涵洞设计论文

涵洞设计论文（共12篇）

涵洞设计论文 篇1

0 前言

高填土涵洞土的压力非常大, 以前的设计理念根本不能满足对土压力的研究要求, 若只是按照理论计算值进行施工, 很容易造成成本资金浪费。在以往的工程应用中, 有很多施工单位出现了软土地基承载力不够, 涵洞设计没有结合实际地质要求等情况, 从而引发了各种涵洞病害。而选用大面积混凝土浇筑容易开裂、经验配筋过多。实际设计中经常因为设计者不能因地制宜或不够重视地质条件, 导致地基处理措施难以实施的情况。由此可见, 正确地优化涵洞设计, 因地制宜选用合理措施, 在提升设计质量和节约工程成本方面有着非常关键的作用。

1 高填土涵洞设计的基本思路

1. 1 计算高填土涵洞垂直方向土体压力

对于高填土涵洞来说, 垂直方向土体压力是影响结构设计的主要因素。不同的地区, 在解析垂直土压力的时候, 设计的方法存在着很大的差异。但其计算过程都非常繁琐复杂。与此同时, 计算结果的精准程度完全取决于参数的选择是否合理。公路桥涵设计的要求在于, 对涵洞上的垂直土压力进行计算时, 要严格依照涵洞内土柱的重量开展。然而, 由于目前现有的计算方法都不能准确合理的测量出实际施工中涵洞的土压力, 因而有必要研究出一种更为简洁、方便的计算方法来弥补实际施工过程中的不足, 而且这种新方法可以适用于任何状况的测量涵洞土压力。分析造成涵洞土压力的影响因素, 可以通过土压力集中系数来进行表述, 最终的计算公式是:

式中, Kz为土体应力集中系数; σ 为土体应力; H为填土的总高度; γ 为填土容重。

当 δ > 0 时, 会出现应力集中的情况, 此时Kz > 1; 当 δ <0, 即涵洞面外土柱和涵洞面内土柱沉降高度相差过大时, 会产生土拱作用, 土柱重量大于垂直土可以承受的压力, Kz <1; ; 当 δ = 0, 即涵洞面外土柱和面内土柱有相同的沉降值时, Kz = 1。所以, 设计涵洞时, 一定要先考虑施工场地的地质条件、地形条件、物质结构、结构物自身的特点、回填土土质的质量、现场施工工艺以及地基处理措施等一些重要因素, 当涵洞平面内与平面外土柱之间的沉降差值明确之后, 再定性来计算土压力的集中系数。

1. 2 高填土涵洞减荷方法

按照土拱计算理论可以得出, 利用工程方案和解决措施, 可以降低结构物土压力, 使其产生“土拱效应”, 使涵顶土柱的重量由内外侧土柱一起承受。

1) 在不超出涵洞厚度值的规定范围内, 填土方式可优先考虑“中松侧实”或填充压缩性比较高的材料来进行施工。例如: 在不超出涵洞上方的高度的要求下, 借助比相邻填土压实程度低的土质来填补, 从而构建出一个内部疏松、外部严实的土质区域。效果如图1 所示。

施工时可以使用钢筋在区域上方进行布置, 然后在其上方布置土工布, 保证钢筋两端锚准确固定在密实土体层中[2]。通过四周土质较密的地层和软地质层之间的沉降差, 使上方区域钢筋产生下挠, 最后依靠钢筋的被动作用和锚固作用, 将涵顶垂直力土压力荷载上传至涵台外部的密实土体上, 达到降低涵洞顶部土压力的目的。

2) 一般情况下, 如果地基的承载力满足于基本标准时, 需要科学地选用处理措施。例如, 在选择软地基的同时, 对两侧通道地基进行加固, 使地基出现差值, 从而达到减荷的目的。需要注意的是, 在涵洞地基设计过程中, 需要重点保证涵洞轴和地基间的安全性。

2 处理软土地基的相关措施

2. 1 提高软土地基承载力

2. 1. 1 水泥旋喷桩

水泥旋喷桩加固涵洞地基的效果特别好, 通常水泥旋喷桩是使用单层注浆管喷射水泥浆液, 利用该浆液的喷射流来对土体进行冲刷, 慢慢将冲下来的土颗粒与水泥浆混合起来, 经过一定的时间, 逐渐凝固形成新的旋喷桩。实际施工过程中选用的旋喷钻机喷射水泥浆液, 要求规定喷头转速为30 r/min, 喷头喷射速度为0. 2 m/min, 喷射压力不得小于20 MPa。为保证水泥浆在地基中的均匀性、喷射最终效果以及桩径的设计要求, 可以选用一些较为有利的措施, 例如提高喷射压力、降低回转和提升喷射速度等, 同时也可以选用复喷工艺。复喷工艺在国际上被称为CCP工作法, 在我国一般应用在山区涵洞地基处理中。

2. 1. 2 强夯替换

强夯替换技术主要用于素填石、黏性土、砂土、碎石、低饱和度粉土等基地。比如: 替换材料选用极好的碎石、块石等坚固颗粒材料, 强夯挤密碎石桩工艺处理的涵洞地基, 颗粒直径超于300 mm的颗粒含量不超过全重的30% 。夯点之间的距离为4 m, 另外还要确保外面的夯点离基础边缘不超过3 m, 通常一次击夯能量是4 000 k N/m。该方式最大的优点是周期较短, 投资成本少, 而且施工质量好。

2. 1. 3 预应力混凝土管桩加强地基

预应力混凝土管桩是一种地基加固方式, 通常被用于地质较软的地方, 生产工艺非常成熟, 并且材料选择也简单, 模板使用效果好。管桩的锤击方式及其运输、堆放都必须按照管桩的设计标准要求施工。管桩型号必须按照工程地质条件、荷载能力、上部具体结构选择, 并且保证管桩的中心不能超过桩身直径的2 倍, 长径不得超过100mm, 接桩数尽量少。

2. 1. 4 压力注浆

所谓压力注浆法指的是将固化的化学浆液或水泥浆液通过一定的压力加入到地基缝隙中, 从而提升地基的承载力。具体实施方式是, 先使用设备在地基表面钻孔, 使浆液慢慢渗透到孔洞中。在注浆孔允许的范围内, 固化的泥土颗粒和浆液会慢慢凝结成类似圆柱状的固结体, 这些固结体具备很好的抗压功能, 因此, 可以借此固结体来提升地基的承载力。

2. 2 不同地基处理方法的分析

地基的处理方式主要有水泥旋喷桩、压力注浆、强夯替换、预应力混凝土管桩等, 但是其方式不一样, 优势也不一样, 因此, 必须要对地质实际情况和现场施工条件进行全面分析后, 才可以决定使用哪种方式, 否则将会造成成本浪费, 最后使得地基施工效果不达标。通常情况下会选用强夯替换, 因为压力注浆的效果虽然极佳, 但技术难度过高, 以我国目前的施工技术来看, 强夯替换较为容易施工[3]。一般情况下会选择压力注浆的方式进行施工, 以保证地基长时间使用后仍具有稳定性。使用水泥旋喷桩和预应力混凝土管桩来对大埋设深度或者地质较软地区进行地基加固。与这两个方式相比较, 强夯替换和压力注浆没有任何效益优势和质量保证。然而, 由于沿海地区大部分是软土地区, 淤泥较多, 流动速率较大, 选用水泥旋喷桩和预应力混凝土管桩对其进行加固是最佳的, 既能高效地保障地基的稳定性, 也能提高地基的承载力。结合该地区实际情况, 通常都是选用预应力混凝土管桩来作为该工程施工的主要方式, 因此, 在该地区进行地基处理时, 都会优先选择预应力混凝土管桩, 这种方式最大的优势是节省材料、施工设备简单、容易使用。

3 结语

涵洞设计比其他桥梁设计简单, 但是涵洞的施工量却是整个工程项目中比重最大的, 尤其体现在山区公路中。由于以前的设计脱离实际, 设计不合理、造价高、质量低, 容易出现质量问题, 没有结合实际地质情况进行考虑, 因此, 产生了许多关于涵洞病害的问题。为了缩小这些因素对涵洞结构的影响力, 按照以往的工作经历, 对涵洞设计中出现的这些问题进行详细研究分析, 为今后做好涵洞设计工作贡献一份力量。

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参考文献

[1]张世平.高填土涵洞土压力与变形及其减荷措施特性研究[D].成都:西南交通大学, 2004.

[2]顾克明, 苏清洪, 赵嘉行.公路桥涵设计手册系列-涵洞[M].北京:人民交通出版社, 2001.

[3]韩拴奎.涵洞土压力与沉降[J].山西交通科技, 2000, 28 (1) :30-32.

[4]赵利强.山区高速公路涵洞设计方法的探讨[J].山西交通科技, 2012, 40 (1) :87-89.

涵洞设计论文 篇2

三级公路改建工程涵洞洞口设计

该文主要介绍广东省河源紫金县临江镇桂林公路三级公路改建工程涵洞洞口设计中的.设计思路.主要讲述涵洞洞口设计的原则、方法和实施方案.

