小橋涵位置選擇與施工設(shè)計(jì)研究

王靖芳

（徐州市交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，江蘇 徐州 221000）

小橋涵位置選擇與施工設(shè)計(jì)研究

王靖芳

（徐州市交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，江蘇 徐州 221000）

針對(duì)小橋涵建設(shè)，分別對(duì)山嶺、丘陵以及平原地區(qū)的小橋涵位置選擇進(jìn)行分析，并從總體布局、平面布局、立面布局以及養(yǎng)護(hù)加固等方面探討小橋涵施工設(shè)計(jì)重點(diǎn)，得出小橋涵的位置選擇與施工設(shè)計(jì)必須充分考慮實(shí)際情況與要求的結(jié)論，為公路建設(shè)工程的持續(xù)發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

小橋涵；位置選擇；施工設(shè)計(jì)

0 引言

近幾年，公路建設(shè)速度逐漸加快，橋涵等特殊工程的數(shù)量越來(lái)越多，小橋涵在總體施工量中的比重也在不斷增加，且要求更為嚴(yán)格。橋涵施工水平與公路總體質(zhì)量息息相關(guān)，特別是小橋涵，如果其施工質(zhì)量較差，有可能造成無(wú)法挽回的損失，危及公路安全，而且還要投入大量資金進(jìn)行維修。公路修建過(guò)程中，需設(shè)置橋涵，其具體位置涉及日后的使用性能，在實(shí)際工作中必須予以足夠的重視，并切實(shí)加強(qiáng)施工設(shè)計(jì)，以從根本上提高小橋涵施工質(zhì)量。

1 小橋涵位置選擇

公路小型橋梁與涵洞需根據(jù)實(shí)際流量、路堤、建材與河床縱坡等因素進(jìn)行選定。如果河床始終有水，但實(shí)際流量相對(duì)較小，或者水流運(yùn)動(dòng)具有季節(jié)性特點(diǎn)，且路堤高度符合設(shè)計(jì)要求，則需選擇涵洞；相反，如果河流的平均流量偏大，或者存在較多的泥沙，則需選擇小型橋梁。對(duì)于橋梁位置選擇，其主要是明確中心里程樁號(hào)和軸線(xiàn)的具體方向。在實(shí)際設(shè)計(jì)工作中，小橋涵應(yīng)盡量選擇在河面寬度相對(duì)較小、水流緩慢、河段平直且地質(zhì)情況宜于施工的位置。

小橋涵位置選取主要分為兩種情況，其一為在山嶺與丘陵中進(jìn)行選擇，具體內(nèi)容包括：

（1）涵洞位置和公路路基防排水設(shè)置直接相連，比如將涵洞設(shè)置在截水溝出水位置，確保水流不會(huì)對(duì)路面與路基造成沖刷。

（2）按照一溝一涵的方法進(jìn)行設(shè)置，間距不超過(guò)300 m。如果匯水面積相對(duì)較小，且兩河溝相距較近，則可進(jìn)行改溝合并。但此時(shí)要密切注意排水溝的寬度，必要時(shí)進(jìn)行加深或加寬處理，同時(shí)做好防排水設(shè)施加固與舊溝封堵等工作[1]。

（3）如果公路路線(xiàn)轉(zhuǎn)彎角度超過(guò)90°，平曲線(xiàn)半徑偏小，且在進(jìn)入彎道時(shí)縱坡超過(guò)4%，需要在適當(dāng)?shù)奈恢眯藿ê矗ＷC整個(gè)工程的合理性。

（4）公路路線(xiàn)從陡坡逐漸向緩坡、平段等過(guò)渡，且方圓200 m內(nèi)不存在其他涵洞時(shí)，需在過(guò)渡點(diǎn)修建涵洞。

其二為在平原地區(qū)中進(jìn)行選擇，具體內(nèi)容包括：

（1）公路在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)度較大的低洼地段時(shí)，可在天然縱坡段修建多個(gè)涵洞，這樣可以防止低洼處大面積積水，提高本路段的防排水能力。

（2）結(jié)合公路排泄系統(tǒng)，應(yīng)修建有利于灌溉和排水的涵洞，降低涵洞出現(xiàn)滲漏的概率，以避免侵蝕破壞。

（3）若公路與村莊相鄰，應(yīng)增加涵洞的修建數(shù)量，以提高村內(nèi)排水能力，防止大面積積水，影響村民正常生活。

（4）小型橋梁與涵洞的修建位置應(yīng)盡量選擇在地質(zhì)情況良好的位置，在修建以前還要對(duì)地基的承載能力進(jìn)行檢查，以免產(chǎn)生不必要的麻煩。

