浅谈山区公路涵洞设计中的关键问题

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1、浅谈山区公路涵洞设计中的关键问题陕西省交通建设集团公司西安710075摘要：结合山区公路涵洞建设的实践，系统归纳、总结、介绍了山区公路涵洞设计的思路与原则，并就施工中一些需注意的问题作了简要说明。关键词：山区公路；涵洞；设计施工；关键问题涵洞作为公路工程的重要组成部分，是公路排水系统中重要的构造物,其作用在于迅速排除公路沿线的地表水，保证路基安全。此外，高等级公路中的涵洞也常广泛兼作通道或供人、畜、车辆或各种管线通过。山区公路沿线地形、地质、水文情况一般较复杂，水系丰富发育，涵洞数量较多。以陕西省陕南地区为例，高速、一级公路中平均3〜5道/公里，二、三、四级公路中平均4〜7道/公里。

2、所以涵洞设置是否合理，能否满足排水需要，对降低工程造价，保证使用效果有很大影响。本文结合多年来在各等级山区公路勘察、设计、后续服务方面取得的经验，同时结合近年来工程技术发展情况，对山区公路涵洞设计、施工中应注意的一些关键技术问题进行了总结，以便在今后设计施工中有一定的借鉴作用。1.设计流量计算山区流域大都坡陡流急，流量计算与实际洪水情况相符的程度将直接关系到整个线路的安全使用与工程投资，所以在测设期间必须确定好符合路线通过地区实际情况的流量计算方法。常用的有实践经验公式和地方公式，在公式修订中要充分考虑山区流域面积小、流域坡度大、流域长度短、流域内植被情况等特点。常用的经验公式见涵洞

3、设计手册。地方公式一般采用各地方水利部门在多年的观测与总结过程中归纳出的一套比较完善的，具有很强针对性的计算方法。在汇水面积大的流域，为了准确确定其流量，除了采用公式计算外，尚需要搜集水利部门的有关资料加以核对，并现场调查历年来发牛较大洪水的水位及年限，实测洪水位处形态断面。根据这些资料可计算每次洪水流量，推算出频率，然后进一步求出设计频率下的洪水流量。2•总体布置山区公路的排水相对比较复杂，故合理设置涵洞位置，以达到排水通畅、路基稳定、降低造价的意义十分重要。涵洞布置的总体原则是：1）涵址尽量选择地质条件良好，地基稳定的位置；2）要避免因涵洞位置的不当而造成排洪不畅、冲毁路基、积水

4、淹田或正常交通受到影响等不良后果；3）尽量降低工程量及造价，同时应便于日后维修养护，降低维护费用。2.1平面布置山区公路涵洞平面布设时一般要考虑以下原则：1）山区公路涵洞设置间距-•般不宜大于300m,跨越明显的冲沟或排水沟渠时一般应一沟一涵。2）尽量保持原有水流状态，尤其对于降雨量大、暴雨集中、植被稀少或水土流失严重的地区，原有沟渠不宜合并。当汇水面积较小、两沟渠相距很近，口地形上具备将沟渠连通条件时，可以合并设涵，但应注意开挖排水沟或加深加宽边沟时，要做好沟渠挡水坝及路基的防护工程。3）应平、纵排水结合选择涵址。在地形陡山肖山区，涵洞布设一般应顺应河沟水流方向，不宜改沟强求正交，

5、II路线与涵洞夹角设置不宜过小。4）部分汇水面积较小的排水涵和流量较小的灌溉涵可与人行通道合并设置。5）位于斜坡路段半填半挖断面上的涵洞，则以护坡、跌水井、竖井、急流槽等型式与路基填挖边坡和边沟相衔接，并在填挖分界处设置沉降缝。6）路线跨越冲沟时，若冲沟较深或填土较高，宜适当前后移动涵位。其优点在于：缩短涵长，减小工程数量；降低涵顶填土高度，减小结构尺寸；移涵后冲沟可用于废方堆砌。7）常年淤积的山谷处，涵洞设在沟谷一侧的山坡上，避免设在冲沟、地基承载力小以及基础处理工程量大的位置处。涵洞进出口高程必须现场逐--核实，确保涵洞排水顺畅。8）高速公路设计中为减小对路基的危害，应少设倒虹吸

6、。必须设置吋，可采用箱涵套压力管设计，倒虹吸进、出接口段应尽量落入地面，防止外露。9）与实际地形、地质条件相结合。如在连续鸡爪形沟地形中，在沿路线总纵坡方向边沟汇水可行的条件下，可将两沟合并设一道涵洞。10）当沟渠与路线方向斜交，口沟渠较缓吋，可改移沟渠使水流与路线正交以减短涵长，减低造价。但应做好上下游沟渠的防护工程，保证路基安全。当路线在较短里程范围内几次跨越弯曲沟渠时，可采取局部改移沟渠的方式来减少涵洞数量，如下图：11）挖方路基凹形竖曲线底部是局部的最低点，地表水在此处汇集，一般应设置涵洞排除。对于填方路基凹形竖曲线底部，不一定是汇水点，应视周围地形情况灵活考虑涵洞的设置位置

7、。以上只是涵洞平面布设的一般原则，由于山区公路设计中有很多不可预见因素，这就要求在设计中要灵活运用。2.2立面布置山区河沟往往具有纵坡陡峻、旱季干涸无水、雨季水流暴涨、流速大、冲刷大的特点，因此涵洞立面布设要结合地形、地质、水文、路线要求来确定,做到进口顺畅、基础稳定、出口不落空、满足设计流量等要求。河沟纵坡V5%吋，涵洞立面可沿天然河沟地面进行布置。据陕南地区经验，以纵坡＜4%为宜，因为该地区年平均降雨量大、暴雨相对集中，适当提高坡度要求有利于避免过大冲