作 者：郭瑞奇 刘玉珍 作者单位：中冶京诚工程技术有限公司,河南,郑州,450052刊 名：科技信息英文刊名：SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION年，卷(期)：2010“”(19)分类号：关键词：三级公路改建 涵洞 洞口设计

涵洞设计论文 篇3

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。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生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

山区公路的排水相對比较复杂，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一般不宜大于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，且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。在地形陡峭山区，涵洞布设一般应顺应河沟水流方向，不宜改沟强求正交，且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一核实，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。必须设置时，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，且沟渠较缓时，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。

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<5%时，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刷，保证构造物安全，尤其对于高速公路因路基较宽导致洞身较长时这种改善尤为明显。

地面纵坡≥5%时，可采用如下三种布置型式：型式一，涵顶、底纵坡相同，洞身截面尺寸一致，此时由于地面纵坡大，为保证涵洞的稳定性，一般需将基础做成齿状或台阶式。同时由于涵顶纵坡大，顶填土不易稳定，填土与涵顶之间存在滑动面，较低端帽石处剪力集中；型式二，洞身为变截面型式，除把涵顶置平改善了涵顶填土不稳定状态外，其余缺点较型式一仍然存在；型式三，为目前山区公路涵洞建设中广泛采用的型式，基底与涵顶均采用台阶式布置，克服了前两种型式存在的缺点，保证了洞身结构及填土的稳定，台阶式涵底铺砌降低了流速，消减了水头，但由于洞内有跌水，设计施工相对复杂一些，且应注意以下两点构造要求：1）每级台阶最短不宜小于2.0m，相邻涵节盖板或拱圈的搭接高度不应小于其厚度的1/4；2）跃水段长度须大于水流跌落的射流长度，并且应大于涵洞孔径。

对于型式三尚须注意，当地面横坡较陡且路基较宽时，必然会导致板顶填土厚度差异过大，极端情况是：对于一端能满足明涵的最低要求，而另一端早已超过容许的填土高度，此时应根据上部荷载情况对盖板及涵台进行加厚设计，同时采取相应措施确保基底应力小于地基承载力。

3.结构型式选择

涵洞有多种分类方法，随分类方法的不同，涵洞可分为多种型式，如按材料可分为石涵、混凝土涵、钢筋混凝土涵、砖涵、铸铁管涵、波纹管涵等；按水力性质可分为无压力式、半压力式、有压力式、倒虹吸式；按涵顶填土可分为明涵和暗涵；按孔数可分为单孔、双孔、多孔；按构造型式可分为管涵、盖板涵、拱涵和箱涵。

不同的涵洞型式具有不同的适用情况及优缺点（见下表），涵洞型式选择应充分考虑地形、地质、水文和水力条件、经济造价、材料情况、施工条件、养护维修条件等综合因素，遵循因地制宜、就地取材、便于施工養护的原则，根据所在公路的任务、性质、等级及将来发展需要，按照安全、适用、经济、美观和有利环保的要求进行建设。

盖板涵：是山区各级公路中使用最广泛的一种型式，具有地形适应性好，构造形式

灵活，水力消减效果好，施工快速等优点。山区石料丰富，涵台、基础及进出口构造物一般为圬工结构，盖板采用钢筋混凝土预制。石盖板由于厚度较大，对石料要求高且加工时间长，仅在低等级公路小跨径涵洞中有零星使用。盖板涵常用孔径为1.0～4.0m，设计流量一般大于20m3/s，涵顶填土高度随跨径不同，变化较大，交通部颁标准图限于0.1～6.0m之间，突破此限时，一般可采取加厚盖板或提高地基承载力等方法来满足工程要求。

圆管涵：具有对基础的适应性及受力性能较好，构造简单，不需墩台，圬工数量小，造价低，且便于工厂预制，利于装配运输等特点。但是，也存在过水能力小等问题。而且施工过程中接缝的处理和防水层的设置不易保证其质量，会因为漏水问题而影响路基的稳定。一般主要用于地势平缓地段的农田灌溉及作为护管之用，山区公路由于纵坡陡峻使用不多。洞身一般为钢筋混凝土圆管，常用孔径为0.75～2.0m，设计流量一般小于10m3/s，涵顶填土高度一般在0.50～10.0m，低于此限时一般采用盖板涵或倒虹吸，高于此限时一般采用拱涵或其他型式。排泻同样的设计流量，单孔比多孔经济，多孔时不宜超过3孔。

拱涵：是我国多年来长期使用的一种结构型式，特别适用于石料丰富的地区，涵台、拱圈均可用石料砌筑，不用或少用钢材，而且结构坚固。但拱涵地基承载能力要求较高，施工工序繁多，工期长，遭受破坏后修复困难、费用高。如我国贵州、广西等地应用较多，陕西总体由于地表土厚，基岩深，地基条件不理想，使用范围较小。常用孔径为1.0～4.0m，填土高度0.5～12m。只要在恒载条件下不变形，拱涵超载潜力一般较大，但整体性差，施工工序多，工艺要求严格，施工事故及后期问题较多，大量调查发现，同等条件下，拱涵比管涵和盖板涵容易出现问题。

箱涵：箱涵是伴随我国高速公路发展起来的一种新的结构型式，多用于我国东南沿海软土地区，一般为钢筋混凝土封闭薄壁结构，整体性好，对地基承载力要求不高。常用孔径为2.0～6.0m，由于钢筋用量大、施工难度较大、造价高，所以比较适合于软弱地基或高填土路基，山区公路中较少采用。

旧涵接长：接长涵洞的结构型式一般应与旧涵保持一致，若地形条件不允许时，也可改为其他型式，但必须保持或改善原有的水流条件，保证旧涵的排泄能力不受损失。接长方式有单侧接长、双侧接长两种情况，识路基拼宽方式而定，接长边较短时，接长部分与旧涵洞身连接为整段；接长边较长时（4m以上），接长部分单独成段，与旧涵接头处设置沉降缝。

4.洞口沟床加固处理

洞口沟床加固处理是指涵洞洞口（八字墙、一字墙、跌井等）外，对两侧河沟进行浆砌片石加固的圬工工程，这是设计中往往容易忽视或不够重视的地方。其作用有：防止涵洞淤积；防止上下游过度冲刷掏空涵洞基础，影响结构稳定；消减水头，渠化水流等。做好洞口沟床加固处理对于涵洞保持整体稳定有重要作用，多年来，涵洞水毁统计资料表明，山区涵洞洞口由于受水流冲刷引起的病害较多。

洞口沟床加固处理有多种形式，应根据不同地形、地质条件、不同水力条件，遵循因地制宜、因势利导、经济节约的原则灵活设置。山区公路由于河沟陡峻，洞口沟床加固处理工程量相对较大，长度往往较长，一般情况下（河沟纵坡<10%）的铺砌长度应不小于3～4倍孔径（上游）和4～5倍孔径（下游）；河沟纵坡>10%时，则应根据地形情况加长，直至水流被安全送出，不对路基稳定构成威胁为止。陡坡涵洞出水口视地形、地质和水力条件，可采用急流槽、跌水、消力池、消力坎、人工加糙等消能设施。山区公路中由于河沟落差较大，多采用急流槽；落差较小的，多采用跌水。消力池、消力坎能在较短的距离内集中消耗能量和减缓流速。人工加糙沿程设置在一段距离内，以增加水流阻力，达到逐渐减耗能量和降低流速的目的。

此外，为了避免水流下渗至涵底，进出水口铺砌端部通常需设置0.6～1.0m的截水墙。

5.软弱地基处理

软弱地基系指主要由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其他高压缩性土层构成的地基，其主要工程特性是天然含水量高、孔隙比大、压缩性高和强度低。在陕西省主要表现为水田、池塘、湿地、山体背阴面、河沟冲积下游堆积物及湿陷性黄土等特殊性岩土，涵洞建造在这些地区时须进行处治以满足承载力要求。

软基处理原理可分为垫层置换法、挤密法、注浆法三大类。第一类属浅层处理，处理深度一般在3m以内，第二、三类属深层处理，处理深度为3m以上。原则上三类方法均可用于涵洞地基处理，但山区涵洞施工条件有限，且从工程造价考虑大多采用垫层置换法进行浅层处理。

6.施工注意事项

1）施工前应仔细阅读施工图纸，了解设计意图，同时对实际地形、地质、涵洞孔径、长度、工程数量、高程等要素进行核对，若发现设计图纸与现场情况有较大出入时，应及时通知设计调整变更，方可放样施工。

2）基坑开挖后，若发现地基承载力达不到设计要求，则需及时进行加固处理，同时做好基坑排水工作，不得长期暴露，避免暴晒或雨水浸泡而降低地基承载力。

3）涵洞洞身两侧填土应对称均衡分层夯实，其每侧长度不应小于洞身两侧填土高度的一倍，压实度不应小于96%。

4）除设置在岩石地基上的涵洞外，根据涵洞的涵底纵坡和地基土情况，应每隔4～6米设一道沉降缝；洞口与洞身，地基土变化较大，基础埋深不一以及基础填挖交界处，新旧涵接头处均应设沉降缝。沉降缝必须贯穿整个断面，并用沥青麻絮或其他具有弹性且不透水的材料填塞。

5）当采用机械填土时，须待涵洞圬工达到容许强度后，洞身两侧应用人工或小型机具对称夯填，待填方高出涵顶不小于1.0m时，再用机械填筑。

7.结束语

由于受地形、地质、水文等条件的影响，山区公路涵洞的设计是一项复杂的工作，在设计时要反复对比方案，多与实地相联系。重视作好设计前期的外业勘测工作，包括涵址断面测量、水文气象资料收集、工程地质调查、材料来源调查等；施工阶段则应首先做好施工组织计划，加强各阶段工程质量的监督管理，确保各工序均按规范规程要求进行，严格控制材料质量、施工工艺、工期流程等关键环节。此外，应加强涵洞后期的养护工作，除日常养护工作外一年中至少应做好雨季前后的两次养护，即雨季前的清理疏通和雨季后的维修加固工作。

参考文献：

[1]顾克明，等.公路桥涵设计手册（涵洞）[M].北京：人民交通出版社，1997.