2 小橋涵施工設(shè)計(jì)

2.1 總體布局設(shè)計(jì)

橋涵區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)條件必須良好，且地基穩(wěn)定、可靠，以保證橋涵基礎(chǔ)安全性。與此同時(shí)，還要防止由于位置選擇不當(dāng)造成的路基水毀、防排水不暢等問(wèn)題。涵洞具體形式應(yīng)滿(mǎn)足地形、工程施工量與造價(jià)等方面的需求[2]。對(duì)于地形較為復(fù)雜的公路，由于地形高差相對(duì)明顯，使得橋涵設(shè)計(jì)難度較大。當(dāng)前通常選用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范實(shí)施小橋涵設(shè)計(jì)，使得橋涵的尺寸過(guò)于龐大，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)普遍使用鋼筋混凝土，施工難度很大。在橋涵施工過(guò)程中，高填方是典型的控制工程，如果高填方施工不當(dāng)，極有可能延誤工期，這些問(wèn)題都需在施工設(shè)計(jì)階段充分考慮，并適時(shí)采取有效方法，如泄水隧洞（見(jiàn)圖1）。但無(wú)論如何，小橋涵的施工設(shè)計(jì)方案必須具有靈活的特點(diǎn)。

圖1 泄水隧洞

2.2 平面布局設(shè)計(jì)

（1）沿溝設(shè)置橋涵，在地形復(fù)雜的路段中，小橋涵設(shè)置應(yīng)順應(yīng)河流的方向，并盡量避免改造，不宜過(guò)分追求正交，公路路線(xiàn)和涵洞之間的夾角需在合理的角度范圍內(nèi)。

（2）河溝合并，縮減施工量，在地勢(shì)較為平坦的位置，匯水面積通常較小，在不會(huì)對(duì)上游河流的正常泄水造成影響的基礎(chǔ)上，可以在相鄰的河溝之間修建排水溝。

（3）確保橋涵的地質(zhì)條件、地形等自然條件相適應(yīng)。

（4）根據(jù)工程要求與自然環(huán)境，通過(guò)綜合分析合理確定橋涵的高度。

（5）充分考慮山區(qū)段山泉出現(xiàn)的可能性，使設(shè)計(jì)圖紙更加合理。

2.3 立面布局設(shè)計(jì)

2.3.1 緩坡布局設(shè)計(jì)

若河谷等坡度相對(duì)平緩，小橋涵依照地形情況進(jìn)行設(shè)置，在按照低于0.30%的坡度不斷向上游實(shí)施鋪砌的過(guò)程中，要使上游和溝底的坡度保持相同。如果從地質(zhì)條件的層面看，易發(fā)生沖刷現(xiàn)象，則需基于溝底標(biāo)高降低橋涵的實(shí)際鋪砌高度，以確保沖刷不會(huì)對(duì)橋涵造成太大的影響[3]。

若河谷等坡度較大，而依然選用緩坡設(shè)置方法時(shí)，應(yīng)適時(shí)采取以下方式：

（1）橋涵底部采用砌石進(jìn)行處理，按照臺(tái)階的方式布設(shè)。這種方式對(duì)于石方的需求量較大，并要求地質(zhì)條件相對(duì)良好，其地基不僅要具有足夠的承載能力，而且縱向與橫向的布置必須均勻。除此之外，需盡可能減少石方用量，可采取緊密干砌的方法。

（2）合理調(diào)整涵洞的方向。在等高線(xiàn)較為密集的區(qū)域內(nèi)，如果涵洞方向和等高線(xiàn)之間存在較大的夾角，則會(huì)出現(xiàn)多個(gè)陡坡涵。此時(shí)可采取減小夾角的方式進(jìn)行處理。另外要注意引水溝、護(hù)坡等加固措施的選擇。

（3）涵洞進(jìn)口開(kāi)挖護(hù)砌。將涵洞出口標(biāo)高作為基礎(chǔ)，根據(jù)坡度延伸到涵洞進(jìn)口，并對(duì)其進(jìn)行開(kāi)挖。施工中應(yīng)加強(qiáng)防排水，以免造成基礎(chǔ)水毀等情況。對(duì)此，通常可在指定位置設(shè)置豎井，憑借這樣的方式降低水毀發(fā)生概率。

