山区公路涵洞设计问题研究

1、山区公路涵洞设计问题研究【摘要】本文简述了山区公路涵洞选型，位置、立面布置和洞口形式选择根本原那么和规律，同时结合设计理论提出个人对涵洞设计中应注意的主要问题，想法和经历。【关键词】山区涵洞；涵洞位置；因地制宜；立面布置；洞口选型1. 引言涵洞是公路的重要组成部分之一，虽单个工程数量较小，费用低，但对整条道路而言，涵洞分布全线，工程量占着相当比重，是保障路基排水通畅和长期稳定重要构筑物。同时涵洞的设计还与地方农田水利灌溉有着亲密关系，直接影响沿线人民群众消费生活，对于发挥公路建立社会效益起着重要作用。因此，科学合理地设计涵洞是降低工程造价，保证整条道路平安、稳定和正常运营的关键环节之一。理论中

2、涵洞设计重要性往往被无视，施工中涵洞设计变更严重影响路基施工的连续性，涵洞设计施工不合理会给道路的使用留下隐患。对于目前涵洞设计中存在的问题，本文从涵洞构造的选型，涵洞位置、立面布置及洞口构筑物的选择几个方面进展阐述。2. 涵洞构造形式的选择涵洞应根据所在公路的使用功能、等级和开展需要，按照适用、经济、平安和美观的原那么进展设计。构造类型的选择应考虑地质条件，施工才能，做到因地制宜、就地取材、便于施工和养护。1石拱涵能充分利用天然石料，造降低，施工技术简单，经久耐用，养护费用低 ，但根本采用人工砌筑，施工速度慢，建筑高度较大，对地基要求高，适用于高填方地区，路基工程中已较少采用。2管涵一般采用

3、混凝土构造，钢筋用量较少，便于预制，施工速度快，但损坏后修理和养护较困难。假设地基出现不均匀沉降，管涵易出现开裂，渗水，不利于路基稳定。管涵一般采用无压流过水，与地方灌溉渠相接时较多采用。近年来，部分工程采用波纹管代替钢筋混凝土管。波纹管由假设干块成品波纹钢片拼接而成，施工速度快，可适当变形，以适应路基不均匀沉降。波纹管建筑高度大，波纹间易淤积泥沙，不利于水流快速排除，不适于在长流水沟渠处设置。3钢筋混凝土盖板涵应用范围最广，其构造简单，自重较轻，对地基承载力的要求不高，维护方便，适用于不同路基填筑高度。钢筋混凝土盖板多采用现场预制，工厂化施工，速度快，质量有保证。4箱涵整体性能好、对地基适应

4、性强，但用钢量多，造价高，一般多采用现场浇筑，施工难度大。通常适用于软土地基。涵洞构造形式的选择应结合工程特点，地质条件，工期及客户要求综合考虑。涵洞构造形式不宜太多，以便于施工组织和原材料供应。3. 涵洞位置确实定3.1涵洞选址的一般原那么涵洞位置选定的恰当与否，直接关系到路基的稳定、道路的使用功能以及工程造价的上下。山岭地区地形起伏，峰谷交替，道路布置上以纵断面控制为主，实际布置中应结合详细地形特征，将涵洞布置在如下部位：1、山岭地区一般应顺沟设置，一沟一涵，尽量保持河沟的原有状态，涵轴线与水流方向一致，以有利于泄洪和减少对下游冲刷破坏。2、涵洞设计与路基排水亲密相关，路基排水一般通过边沟

5、、截水沟、急流槽等汇入涵洞或通过排水沟排除路基以外，因此涵洞设计时须严密结合道路平纵横设计。如在道路纵断面凹曲线低洼处、道路纵坡由陡变缓处，会出现水流淤积和对路基冲刷，须设置路基排水涵。3、假设工程经过大面积的耕地，影响了原有的灌溉系统，应布置灌溉涵，其位置和相邻涵洞的间隔 需结合灌溉要求而定。4、改沟合并，当道路通过地段相邻河沟间隔 较近且流量又小，在地形上便于通过排水沟相连，排水沟上游水流设计流量小于边沟宣泄才能，同时又不至于危害路基稳定时，可以考虑改沟合并已减少涵洞数量，降低造价。5、结合地址勘察资料，涵洞应尽量避开淤泥、崩塌、滑坡或泥石流发育严重等不良地质地段。如必须在此设涵，那么要采