[2]河北省交通规划设计院.公路小桥涵手册[M].北京：人民交通出版社，2005.

改建工程涵洞设计体会 篇4

关键词：改建工程,涵洞,设计

1 概述

涵洞主要是为渲泄地面水流 (包括小河沟) 而设置的横穿路基的小型排水构造物, 是修筑在路面下的排水构造物, 与桥的作用相同, 通常有较小的孔径, 类型也较多。按《公路工程技术标准》 (JTJ01-88) 规定:单孔标准跨径L0<5m或多孔跨径总长L<8m (圆管涵及箱涵不论管径或跨径大小、孔数多少) 均称为涵洞。

涵洞按照建筑材料通常可分为石涵、混凝土涵、钢筋混凝土涵、砖涵, 按照构造形式可分为管涵、盖板涵、拱涵、箱涵, 按照洞顶填土情况可分为明涵、暗涵。

以下结合繁昌县荻港镇境内一项公路改建工程, 谈谈路网改建工程中涵洞设计的体会。

2 涵洞型式的设计选用原则

涵洞设计应根据所在公路的使用任务、性质和将来的发展需要, 按照适用、经济、安全和美观的原则进行设计。应适当考虑农田灌溉的需要。靠近村镇、城市、铁路及水利设施的桥涵, 应结合各有关方面的要求, 适当考虑综合利用。

繁昌县荻港镇境内一项公路改建工程, 拟设计公路等级为二级公路, 设计车速60Km/h, 路基宽度15米, 路面宽度12米。该项目基本为新线, 在向当地群众进行调查, 认真搜集各项有关资料, 并听取有关部门的意见的同时, 结合外业勘测时调查的水系情况和洪水调查结果, 以及路线平纵面设计要求, 综合分析确定涵洞的类型。

3 涵洞构造型式的选择

在江淮片区路网项目的改新建工程中, 涵洞通常选用钢筋混凝土涵, 沿线涵洞主要起排水及灌溉作用, 常采用管涵或盖板涵。

钢筋混凝土涵主要应用于农业灌溉, 主要优点为:结构型式简单, 受力情况和适应基础性能良好, 造价低, 而且便于工厂批量预制;缺点:过水能力较小, 接缝处的防水构造措施复杂, 常常会因接缝处的漏水而影响路基的稳定性。

管涵一般适用于有足够填土高度的小跨径暗涵 (暗涵指洞顶填土大于50cm的涵洞, 适用于高路堤、深沟渠) , 对基础的适应性及受力性能较好, 不需墩台, 圬工数量少, 造价低。

盖板涵适用于要求过水面积较大时, 低路堤上的明涵 (指涵顶不填土的涵洞, 适用于低路堤、浅沟渠) , 或一般路堤的暗涵, 构造较简单, 维修容易。跨径较小时用石盖板, 跨径较大时用钢筋混凝土盖板。

当设计流量在10m3/s左右时, 一般宜采用圆管涵。但当路堤高度过低, 圆管涵涵顶填土高度不足时, 宜采用盖板涵 (先考虑采用暗涵, 当盖板涵顶填土高度不足时, 再考虑采用明涵) 。当设计流量在20m3/s以上时, 宜采用盖板涵。对于圆管涵, 在不至于造成淤塞的情况下, 农田灌溉用涵洞的跨径可采用0.5m, 一般涵洞跨径应不小于0.75m。

在荻港项目中, 所经路线基本为农田、小河沟等, 涵洞结构类型的选用在满足流量需要的情况下, 根据路段的实际情况, 采用造价低、施工方便的钢筋混凝土圆管涵, 水流量较大的沟渠处设置盖板涵。

4 涵洞洞口类型的选择

一般正交洞口的建筑类型有八字式、端墙式、锥坡式、直墙式、扭坡式、平头式、走廊式及流线型等。在平原微丘区的路网改造项目中, 我们常用八字式洞口建筑和端墙式洞口建筑。

八字式洞口建筑为敞开斜置, 两边翼墙墙身高度随路堤的边坡而变。适用于平坦顺直, 纵断面高差不大的河沟, 广泛用于需收纳、扩散水流处。八字墙的工作量较小, 水力性能好, 施工简单, 造价较低, 因而是最常用的洞口形式。

端墙式 (又称一字墙式) 洞口建筑为垂直涵洞纵轴线, 部分挡住路堤边坡的矮墙, 墙身高度由涵前壅水高度而定。适用于平原地区流速很小、流量不大的河沟、水渠。一字墙的构造简单, 造价低, 但是水力性能不好。

荻港项目的涵洞洞口形式按地形、水流情况, 结合其功能及路基情况而设置, 采用最常用的八字式和一字式。

5 涵洞孔径的确定

涵洞孔径大小的设计应根据当地可能发生的洪水流量大小, 河床地质、平均流速等综合考虑。涵洞孔径的大小应该满足以涵内流速不致冲刷河床或结构物、设计洪水流量, 并保证涵前壅水不致过高。一般要求涵洞长度为15m~30m时, 其孔径大小应大于1.0m。

由于荻港项目地处圩区, 雨季降水量较大, 结合周围村庄、农田对于排水的要求, 根据汇水面积、流量、沟渠性质及断面尺寸、设计流量及灌溉情况, 圆管涵孔径采用φ1.0m、φ1.5m。盖板涵采用2.0×2.0m、3.0×3.0m。

6 涵洞沿线布设

涵洞沿路线布设的位置分为以下几种:一般沿路线纵断面设置于路线的凹向竖曲线底部;跨越明显的排水沟槽处;通过农田灌溉渠处;平原区路线通过较长的低洼或泥沼地带;傍山路线暴雨时径流易集中地带;公路立体交叉等处。

依据以上布设原则, 结合路线平纵面设计要求, 对于项目K0+567处原有一道φ0.60m圆管涵, 在设计中与K0+600处圆管涵合并。另有两处沟渠水流量较大, 设置2.0×2.0m、3.0×3.0m盖板涵, 其余采用φ1.0m、φ1.5m圆管涵。

7 材料的选用

涵洞主要材料的选用也很重要, 荻港项目中的圆管涵主要材料规格:φ1.00m、φ1.5m管节为C30混凝土。螺旋形主筋及纵向钢筋为HPB300钢筋, 端墙、端墙基础、洞口翼墙、翼墙基础、洞口河床铺砌及隔水墙均采用C20片石混凝土, 管节基础及帽石采用C15混凝土。

盖板涵的主要材料规格:整体式基础盖板涵涵台台身及基础采用C25混凝土, 翼墙墙身及基础、隔水墙、洞口和洞身铺砌均采用C20片石混凝土, 块石和片石的强度分别不得低于30号, 钢筋混凝土盖板采用C30混凝土。主钢筋根据填土高度的不同采用Φ14-Φ22HRB400钢筋, 其抗拉设计强度为340Mpa。

结束语

在公路改扩建工程设计中, 涵洞设计也是一个非常重要的组成部分。为了方便施工, 一段道路上不宜设计采用多个涵洞类型。明涵或填土较少的暗涵一般选用盖板涵, 对排水量及冲淤较小的暗涵, 一般选用圆管涵。涵洞的形式、位置、规模、与附近沟渠的衔接情况等问题, 对于公路行车的安全性、舒适性、路基路面的稳定性、周边灌溉系统的畅通性等都有着非常重要的影响。因此设计中必须予以注意, 在充分考虑全局的基础上做好这些细部设计。

参考文献

[1]公路工程技术标准JTGB01-2003[S].

[2]公路桥涵设计手册-涵洞[S].北京:人民交通出版社.