（4）洞口處理。若橋涵出口設(shè)有擋墻，則對(duì)落水點(diǎn)實(shí)施加固處理即可，提高其抗沖刷能力。通常情況下，需在橋涵出口砌筑片石混凝土，從涵底到地面在懸空部分完全砌實(shí)以后再進(jìn)行跌水設(shè)計(jì)，從而起到降低水流噪聲的作用。

2.3.2 陡坡布局設(shè)計(jì)

若實(shí)際條件要求設(shè)置陡坡橋涵，則需對(duì)地形情況進(jìn)行綜合考慮，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)合理與結(jié)構(gòu)可靠等目標(biāo)。針對(duì)縱坡坡度低于10%的河溝，應(yīng)使用斜置式陡坡進(jìn)行設(shè)置，將基礎(chǔ)底設(shè)置為齒狀；若河溝縱坡坡度超過(guò)10%，大多使用平階型涵洞[4]。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，若現(xiàn)場(chǎng)地勢(shì)較陡，則具體設(shè)置方法的選擇不能完全拘泥于形式，而是應(yīng)該根據(jù)實(shí)際狀況靈活應(yīng)變。

2.4 小橋涵養(yǎng)護(hù)與加固設(shè)計(jì)

小橋涵養(yǎng)護(hù)工作需要以預(yù)防為核心。由于受到地形、地質(zhì)、環(huán)境等因素的影響，小橋涵容易產(chǎn)生積水、凍害等實(shí)際問(wèn)題。為此，小橋涵養(yǎng)護(hù)部必須增加抽檢力度和頻率，留意橋涵是否存在裂隙等實(shí)際問(wèn)題，一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題必須及時(shí)進(jìn)行處理，以防惡化影響橋涵使用安全。

引起小橋涵病害的原因主要包括：地基承載能力較差、填土壓實(shí)度不足、砌筑施工不當(dāng)?shù)?。在進(jìn)行加固設(shè)計(jì)的過(guò)程中，材料以鋼筋混凝土為主，按照數(shù)據(jù)分析結(jié)果實(shí)施配筋。較為常用的橋涵加固措施為注漿法與襯砌法，一般需要先補(bǔ)強(qiáng)存在病害的橋涵，然后采取加固措施。除了常規(guī)加固以外，橋涵底采取襯砌法進(jìn)行加固，形成一個(gè)仰拱的結(jié)構(gòu)，其主要作用包括：大幅提升橋涵承載能力；降低橋涵周邊位移；轉(zhuǎn)變橋涵受壓方式；對(duì)橋涵的整體受力情況進(jìn)行改善。在橋涵完成加固以后，可使用箱涵設(shè)計(jì)原理對(duì)加固效果進(jìn)行定量分析，以此驗(yàn)證所選加固措施的有效性。

3 結(jié)語(yǔ)

總而言之，小橋涵位置選擇至關(guān)重要，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況妥善選擇，并充分考慮坡度、排水等主要因素。此外，在小橋涵施工設(shè)計(jì)中，需注意平面布局的協(xié)調(diào)性、縱面布局的合理性，還要分析其與地形等基本條件間的直接聯(lián)系。為防止水毀問(wèn)題的發(fā)生，還要采取必要的防護(hù)措施，比如消力池、急流槽等，只有這樣才可以更好地保證公路橋涵的安全性、經(jīng)濟(jì)性與舒適性。

[1]陸士軍.小橋涵位置選擇與施工設(shè)計(jì)[J].四川水泥,2014（8）：131.

[2]羅紅.談山區(qū)高等級(jí)公路設(shè)計(jì)中小橋涵位置的選擇[J].云南交通科技,1999（2）：37-40.

[3]劉芳英.小橋涵可視化綜合設(shè)計(jì)研究[D].阜新：遼寧工程技術(shù)大學(xué),2013.

[4]吳偉剛.公路小橋涵的施工技術(shù)分析探討[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2014（36）：64-66.

U44

B

1009-7716（2016）05-0113-03

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2016.05.031

2016-02-03

王靖芳（1983-），女，江蘇徐州人，中級(jí)職稱(chēng)，從事道橋設(shè)計(jì)工作。