整修完毕后，根据铺设宽度，复合土工膜沿路基纵向铺贴，深入至U形沟下面，搭接宽度不得小于10cm，焊缝宽度3-5cm，焊缝应饱满、平整、密贴，保证复合土工膜平整无褶皱、翘曲现象。
(3)铺设防护设施。迎水面、U形沟槽按实际情况铺设预制块，预制块随复合土工膜同步铺设。铺设时应挂线、适当
埋入地面，以保证成型后坡面平顺、防护体稳定。预制块宜采用C15预制板，用0.6×0.6×0.1m和0.6×0.3×0.1m两种规格做错缝铺砌，缝宽2cm，勾缝采用平缝压槽。
标准断面形式见下图
五、材料
挡水埝防排水设施使用主要材料：SPRE防水卷材、复合土工膜。
1、SPRE防水卷材，多为聚乙烯或聚丙烯，分子间隙很小，强度高、韧性大、可焊性好、隔水防渗效果较好。
产品主要技术性能指标
不透水性30 min Mpa 抗拉强度 Mpa 伸长率 % 抗老 化保 持率 低温柔性 抗拉强度保持率% 伸长保持率% 低温柔性保持率% -40℃，浸水-25℃，φ10mm180° ≥0.3 ≥ 9 ≥ 80 ≥ 80 ≥ 70 100 对折无裂纹 2、复合土工膜，由聚乙烯高分子塑料膜和涤纶针刺无纺土工布组合而成，一般有一布一膜、二布一膜或多布多膜。塑料膜起隔水防渗作用，无纺土工布起保护塑料膜的作用。利用复合土工膜中塑料膜的隔水防渗作用，使膜上水不渗入膜下地基或路基中，从而提高地基或路基承载力。
该产品具有强度高，延伸性能好，变形模量大、耐酸碱、耐老化、防渗性能好，不受气候的影响等特点。单位面积质量200-1600g/m²，幅宽1-5m。
复合土工膜技术指标
项 目 单位面积 质量 单位 150/0.2 g/m² 350 5.0 5.5 52 53 1.1 面积质量（g/m²）/膜厚（mm） 200/0.100/0.2/10150/0.2/15150/0.3/150 2 0 0 400 5.6 6.2 59 60 1.3 400 5.9 6.5 50 45 1.5 500 8.1 8.9 48 51 1.9 600 11.2 12.2 40 32 2.4 抗 纵向 KN/m 拉 强 横向 KN/m 度 延 纵向 伸率 横向 CBR顶破 强力 渗透系数 % % KN cm/s 按设计或合同规定 六、机具设备
表1 机具设备配套表
序号 机械设备型号 数工作内容 量 备注 开槽机 1 1台 开挖基槽 挖掘机 2 1台 发电机 3 1台 1焊接发电 不小于12kw 防水卷材、土工膜焊接 回填夯实 4 卷材焊机 台 打夯机 1台 压路机 1台 汽车 3-4台 爆破设备 1套 开挖基槽 土方、材料运输 填土碾压 5 6 7 8 七、劳动组织
长距离施工可采用流水作业法。每个施工段可成立五个施工组，各组分工见表2。
表2 劳动力组织表
序组别 号 种 数 岗位或工人工作内容 1 指挥 1人 现场指挥，组织协调 2 测工 1人 3 开挖组 挖掘机司机 杂工 1配合挖掘机清理槽底 人 2人 4 5 焊工 2人 6 铺设组 机械工 1人 搬运、铺设、焊接卷材 7 杂工 6人 8 挖掘机司机 1人 1回填、打夯、压实 人 3人 9 回填组 压路机司机 杂工 10 11 防护组 技术员 1人 搬运铺设、复合土工膜、预制块 12 13 14 收尾组 杂工 8人 测工 1人 刷坡整形 杂工 6人 八、质量控制
依据青藏铁路设计规划精神和《青藏铁路高原多年冻土区工程施工暂行规定》、《青藏铁路高原多年冻土区路基工程质量检验评定及验收标准》规定，挡水埝边坡防排水设施施工要保持迎水面坡面平顺、排水顺畅，回填密实、基底稳定无渗漏，固定取弃土及草皮移植、环保施工，保护青藏高原多年冻土和生态环境。
1、挡水埝顶面高程偏差不得大于5cm，宽度不得小于设计值。
2、边坡坡面应保持平顺，保证水流畅通。不得小于设计值的5%。
3、挡水板至路堤坡脚不得大于7m。
4、挡水板高度应依据设计高度，结合现场实际情况确定，挡水板至少高出坡面50cm。
5、土工膜焊缝搭接宽度不得小于10cm。 6、填土压实度应对照路堤填土标准夯填密实。
九、安全保障
为保障挡水埝边坡防护设施高原施工安全和员工身体健康，项目部主要从组织、技术和经济投入等方面采取措施。
作业人员上岗前，项目部结合高原施工、工序衔接和工种配合等内容组织安全培训和教育，促使参建职工详细了解本岗位作业内容、安全操作规程、安全注意事项等。
焊工、机械司机等特种作业人员要持证、经考核合格方可上岗作业。
配备专职安全员和医护巡防员，开展日常安全、医疗卫生监督检查。对施工过程中的有关安全防护、医疗保健问题进行指导、帮助。
十、效益分析
1、本工法充分考虑了现有工程和正式工程的兼顾，以及对现有工程资源的合理利用，减少了重复工序，降低了主体工程的施工成本。
2、本工程有效地阻挡了上游来水，并对现有湿地予以排干。避免了路基因水害而造成的返工或更改设计，减少了路基的维修次数，节省大量维修费用。
3、与其它排水、挡水设施相比，本工法有工期短，防水作用大，不破坏原地面等优点。
十一、工程实例
青藏铁路17标段，地处唐古拉山北麓沼泽湿地区，线路路基沿山体坡脚走向，地面横坡较大，且地表、地下水发育。采用此挡水埝边坡防排水，有效地拦截了地表、地下水流，排除了湿地水份，路基边坡防护效果明显。
青藏铁路15、16标雁石坪段，路基防护地处高原斜坡湿地，地下水发育，采用此挡水埝防排水设施，拦截地下水从固定的桥涵缺口流出，有效地控制了水的流向，保护了路基本体不受水流浸蚀。
因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容