涵洞设计论文 篇5

浅谈公路钢波纹管涵洞设计与施工技术

钢波纹管涵洞的特性是柔性与高强度,同时,由于其不但具有适应地基与基础变形的能力且由于轴向波纹的存在使其更具有更加强大的抵消外力的特征.造价低和设计简单以及施工快捷方便也是短波纹管涵的优点,作为新型的涵洞类型具有广泛的.应用前景.通过对铁路钢波纹管涵洞的力学性能等分析,对波纹管涵洞的设计提出了建议,同时,也对钢波纹管涵洞的施工工艺进行了论证,这更今后为钢波纹管涵洞设计提供了数据上的技术支撑.

作 者：张树军 作者单位：吉林省公路勘测设计院,吉林,长春,130021刊 名：中国科技博览英文刊名：ZHONGGUO BAOZHUANG KEJI BOLAN年，卷(期)：2010“”(10)分类号：U449关键词：公路工程 钢波纹管 涵洞 设计与施工

高速公路涵洞防水施工 篇6

关键词：公路隧道;防水排水技术;研究

1公路隧道出水、涌水概述

隧道出水类型与地层岩性、构造具有直接关系，隧道涌水与地貌、沟谷分布密切相关。其具体关系如表1、表2.

表1  隧道出水类型与地层岩性、构造

2公路隧道防水排水新技术

根据隧道出水、涌水与地形地貌关系，按照“NATM’’原理设计和施工的隧道，设在初期支护和二次衬砌之间的宽幅高分子防水板通过实现“无钉铺挂”工艺，板与板之间采用双焊缝热熔粘结技术，暗埋在初期支护喷射混凝土中的各种类型排水管，直接将地下水排人墙脚特殊PVC排水管中，通过实现“动态排水”设计思想，隧道衬砌背面大大减少了水压，无论是一般寒冷地区还是高寒地区，隧道的水害问题将得到彻底解决[1]。

3主要技术内容

3.1防水

①隧道初期支护与二次衬砌间的防水层，应选用耐老化、耐细菌腐蚀、易操作且焊接时无毒气的高分子柔性防水卷材。防水层在拱部和边墙全断面铺设，对环境要求高、不适宜排水的隧道应采用全封闭的防水衬砌结构。

②采用高分子柔性防水卷材防水层时，初期支护表面的各种突出物和二次衬砌中预埋的各种构件不能凿穿防水层，必须采用“无钉铺挂”工艺。当无法避免时，该处需作特殊的防水处理。

③隧道防水层采用在初期支护与二次衬砌之间铺设300～500m夹1～2mm高分子柔性防水卷材。土工布在施工中不但能保护防水板，而且起到毛细渗水作用。

④防水层必须符合国标（GBl2952—2003）中各项指标的要求，尽量采用宽幅高分子柔性防水卷材，幅宽5—8m为宜，以减少接缝。

⑤防水层搭接宽度≥100mm，采用自动爬焊机械双焊缝热熔粘结技术，结合部位采用真空加压检测，标准是0.2MPa压力作用下5min之内不得小于0.16MPa。

3.2排水系统

①隧道内地下水和清洗消防用水应分开排放，满足环境保护要求。

②对围岩裂隙水采用盲沟引排，主要采用各种类型排水管新材料等，可因地制宜选用。一般3～5m设一道，突出“有水则设，无水则防”的动态设计原则，通过排水管将水直接排人二次衬砌边墙脚外侧的纵向排水管中。

③分离式隧道内沿全长在二次衬砌两侧边墙脚外侧设置PVC纵向排水管，上半断面眼孔直径6～8mm，间距10cm，并用PVC排水管横向连通至中心排水沟或排水边沟，PVC管径根据水力计算确定。

④连拱隧道沿全长在中隔墙顶部两侧拱脚和边墙脚附近各设一道PVC纵向排水管，并用PVC排水管横向、竖向连通至中心排水沟或排水边沟。PVC管径根据水力计算确定。

⑤隧道内应根据公路等级在行车道边缘设置双侧或单侧排水边沟，排放清洗消防用水，中心排水沟排放地下水。边沟采用钢筋混凝土结构，中心排水沟采用上半断面打孔双壁波纹塑料管，水沟的侧面应留有足够的泄水孔。

⑥为了便于对排水管定期采用管道疏通机及时疏通，设计上在二次衬砌墙脚纵向间隔50～100m对称布设检查维修孔。排水管流出的水经检查孔由横向PVC排水管与中心排水沟管连通排出洞外。隧道内行车道边缘排水沟每50m设一处铁篦子泄水检查孔，中心排水沟每200～250m设一处沉沙检查井，并铺设钢筋混凝土盖板。这样排水系统就形成了一个便于维修、疏通、检查且“始终通畅无阻”的网络系统，确保隧道正常运营[2]。

⑦寒冷和严寒地区的隧道，最冷月平均温度在-10～-15℃时，应采用双侧保温水沟;最冷月平均温度在-15～-25℃时，应采用中心深埋保温水沟;最冷月平均温度低于-25℃时，在主洞隧道以下应采用防寒泄水洞，其埋深以行车道边缘算起大于隧址区的冻结深度为宜。隧道内应根据实际情况设置防寒环向、纵向盲沟，洞外应设暗沟、保温出水口等排水设施，使隧道内外形成一个通畅、便于维修的防寒排水系统。

4应用效益

隧道防水采用5～8m宽高分子柔性防水卷材减少接缝，通过实现“无钉铺挂”工艺。，板与板之间采用双焊缝热熔粘结技术，防水安全可靠;型排水管系列新材料造价低廉、施工工艺简单、效果理想，可确保隧道内排水系统通畅无阻。隧道采用该防排水新技术后使隧道洞内外形成一个完整、通畅、便于维修的防排水网络系统，防排水造价可降低40%以上，其他价格昂贵的各种防水剂、堵漏剂、注浆等材料仅在特殊情况下使用。

5应用技术指导

隧道施工过程中，防水采用在喷射混凝土表面先把土工布用热融衬垫贴上，然后用射钉锚固，射钉长度大于50mm，平均拱顶3～4点/，边墙2～3点/;铺设防水层时，采用手动专用熔结器热熔在衬垫上，两者粘接剥离强度不得小于防水层抗拉强度的100%;形排水管应根据地下水大小及围岩监控量测变形收敛速率，一般喷射混凝土可分2～6层达到预设厚度，每层不小于5cm。当开挖断面符合设计要求后，由于围岩裂隙水的全面流出，立即喷射第一层5cm的混凝土及时封闭围岩;随着围岩的变形，第一层喷射混凝土产生裂缝漏水，此时，凡漏水处均铺设形排水管然后用噴射厚约l～2cm混凝土包裹固定之;检查第一层喷射混凝土表面有无渗漏水现象，在有渗漏水的部位钻孔集中排水，再铺设形排水管并喷射混凝土固定之。如此类推，逐步分层、分批埋设，直至初期支护表面干燥无水，且使各形排水管与衬砌墙脚特殊PVC纵向排水管连通将水排出洞外，达到“排水通畅”的要求[3]。

6工程应用实例

我国在某高速公路施工中，对于施工中的三座中长隧道都采用了该项排水技术。该技术的应用使得隧道建成后滴水不漏，防水可靠，排水系统通畅。由于该新技术施工工艺简单，效果理想，可确保隧道内排水系统通畅无阻。以1000m隧道为例，防排水造价约100万元，采用新技术后由于施工极其方便可节约费用约20万元，隧道建成后深埋在喷射混凝土中的形排水管不需养护维修且避免和减少了二次衬砌的开裂节省约25万元。如果按100km隧道计算，估计可节省工程造价约4500万元。

结语

隧道以往仅注重堵漏，而忽视了疏导，必然造成排水不畅，导致隧道衬砌结构外围产生不同程度的水压，对围岩的稳定性影响较大，随着时间推移造成围岩的变形而隧道衬砌开裂产生渗水、漏水。通过本文分析可知，隧道初期支护喷射混凝土中采用了形排水管系列新材料，并结合可靠的防水材料和“无钉铺挂”工艺，解决了多年来困扰隧道的渗漏水难题。隧道防排水新技术的普遍应用，由于其独特的防排水功能和方便的施工特点，能确保隧道结构内部防水可靠、排水系统永久畅通，尽可能减少和消除了隧道衬砌结构外围的水压。

参考文献：

【1】董嫣.浅谈隧道防排水施工程序和施工方法[J].科技资讯，2009，（2）：115.