6、取一定的加固措施，保证施工和使用平安。3.2涵洞选址应注意的问题1涵位与道路总体设计有机配合道路总体设计时，就应结合道路平纵横断面，考虑线路中涵位的布置，使其与排水沟，截水沟等排水设施形成完好的排水系统以下图左。如线路在转弯处，路基内侧会出现水流聚集和变向，假设采用边沟将水引入下游，易出现对路基冲刷和泥沙淤积，宜在此设涵以下图右。排水系统总体设计 曲线内侧设涵洞道路纵断面设计中应考虑涵洞立面布置，挖方段落设置涵洞，可能导致涵洞进出口开挖量较大，增加涵洞出口铺砌长度或涵长，假设将道路纵坡抬高，可有效减少涵洞土石方、涵身及进出口工程量；涵洞设计完成后，应结合道路总体布置，检查路基排水系统能否有效将

7、水流排除路基以外，应特别注意路基内侧地形起伏较大填方、挖填过渡段及低凹路段是否有出现积水情况的可能。假设有积水无法排除，此时可通过在路基内侧回填土石方将水流引入边沟，或在低洼处设置涵洞的方法沟通路基两侧水流。2因地制宜，综合考虑山区地形复杂，山势陡峻、沟壑多变，道路建立中，原那么上应逢沟设涵，但在地势起伏较大的地区，河沟密集，汇水面积较小，逢沟设涵并不现实，此时应利用山坡截水沟、边沟、排水沟等将相邻几条水流导入同一方向，并在最低处设涵，对一侧坡面汇水面积较大，山坡虽无明显沟壑，因山区暴雨洪水聚集快，流速大，为确保路基平安，也需每隔200400m布设涵洞，以免路基内侧边沟积水过深，漫流路面。4.

8、 涵洞立面布置山区涵洞立面布置受自然沟底纵坡，进出水口标高，路基横断面形式等因素的综合影响。当河沟纵坡3%，且涵长15m时，涵洞根底可程度布置，涵底铺砌纵坡可采用1%3%，当河沟纵坡3%，6%时，涵底铺砌可采用与天然河沟一样的纵坡。对于山区高填方路基，当整个路基范围内都是缓坡时，涵洞受排水要求的限制，可以腾挪的空间不大，涵洞沿沟底布置，水流易于宣泄，但涵身工程量大，假设通过边沟，截水沟将冲沟内水流导入临近低填方路基，可有效减少涵长。当高填方路基地面线起伏较大时，可设置成边坡涵，涵底纵坡一般5%，这样可缩短涵长，但因涵底根底置于半填半挖路基之上，易出现不均匀沉降，此时填方段可采用碎石路基填筑，减

9、少路基沉降，且可有效增加涵洞出水口抗冲刷才能。 山区陡坡涵可设置为齿状根底或台阶形根底、或将出口设置为扶壁式，考虑施工陡坡涵施工难度大，根底易开裂，现实中较少采用。5. 洞口构筑物的选择洞口设计中存在的主要问题是许多设计师机械地搬用定型图，洞口形式选择，不结合进出口条件，洞口形式单一化，一律采用“跌水井+八字式，建议涵洞洞口设计中应认真调查涵洞进出口条件地形、地质、水文等条件，据以选择合理的洞口形式，除常用的八字墙，跌水井洞口外，因地制宜，灵敏采用直墙式、一字墙、扭坡，跌水井式等多种形式洞口。涵洞口周围地势平坦，河沟有一定的宽度，可选择八字墙式洞口，而河沟中存在较为明显的沟渠，且涵洞的空间可以

10、满足排水要求时，可进一步调整八字墙，将其扩散角设置为零度，从而形成直墙式；一字墙适用于沟床稳定、土质坚实的河沟及流速较小的人工渠道或不易受冲刷的岩石河沟；扭坡式适用于盖板涵、箱涵、拱涵洞身与人工灌溉渠道的连接。跌水井式洞口适用于河沟纵坡大于50%或路基不能满足涵洞建筑高度要求、涵洞进口开挖大以及天然沟槽与洞口高差大时，以解决路基边沟或天然沟槽与涵洞进口的连接。6. 总结山区公路涵洞的设计过程中，由于受到地形、地质条件等众多问题的影响，其设计难度大，这些要求设计者应重视涵洞设计工作的重要性，涵洞构造形式的选择应从地基稳定、施工组织，原材料和投资造价等方面综合考虑；涵洞位置确实定除受自然沟壑的影响，还应满足路基综合排水，保证路基排水无死角，防止出现低洼积水的情况；涵洞立面及洞口形式