淺談涵洞的設(shè)計(jì)

赫 宏，高新梅

(1.鶴大公路雞西分指揮部;2.尚志市公路管理站)

1 涵洞設(shè)計(jì)的一般原則

(1)宜就地取材，盡量節(jié)約鋼材。

(2)盡量套用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，加快設(shè)計(jì)、施工進(jìn)度。

(3)在同一段線路范圍內(nèi)盡量減少涵洞類型，以便大量集中制造簡化施工。

(4)充分考慮日后維修養(yǎng)護(hù)的方便。

(5)同一段線路的涵洞應(yīng)作合理的布局，使全線橋涵能形成暢通無阻的、良好的排水系統(tǒng)。

(6)設(shè)計(jì)中應(yīng)加強(qiáng)方案比選工作。除技術(shù)條件外，應(yīng)充分考慮經(jīng)濟(jì)效益，節(jié)省投資。

2 涵洞類型的選擇

涵洞類型的選擇應(yīng)綜合考慮以下因素。

2.1 地形、地質(zhì)、水文和水力條件

涵洞類型選擇時(shí)應(yīng)考慮水流情況、設(shè)計(jì)流量大小、路堤填方高度、涵前允許最大壅水高度、地基承載能力等。一般當(dāng)設(shè)計(jì)流量在10 m3/s左右時(shí)，宜采用管涵;在20 m3/s以上時(shí)，宜采用蓋板涵;設(shè)計(jì)流量更大時(shí)，宜采用拱涵。地基情況較差時(shí)，可考慮采用箱涵。

2.2 經(jīng)濟(jì)造價(jià)

因地區(qū)不同，涵洞造價(jià)往往差異很大。涵洞造價(jià)主要取決于材料的料場價(jià)格，其次是材料的運(yùn)輸費(fèi)用和當(dāng)?shù)氐娜斯?、機(jī)具費(fèi)用。

2.3 材料選擇和施工條件

涵洞材料選擇要因地制宜，盡可能就地取材，優(yōu)先考慮圬工結(jié)構(gòu)，少用鋼材。為方便施工，一段線路上不宜采用過多類型的涵洞，便于集中預(yù)制，節(jié)省模板，保證質(zhì)量，加快施工進(jìn)度。

2.4 養(yǎng)護(hù)維修

為便于養(yǎng)護(hù)，孔徑不宜過小，洞身不宜過長。冰凍地區(qū)不宜采用倒虹吸管涵，否則，應(yīng)在冰凍前將管內(nèi)積水排除，并將兩端進(jìn)口封閉。

3 涵洞孔徑的確定

根據(jù)設(shè)計(jì)流量確定涵洞的凈跨徑。在確定涵洞凈跨徑時(shí)，應(yīng)結(jié)合涵洞凈高綜合考慮。根據(jù)計(jì)算的涵洞凈跨徑套用標(biāo)準(zhǔn)跨徑?！豆窐蚝O(shè)計(jì)通用規(guī)范》規(guī)定的涵洞標(biāo)準(zhǔn)化跨徑有75 cm、100 cm、125 cm、150 cm、200 cm、250 cm、300 cm、400 cm八種。

4 涵洞布置

4.1 涵洞的平面布置

涵洞的平面布置主要是解決好涵位及涵軸線與路線交角的問題。涵洞應(yīng)盡量布置成正交，當(dāng)天然河道與路線斜交，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，不宜改河時(shí)，則采用斜交涵洞。斜交涵洞的斜交角通常取5°為一級(jí)，以便利用標(biāo)準(zhǔn)圖中的尺寸。

4.2 涵洞的立面布置

(1)涵洞標(biāo)高確定涵洞頂面中心標(biāo)高應(yīng)服從路線縱斷面要求，可從路線設(shè)計(jì)標(biāo)高推算出來。涵底中心標(biāo)高一般與天然溝床標(biāo)高一致或略低一些。如果是老涵改建，涵底的標(biāo)高應(yīng)考慮涵洞進(jìn)出口溝底標(biāo)高，以此確定涵底中心標(biāo)高。

(2)涵底縱坡涵底縱坡最好選用臨界坡度，此時(shí)涵洞的排洪能力最大。但實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，涵底縱坡通常根據(jù)溝底縱坡確定。最小縱坡不小于0.4%，以防淤積;也不大于最大坡度，以防涵底鋪砌被沖毀。

(3)涵底基礎(chǔ)設(shè)置在天然地基上的涵底基礎(chǔ)，除巖石、礫石及粗砂地基外，其地基為凍脹性土?xí)r，均應(yīng)將基底埋人冰凍線以下不小于0.25 m。當(dāng)基底下有軟土層時(shí)，為了將基礎(chǔ)置于好土層上或需人工加固地基時(shí)，往往需將基礎(chǔ)埋置于較深的土層中。當(dāng)溝床坡度大于5%時(shí)，涵底基礎(chǔ)宜每隔3～5 m設(shè)置防滑橫隔墻或把基礎(chǔ)分段做成階梯形(見山坡涵洞)。在無沖刷處，涵洞基底除巖石地基外，一般應(yīng)設(shè)在天然地面或河底面以下1 m，如河床上有鋪砌層時(shí)，一般宜設(shè)在鋪砌層頂面以下1 m。

5 涵洞尺寸及工程數(shù)量

當(dāng)涵洞選擇標(biāo)準(zhǔn)跨徑后，其細(xì)部尺寸及工程數(shù)量均可套用相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)圖，使用時(shí)應(yīng)注意。

(1)荷載應(yīng)與標(biāo)準(zhǔn)圖一致，不能大于標(biāo)準(zhǔn)圖的規(guī)定。

(2)材料強(qiáng)度等級(jí)、地基承載力不能低于標(biāo)準(zhǔn)圖的要求，否則應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算。

(3)當(dāng)設(shè)計(jì)的墻身高與標(biāo)準(zhǔn)圖不一致時(shí)，應(yīng)選用標(biāo)準(zhǔn)圖上大一級(jí)墻身所對(duì)應(yīng)的各部分尺寸。

(4)當(dāng)有些工程數(shù)量無法從標(biāo)準(zhǔn)圖上查得時(shí)，應(yīng)通過計(jì)算確定。

6 洞口形式

涵洞的洞口形式應(yīng)根據(jù)涵洞進(jìn)出口的地形和流量大小確定。選定后，也可套用標(biāo)準(zhǔn)圖。

無論采用的是何種洞口形式，其進(jìn)水口均須鋪砌。