浅析高速公路涵洞设计 篇7

它是道路排水体系的关键内涵，尤其是在水分非常多的区域中最为关键。其在道路中占据的分量是非常多的，具体体现在项目的总数以及成本等相关的内容上。根据相关的信息分析，小桥涵工程数量约占桥涵总数的60%～70%，一般平原地区每千米约有1道～3道；山区每千米平均约有3道～5道。项目费用在总体的费用中占据大约五分之一的比例，可见它的作用之大。

2 常见的类型区分

2.1 结合建材性质来区分

(1) 砖涵。它可以在所在地区获取，不过不适合在碱比例较高的区域。

(2) 石涵。它的成本和护理的资金非常少，不用使用过多的钢材等物质，而且可以长久地使用，在石块比较多的区域中最好是将其当成首选。

(3) 混凝土涵。多用于四铰管、拱涵，少量用于圆管及小跨径的盖板涵。它不需要使用过多的钢材物质。

(4) 钢筋混凝土涵。用于管涵、盖板涵、箱涵和拱涵。其洞身非常的稳当，而且便于长久地使用，不需要花费大量的资金。它的输送等不费事，但是和上述相比其用到的钢的数量较大，而且预制活动也更加的繁琐。

(5) 其他。有木涵、瓦管涵、铸铁管涵、石灰三合土拱涵等。

2.2 结合构造的样式来区分

(1) 管涵。直径一般取0.5-1.0 m，受力情况和适应基础的性能较好，仅设置端墙，不需要墩台，因此不需要过多的圬工与成本核算。不过当路堤不高的时候，其运行会受影响。

(2) 盖板涵。盖板涵在结构形式方面有利于在低填土路基上设置，且能做成明涵。

(3) 拱涵。超载潜力比较大，而且它的砌筑工艺非常简单，应用比较的普遍。

(4) 箱涵适用于软土地基，缺点是建设活动不易开展，费用非常多，最好是不运用这种方法。

2.3 结合洞顶的土壤的类型来划分

(1) 明涵。洞顶不填土，适用于低路堤及浅沟渠处。

(2) 暗涵。洞顶填土大于50 em，适用于高路堤及深沟渠处。

2.4 结合水利性特征来区分

(1) 无压力式涵洞。入口处水深小于洞口高度，洞内水流均具有自由水面。

(2) 半压力式涵洞。人口处水深大于洞口高度，水流仅在进水口处充满洞口，而在涵洞的其他部分都具有自由水面。

(3) 压力式涵洞。人口处水深大于洞口高度，在涵洞全长的范围内都充满水流，无自由水面。

(4) 倒虹吸管。

3 使用规定

使用的时候，其会长久一受到外在的风雨等恶劣气候条件的影响，同时其自身还应该确保通行活动以及排水工作顺利开展，所以，在其使用的时候要确保具有以下的这些规定：

3.1 要有高效的泄洪水平。

要确保当遇到超严重的灾情的时候，可以有效地进行排洪工作，确保不会对道路以及附近的设施等带来负面效益。

3.2 确保强度和安稳性等符合规定。

在受到重力影响的时候，确保构件不会出现严重的位置移动以及形变等现象。以此来确保通行顺畅安稳。不但要符合此时的规定，同时还要分析道后续的活动需求。

3.3 要有非常好的持久性特征。

要确保在正常的使用时间段中运作合理。

3.4 当其合规安全性标准之后，要展示出它的低成本性特征。

要尽量使用全新的物料等，要确保建设活动成规模，进而获取非常好的效益性。

4 设计工作中要明确的详细内容

为确保合乎涵洞等运行规定，接下来具体的论述在设计时要关注的一些要素：

4.1 明确涵洞等具体方位和大小。

结合具体状态明确其实际方位，进而使用优秀的构造，通过有效地措施来明确其尺寸大小。不过我们需要认真关注的一项内容是，在高速公路中计算涵洞设计流量时一般采用1/100的设计频率，斜交角度较大时应避免采用拱涵，如果涵的长度非常长的话，最好是用大一些的涵洞，除此之外，分析其大小的时候还应该分析到后续的维护等内容，这些要素是我们在明确其形式等要关注的事项。

4.2 认真地布设钢筋。

假如其选择出现问题，两根之间的距离太近的话，就必然会发生蜂窝以及空隙等现象。而且要确保保护层有一定的厚度。假如其非常薄的话，在平时的状态中，其非常的易于出现水化现象，形成一定的物质，进而无法获取外在的保护效力，导致保护层受到影响，这时候就会使得材料出现生锈问题。

4.3

为了防止不均匀沉降及基础柔度过大而产生的影响，沿涵长方向每4m～6m设置一道沉降缝，要在缝隙地方积极的防水，这样做的目的是为了避免水对构造产生不利作用。沉降缝设置位置和数量要合理，要保证洞口段落不要太短，设置太少则易造成涵洞基础沿涵长方向柔度过大从而产生较大变形影响正常使用，当采用整体式基础时尤为明显。

4.4

基础埋置深度应符合设计规范要求，当地基承载力不足时可以通过采用整体式基础减小基底应力或者采用地基处理来提高地基承载力的方法解决。

4.5

在高速公路项目中做暗涵条件满足时尽量采用暗涵，这样可以保证行车的舒适性和安全性，当采用明涵时应设置搭板来降低桥头跳车产生的影响，有的地方也通过在涵台背4m～6m范围内填筑特殊填料来实现涵洞和路基的刚度过度。

4.6

为了防止外界环境对结构物的侵蚀，特别是在有腐蚀的环境下，可以通过加大钢筋保护层厚度或者在表面涂抹沥青等防腐材料来提高结构物的耐久性。

4.7

八字墙、翼墙、锥坡、截水墙等附属设施形式和尺寸的选择要合理，既要保证结构的安全性，又要保证结构的正常使用功能。

上文的这七点内容是在开展设计活动时，要认真关注的事项，相同的要素非常多，这就要我们在具体的活动中认真地分析。

5 分析设计的发展前景

通过分析无数的实践活动，我们明确在具体活动中，其面临的非常多的不利现象在设计的时候是能够有效的应对的。设计者在开展工作的时候认真仔细分析问题，就可以确保项目的品质合乎规定。而且要高效率的使用全新的工艺和物资，选取方案的时候还应该分析到它的成本问题。当设计时期将所有的对品质有作用的要素分析到位了。才可以确保项目的品质合乎规定。这项内容是所有的设计工作者要认真分析的。

摘要：文章重点分析了涵洞在道路中的应用, 结合怎样在具体项目中确保该项设计发挥作用的说明, 进行了适当的论述。并且介绍了在这个步骤中应该关注的一些具体内容, 目的是为了更好促进我国的道路事业的发展。

关键词：公路工程,涵洞,使用要求

参考文献

[1]孙家驷.公路小桥涵勘测设计[M].第3版, 北京:人民交通出版社.2004.

[2]刘培文.公路小桥涵设计实例[M].北京:人民交通出版社, 2004.

水利工程涵洞设计若干问题探究 篇8

涵洞作为水利工程中一个关键部分, 长时间地暴露在大自然之中, 在风、霜、雪、雨以及河流冲击的作用之下, 涵洞会逐渐出现一些问题。而且, 车辆的增加也对涵洞的安全构造和耐久性能等, 提出了越来越高的要求。

涵洞无论在任何恶劣的自然环境下, 无论在任何人为因素的作用下, 如果都还能基本保持其本身性能, 不被河流冲击坏或者出现裂隙, 那这时涵洞的安全系数才过关。涵洞的安全性数要求与性能结构要求, 都需要工程设计人员和施工人员来精准完成, 只有设计和工程各个环节都做好了, 才能确保其坚固性, 能够抵抗水流的巨大压力, 以及不断的撞击冲刷。如果涵洞的结构设计指标不达标, 就会出现走型移位和被压坏的情况, 这样就会影响涵洞的使用寿命。还有一点就是, 在设计和施工人员施工过程当中, 还要根据当时的具体地域特点, 对设计和施工进行一定的调整, 比如, 根据具体地域的降水量等方面情况, 来设计涵洞的高度和厚度, 以及涵洞的强度, 这样可以更好地让涵洞发挥作用。

2 涵洞设计施工典型实例的具体分析

涵洞的性能质量离不开设计施工, 以下我们就通过对一个涵洞工程的具体分析, 来对涵洞进行整体的认识。这个工程实例由两个部分构成, 分别为排砂设施工程、渡槽改建工程这两个部分。这个工程中涉及到的相关建筑物不仅包括涵洞与陡坡, 还有防洪堤、渠道及排砂设施等。工程具体施工地点位于某县城南部的一个干渠上, 地处河流的中游段, 涵洞横穿整个河流, 属于无压盖板涵洞, 需要完成涵洞、渠道, 陡坡和排沙设施等工程。

2.1 提高涵洞施工技术标准, 综合考虑问题

水利工程中, 对涵洞的施工材料和质量标准要求很高, 包括涵洞的储存能力等方面都不能忽视。对水利涵洞的每一个环节的工程质量都要严格把关, 这样才能保证涵洞的整体性能质量。在水利工程涵洞的施工过程中, 也要注意一下周边的环境, 涵洞施工要对环境进行保护, 水利工程的施工对周围的环境会起到调节的作用。水利工程中涵洞的施工要考虑的因素还有很多, 例如:降雨量的多少、水流量的大小, 这些对涵洞修建时选用的材料, 能起到一个科学分析的功能。施工中也要以灵活和长远的眼光来审视, 可以先对未来的水流量进行预测和评估, 以此为目标来设计, 这样可以达到提升涵洞质量和结构性能的作用, 可以说是一举两得。

2.2 涵洞的设计分析

纵坡设计:根据工程所在位置的地形和测量资料可知, 涵洞的进出口高程都有调节的余地。为了不让水流中的泥沙在涵洞中产生淤积, 涵洞的纵坡不宜过缓。断面形式及衬砌方式的选择:设计流量较小, 流速偏小, 泥沙在涵洞内会产生淤积, 所以设计采用混凝土矩形盖板涵洞比较经济和实用。涵洞长度的确定:维持河床现状不变, 在涵洞进出口端的河堤堤顶预留了2m的宽度, 最终确定涵洞总长度为311m。

2.3 涵洞的陡坡设计分析

本工程通过计算确定陡坡水平长度为85m, 总落差为8.5m, 陡坡采用矩形盖板断面形式, 底宽1.3m, 深1.1m, 边墙采用C20细粒混凝土砌卵石重力式挡土墙型式;陡坡末端接消力池, 池长12.5m, 池深1.5m, 宽1.3m, 池底板采用C20现浇混凝土, 厚0.6m, 底板末端设有齿墙, 齿墙深2.1m, 厚0.5m, 边墙采用C20现浇埋石混凝土重力式挡土墙, 墙高由1.86m渐变为3.9m。

2.4 涵洞的渠道设计分析

边坡、纵坡:根据规范要求, 渠道设计水深在<1m, 土质为夹砂卵石或砂土时, 渠道最小内边坡数取1.0, 外边坡数取1.0。本工程上开挖边坡系数≥1.25, 确定本工程设计渠道内边坡系数采用1.5, 外边坡系数采用1.5。衬砌方式采用C20细粒混凝土砌卵石衬砌;渠道采用梯形明渠, 渠道全断面采用C20细粒混凝土砌卵石作为防渗与衬砌材料, C20细粒混凝土砌卵石衬砌厚度0.3m。

3 水利工程中涵洞的应用效果分析

3.1 施工工期较短, 能够有效确保灌溉工作

本次施工的工期比较短, 采用的方法是穿河涵洞输水形式。而且, 在施工用水方面也很方便, 工程过程中可以把现在的渡槽进行输水, 用来保障灌区的用水, 这样就是在灌溉期间也可以保证正常施工, 就避免了工期需要安排在冬天的问题, 这也是施工工期为什么会缩短的原因。涵洞修建好之后, 对河流进行上下游的连接, 如果一旦发洪水, 那这条河流的干渠可以被当成防洪提, 这个工程还可以被保护。

3.2 水利工程中涵洞的应用效益分析

这次施工工程的完成, 不但可以对灌区的输水条件进行改善, 而且还可以提高下游河流的灌溉率, 具有稳定灌溉区域农业发展的作用。施工中在涵洞口上游和下游地段, 修建一个防洪堤, 这样既对涵洞的进出口进行保护, 又起到防洪的效果。

结语

以上分析了水利工程中涵洞设计的相关问题, 我们对涵洞设计有了一定的认识。水利工程在我国国民经济中占有重要的地位, 涵洞工程的施工, 是整个水利工程中一个重要部分。因此, 在水利工程中, 对涵洞的质量要求与技术施工都提出了更高的要求, 这是我们在施工过程中需要严格进行控制的。从我国现阶段来看, 水利工程中涵洞的设计施工, 还有需要改进和学习的地方。由于各方面的综合原因, 我国这方面技术与发达国家相比, 在设计施工质量上还有一定的差距。随着我国科技水平的不断提高, 改革开放的深入, 与国外先进国家交流的机会日益增多, 相信在我国水利工程中, 涵洞设计水平会有一个大幅度的提升。

摘要：水利工程是一项复杂的工程, 它由很多部分组成, 其中涵洞是整个水利工程中比较重要的部分。因为它不仅对保障水利工程的常态化运行起到很大的作用, 而且, 涵洞可以起到提升水资源利用率的功能, 对水利工程周边的居民, 农田和建筑等起到一定的保护作用。本文围绕水利工程中涵洞的相关问题进行探讨和分析, 为大家提供一定参考。

关键词：水利工程,涵洞问题,涵洞设计问题

参考文献

[1]宋海东, 吴凤娥, 管志峰.涵洞施工质量控制[J].科技致富向导, 2011.

[2]李志敏, 王晓璐.涵洞施工及质量控制[J].技术与市场, 2012.

涵洞设计论文 篇9

1.1 位置问题

目前铁路建设已经开始向山区拓展, 因而涵洞是铁路建设中所必须的结构, 而涵洞大多需要建设在山沟中, 因而该类涵洞的基础都建在软弱土层之上, 因此基础处理是山区涵洞的设计重点。在山沟中, 由于其本身的地质结构, 在其表层大多为3米左右的硬层, 而在此之下, 则基本为淤泥以及碎石, 所以在设计中就需要针对性地进行基础的换填。在进行设计前需要进行勘探, 而勘探往往仅仅只设置一个钻探孔, 因而一些工程没有清晰地了解施工地点的地质状况, 而在施工之后才发现地层下淤泥层很厚, 因而不得不专门请人变更, 不但会耗费大量的人力物力同时也是对工期的延误。另外在涵洞设计过程中, 通过无挡开挖的形式较多, 因而开挖过程中, 放坡量较大, 尤其在进行淤泥层的开挖中, 这就会严重损害施工现场附近的自然环境。

1.2 设计中所使用的材料无法适应时代发展

当前所使用的涵洞设计图集较为老套, 并且图集中所提出的做法也相对较为落后, 不适应当前的施工发展, 有些图集中甚至连材料的选择也同现在的涵洞质量要求有较大的差距。尤其在上世纪九十年代前对钢材的使用量控制较为严格, 因而在那之前的图集针对钢材的应用都有所控制, 因而在涵洞的建设中, 砼结构在外形中都较为粗大。例如, 在涵洞中, 会采用开口箍筋作为盖板涵改版, 并且间距较大, 由于这种结构的抗剪强度不足, 因而为提高其强度, 会适当的增加盖板砼的用量。大多数涵洞都会采用浆砌片石作为基础以及涵身的建设, 不但工程量大, 并且还会令基础埋深加大, 通过实际的操作看来, 工程存在明显缺陷。由于需要石料过多、挖方量相对较大, 因而会需要大量的劳动力, 对周围环境的影响也相对较大。另外施工中还会存在一些其他的因素, 例如, 工后沉降大, 并且由于后期出现的沉降缝处理不当, 治理病害困难较大等, 会直接影响涵洞的质量。

1.3 设计造型单一

由于涵洞大多建造于偏远落后的山区或者山沟中, 人烟稀少, 因而设计人员不会在意涵洞的外观设计, 这同当前的社会发展有着极大的出入。

1.4 设计中套用图集标准不一

在涵洞的施工设计中, 会套用不同的图集, 由于图集数量过多, 标准不统一, 各个设计院都各自为政没有统一的标准。在一条铁路上, 由于设计是由不同的设计院进行设计, 所以在很多地方构件之间都具有很大的差异, 另外由于图集数量过多, 所以, 即便是施工人员进行查图也具有困难, 因而会致使施工控制变得更为复杂。

1.5 沉降缝设计不当

在涵洞的施工中, 有关沉降缝的处理属于重点内容, 如何提高其防水性, 是设计人员予以重点考虑的。但是目前的设计中针对沉降缝的处理设计大多会使用沥青麻布作为防水卷材, 并且, 卷材只铺设至基础顶面下150mm, 其他部分则使用粘土进行填充。沥青麻布在施工中所不但施工困难, 在防水性上也相对较差, 能够使用的范围也相对较窄, 这些都是导致涵洞渗漏产生的重要因素。但是在涵洞内测通过涂抹水泥的方式处理沉降缝不能够有效处理病害, 由于水泥砂浆为刚性, 而涵洞沉降具有不均匀性, 因而使用水泥砂浆对沉降裂缝进行修复, 不利于病害的处理。

2 涵洞建设现状分析

2.1 缺乏预先勘探

在施工前, 很多施工队伍也有针对性的对涵洞施工现场进行深入勘探。仅仅按照施工图纸进行施工, 从而在开挖过程中, 使得工作陷入重复的淤泥挖掘工作中, 由于施工中支挡设置缺失, 使得山体的放坡量过大, 因而造成山体滑坡, 这对当地环境会造成严重影响。

2.2 不合理的施工方法

不正确的基础处理方式会直接导致涵洞的施工质量受到影响, 由于施工中对于基础的处理方式大多都采用了整体开挖的方式, 而没有考虑到顺序问题, 所以极其容易出现塌方现象, 尤其是雨后, 这直接影响了施工山体的结构稳定性。

2.3 施工标准低

在涵洞施工中, 在砌筑标准的确定中, 没有考虑实际情况, 标准过低, 不但无法控制涵洞质量, 同时也无法保证涵洞的外观。同当前的城市建筑相比, 山区铁路涵洞的建设水平仅仅相当于上世纪六十年代的建筑水平, 无论是砌筑技术还是工艺都令人感觉十分落后, 不但会耗费大量的人力物力, 在质量控制水平上也相对较差。

2.4 没有仔细处理沉降缝

沉降缝的处理属于施工中的重要环节, 若是没有仔细处理, 总是将涵洞作为过水涵洞处理, 认为漏点水无关紧要, 那么在施工后就极有可能出现难以整治的漏水, 若是漏水长期无法得到治理, 就会导致基础发生沉降, 引发多种病害。

3 设计中的改进意见

3.1 结构型式合理化

山区铁路涵洞从设计上就应当体现可持续发展以及环保的思想观念, 因而在结构选型上就应当注意采用钢筋砼结构, 从而降低片石的开采, 将对环境的破坏降至最低, 维持涵洞所处环境的可持续发展。例如, 在某山区进行涵洞的建设, 规格为长40米, 孔径3米, 高3米。若使用钢筋砼结果那么施工所产生的圬工量可以降低400立方, 并降低对山林的破坏, 而工程费仅仅只需要增加10%, 这一点费用同环境保护比较起来, 非常值得。

3.2 图集应当统一

对于铁路施工中有关山区涵洞的施工图集应当由设计院进行统一定型, 国家针对此类图集应当制定出统一的标准, 由有关单位进行图集修订, 从而改变当前各个设计院自行确定设计的现象, 通过标准的统一, 令涵洞的施工设计同当前社会生产力相适应, 更好地推动铁路建设事业的发展, 同时也便于施工单位查阅, 在施工过程中, 相关工作人员也更好的掌握图纸内容, 而设计单位在进行图集的套用时也能够更加便捷。

3.3 设计要与现代社会要求同步

目前山区涵洞多采用浆砌片石, 目的是利用当地资源和劳动力。这种想法是不错, 但现实是现在大部分青壮年和有一定技术的人员都到城市务工去了, 在家的大部分是中年妇女, 施工中要找到相当数量、有一定技术的砌石工人很难, 导致施工质量不高, 大量的片石开采对当地环境保护也是一个较大的压力。新的定型图集还应改善涵洞的外观, 增加富于变化的外观型式, 特别是具有民族物色的外观造型, 应按地域、民族分门别类地汇总。

3.4 设计时应对涵洞的选址进行多方案比较

尽量避开山谷冲沟软弱地带。设计单位应在充分勘测的基础上弄清地质特征, 应在保证涵洞行人、排水方便的情况下尽可能将涵洞移向山体, 避开冲沟。涵洞移向山体虽然会增加顺路顺沟的工程量, 但是能减少涵洞长度, 减少淤泥开挖及外援量, 可以减少总费用, 而且能极大地方便涵洞的施工。

3.5 涵洞基础的设计应朝浅埋柔性基础方向发展低配筋率

大量采用厚大钢性基础的设计思想是过去钢铁产量低, 国家对钢材控制的要求, 现在钢材产量大, 价格也不高, 在国家鼓励提高钢材用量的现状下, 我们应该多采用性能比石材优越的钢材。浅埋柔性基础对钢材需用量较大, 但对减少土方开挖量, 减小环境破坏, 减小圬工砌筑量, 降低劳动强度, 提高社会化作业有较大优势, 因此山区有软弱下卧层地方的涵洞基础朝浅埋柔性基础方向发展是较合理的。

3.6 防水材料的改进

柔性卷材是当前处理沉降缝的主要材料, 并且防水效果可靠。相比较传统的刚性水泥填缝以及沥青麻布处理的方式, 采用柔性卷材进行沉降缝的防水处理效果更佳。

4 结束语

通过从设计上进行改进可以将铁路建设过程中所遇到的涵洞问题予以解决, 尤其针对当前山区铁路建设中涵洞施工困难问题以及环保问题等具有积极作用。

参考文献

[1]魏磊, 杜合军.铁路涵洞设计中的注意事项分析[J]城市建设理论研究, 2014.

[2]田家升.山区山区铁路涵洞设计与施工的几个问题与解决方法[J].西部探矿工程, 2004.

涵洞设计论文 篇10

1、涵洞的合理定位

首先, 我们需要认真的摸清公路所经过的河流、地形及线路的平纵横设计、路基的排水以及当地的地质状况等问题;其次, 我们还要确保河流的原始状态、斜度要与沟渠方向相同, 并保障涵洞施工的正交布置, 进而利于洪水的泄洪及减少涡流的现象。再次, 要充分做好路基排水设计工作。通常, 路基排水基本都引到路基之外, 因此在影响路基的稳定性以及出现边沟淤塞状况下, 可通过改沟合并的方式来降低涵洞设置的数量, 进而也能够有效的降低工程预算。最后, 要根据项目地的地形及路线来进行平纵设计。

2、涵洞类型的选择

1) 按照建材性质

(1) 砖涵。主要在项目所在地进行采购, 但在碱性比例较高的区域不适合采用。

(2) 石涵。具有成本低、后期维护少、寿命长的特点, 通常在在石块比较多地区可以优先选用。

(3) 混凝土涵。通常应用于四铰管、拱涵, 也会用于圆管及小跨径的盖板涵。

(4) 钢筋混凝土涵。具有质量高、寿命长、造价相对较高的特点, 主要应用于管涵、盖板涵、箱涵和拱涵等。

2) 结合构造的样式

(1) 管涵。管涵直径主要在0.5-1.0m, 并且受力情况非常的好, 不需要设置墩台, 所以造价成本也不高。

(2) 盖板涵。该结构形式实用于设置在低填土路基, 而且也可以改造成明涵。

(3) 拱涵。拱涵的超载能力强, 并且做工简单, 应用十分普遍。

(4) 箱涵。该结构方式主要适用于软土地基, 实际应用过程中应用较少。

3) 涵洞类型

(1) 明涵, 在洞顶上不需进行填土, 所以该类型的涵洞主要应用于低路堤及浅沟渠处;

(2) 暗涵。在洞顶需要填土掩埋, 通常应用于高路堤和深沟渠处的地方。

二、公路涵洞的设计与分析

1、涵位设计

1) 通常, 在水流湍急的区域, 为避免水流的冲刷, 在涵洞设计时需要顺沟进行设置, 而在水流平缓、河沟较浅, 则可以适当的进行改沟设置;并且对于涵洞的位置, 我们要尽量避免安排在可能错动的断层、滑坡等不良区域, 如果不可避免就尽量选择在地质稳定或者岩层较完整的区域路段, 确保涵洞设计的整体质量。

2) 在纵面布置设计中, 主要需要根据涵底的高程和纵坡的实际情况, 如果地形相对较陡时, 则可适当的进行开挖进水口达到降低涵底纵坡, 缩短涵长的作用。并且合理利用地形条件, 保障涵洞结构的稳定性。

3) 在涵洞洞口设计中, 一定要确保涵洞的进出口与自然沟的水流的平稳顺接通畅, 进而保障涵洞洞口路基以及涵身的稳定性。

2、高填土涵洞的设计

由于高填土涵洞的主要受力来源于填土的压力, 并且其对地基承载力的要求也相对较高, 所以在设计过程中需要注意以下几点:

1) 在盖板两侧约0.3米的宽度范围内做箍筋处理, 一般箍筋的间距保持0.2米左右, 在加密段可以保持间距为0.1米。

2) 在端部的斜板处可以利用扇形布筋的方式, 把主筋与分布钢筋与中板相同, 在靠近中板侧的位置设置箍筋。

3) 在进行台身设计过程中, 为避免台身的开裂情况, 需要合理的增加钢筋数量以及设置防裂钢筋网等措施。

3、深挖涵洞的设计

1) 按照八字墙的形式来设置进出口是应用最普通的方式, 通常, 其张角为30°, 水力条件好, 不过对于那些平时不流水的涵洞来讲, 八字墙的张角可以根据沟形的宽窄程度来合理的设置选用。

2) 对于急流坡的进口设计过程中, 需要注意进口处护坡的形式, 确保与护坡的坡度相一致。

3) 对于跌水井的设计过程中, 跌水井上口要做好防护, 避免出现堵死的情况。

4、明箱涵设计

在设计过程中主要注意涵顶纵横坡和路面纵横坡的衔接问题, 并且涵底纵坡处因流水影响, 只能单向设置而与路面“人”字横坡不吻合的问题。同时对于明箱涵设置搭板而需在涵侧墙设置距离箱涵顶高度不同的楔形牛腿, 设计时参数较多, 施工复杂。因此在施工初期阶段我们要尽量避免采用明箱涵。

四、公路涵洞施工设计中需要注意的事项

1、详细了解涵洞的具体方位和大小

首先, 我们要根据实际情况了解涵洞的实际方位, 进而采用科学合理的构造, 并通过合理对策来设置其尺寸大小。但是在进行高速公路涵洞设计过程中, 计算涵洞设计流量时主要采用1/100的设计频率, 当斜交角度较大时, 需要避免采用拱涵。

2、涵洞基底埋深

涵洞主要为浅埋扩大基础, 按照《公路桥涵地基与基础设计规范》, 对没有深埋要求的浅埋基础中, 采用不低于1米的埋深, 如因冲刷影响, 那就需要把埋深设置在冲刷线下1米以上。

3、涵洞基底处理

在涵洞基础底部计算承载力小于持力层的承载力时, 我们需要对涵洞基底持力层进行处理。通常, 主要采用基底换填的方法, 其换填深度计算主要根据《公路桥涵地基与基础设计规范》的规定, 换填深度在0.5~3米之间。

4、涵洞台背回填处理

在涵洞设计时要合理设置搭板和桥台台背的回填。对于明涵设计时主要需要考虑跟桥梁一样设置搭板并做台背回填, 而暗涵设计就不需要考虑设置搭板问题, 但由于暗涵涵洞的周边路基的压实度不好把握, 因此, 可以采用台背回填的方法来提升路基压实度的方法。

五、结语

综上所述, 涵洞作为路桥建设中重要组成部分之一, 其设计工作也是路桥设计中不可忽视的一部分, 涵洞设计的好坏直接对公路工程整体质量有着重要影响。因此, 我们需要认真做好公路工程勘查和设计工作, 进而有效的提高涵洞设计施工的质量, 保障公路建设的整体质量。

参考文献

[1]《公路桥涵地基与基础设计规范》 (JTG D63-2007)

[2]《公路桥涵施工技术规范》 (JTG/T F50-2011)

[3]刘培文.公路小桥涵设计示例[M].北京:人民交通出版社, 2005

[4]孙家驷.公路小桥涵勘测设计第三版[M].北京:人民交通出版社, 2007

关于对公路桥梁涵洞施工的思考 篇11

关键词 公路桥梁 涵洞 钢筋混凝土管 施工

涵洞按照建筑材料可分为砖涵、石涵、混凝土涵、钢筋混凝土涵，按照构造形式可分为管涵、盖板涵、拱涵、箱涵，按照洞顶填土情况可分为明涵、暗涵等。本文将以钢筋混凝土管涵为例对涵洞的施工进行分析。

一、钢筋渴凝土管的预制

钢筋混凝土管应在工厂预制。新线施工时，可在适当地点设置混凝土圆管预制厂。预制钢筋混凝土圆管宜采用震动制管器法、离心法、悬辊法等。

1.震动制管器法。震动制管器是由可拆装的钢外模与附有震动器的钢内模组成。外模由两片厚约为5 mm 的钢板半圆筒（直径0.2 m时为3片）拼制，半圆筒用带楔的销栓连接。内模为一整圆筒，下口直径较上口直径稍小，以便取出内模。

用震动制管器制管，可在铺放水泥纸袋的地坪上施工。模板与混凝土接触的表面上应涂润滑剂（如废机油等）。钢筋笼放在内外模间固定后，先震动10 s左右使模型密贴地坪，以防漏浆。每节涵管分5层灌注，每层灌好铲平后开动震动器，震至混凝土冒浆为止，再灌次1层，最后1层震动冒浆后，抹平顶面，冒浆后2 min-3 min即关闭震动器。固定销在灌注中逐渐抽出，先抽下边，后抽上边。停震抹平后，用链滑车吊起内模。起吊时应垂直，刚吊起时应辅以震动（震动2次～3次，每次1 s左右），使内膜与很凝土脱离。内膜吊起20 cm，即不得再震动。外模在灌注5 min～10 min后拆开，如不及时拆开须至初凝后才能再拆。拆开后混凝土表面缺陷应及时修整。

2.离心法。离心制管法是通过高速旋转的钢模，把离心力传递给灌注于钢模内部的混凝土拌和物，使其均匀地分布在管模的内壁上，多余的水分被离心力甩出，混凝土逐渐干硬密实。当钢模型旋转产生的单位离心力达到5 N/cm2～15 N/cm2时，即可制成密实的混凝土管。

离心法制管的主要设备有离心制管机、喂料机、不同孔径的钢模型和各种吊装设备。离心制管机由电动机、传动轴、主动袖、被动轴、机轮、机架等组成。电机应采用电磁调速异步电机，以保证钢模转速由慢逐渐加快以达到设计转速。喂料机是将混凝土拌和物均匀地输送至钢模内的大要设备。喂料机由机架、行走机构、料斗、皮带运输机、升降机构、进退机构等组成。离心法制管所用钢模是由模皮、环向带、纵向边板、挡圈（大头）、紧固丝杆等组成。

钢模由两片半圆形模皮用螺栓连接。模皮两端套上档圈，用紧固丝杆固定即组装成形。管成形后，拆去紧固丝杆和挡圈，可将混凝土管从模内顶出。

当钢模安装完后，可按如下程序进行操作：（1）将钢模吊放到离心制管机的机轮上，此时钢模的档围应压在机轮上。（2）开动电机，通过皮带传动使机轮转动，机轮和钢模的挡圈由于摩擦作用而带动钢模旋转，转速由慢逐渐加快，直至达到设计转速。（3）开动安装在制管机一侧钢轨上的喂料机。喂料皮带运输机应对准钢模中心，可利用喂料机行走机构和升降机构进行调节。当位置调好后，即可开动皮带运输机的驱动机构和进退机构，使皮带运输机伸进钢模，从钢模一端向另一端徐徐喂料，投放混凝土拌和料的数量可由边圈控制。（4）喂料完毕，钢模继续旋转，直至形成密实的管壁。（5）减速，关闭电机。（6）吊运管模，养生、脱模。离心法制管应使用塑性混凝土，水灰比为0.4～0.6，因此当钢模高速旋转时，从拌和物中有游离水排出，导致制管场地泥浆飞溅，极不清洁，加之噪声大，制管效率低（每制1节管约需40 min）并需用大量的钢模，因此离心法目前已逐步为悬辊法、立式挤压法所代替。

3.悬辊法。悬辊制管法是利用悬辊制管机的悬辊，带动套在悬辊上的钢模一起转动，再利用钢模旋转时产生的离心力，使投入钢模内的混凝土拌和物均匀地附着在钢模的内壁上。随着投料量的增加，混凝土管壁逐渐增厚，当超过模口时，模口使离开悬辊，此时管内壁混凝土便与旋转的悬辊直接接触。钢模依靠悬辐与混凝土之间的摩擦力继续旋转，同时悬辊又对管壁混凝土进行反复辊压，促使管壁混凝土能在较短时间内达到要求的密实度和获得光洁的内表面。

悬辊法制管需用主要设备为悬辊制管机、钢模和吊装设备。悬辊制管机由机架、传动变速机构、悬辊、门架、料斗、喂料机等组成。离心法所用钢模可用于悬辊法。离心法钢模的挡圈需用铸钢制造。成本高，悬辊法钢模型挡圈除可用铸钢制作外，可采用厚钢板焊接加工制造。

二、管节的运输与装卸

1.管节的运输。管节混凝土的强度应达到设计标号的70%，并经检查符合圆管成品质量标准的规定时，管节才允许装运。管节的装卸可根据工地条件使用各种起重机械或小型机械化工具，如滑车、镀滑车等。没有起重设备时，亦可用人力装卸。管节在装卸和运输过程中，应小心谨慎，勿使管节碰撞破坏。严禁由汽车内直接将管节抛下，以免造成管节破裂。为了减轻震动时的冲击影响，在运输时，宜在汽车上铺稻草、木垫板或者用圆木或方木将管节固定。

2.管节的安装。管节安装可根据地形及设备条件采用下列各种办法：（1）滚木安装法。先将管节沿基础滚至安装位置前1m处，旋转90度，使与涵管方向一致。把薄铁板放在管节前的基础上，摆上圆滚木6根，在管节两端放入半圆形承托木架，以杉木杆插入管内，用力将前端插起，垫入圆滚水，再滚动管节至安装位置，将管节侧向推开，取出滚木及铁板，再滚回来并以撬棍（用硬木护木承垫）仔细调整。（2）压绳下管法。当涵洞基坑较深，需沿基坑边坡侧向将管滚入基坑可采用压绳下管法。

压绳下管法是侧向下管的方法之一。下管前，应在涵管基坑外3 m～5 m处埋设木桩，木桩桩径不小于25 cm，长2.5 m，埋深最小1 m。桩为缠绳用。在管两端各套一很长绳，绳一端紧固于桩上，另一端在桩上缠两圈后，绳端分别用两组人或两盘绞车拉紧。下管时由专人指挥，两端徐徐松绳，管子渐渐由边坡滚入基坑内。大绳用优质麻制成，直径50 mm，绳长应满足下管要求。下管前应检查管子质量及绳扣是否牢固，下管时基坑内严禁站人。管节滚入基坑后，再用滚动安装法或滚木安装法将管节准确安装于设计位置。

（3）吊车安装。使用汽车或履带吊车安装管节甚为方便，但一般零星工点，机械台班利用率不高，宜在工作量集中的工点使用。

为了加快工程进度，保证管节安装就位，用吊车安装时可采用特殊吊钩，吊钩由支柱1和横梁2组成，支柱和横梁均用外径102 mm和管壁厚7 mm的钢管制成，套钩3用3号钢制成，厚20 mm，嵌入支柱1终端的槽内并焊上。套钧4厚10 mm，装在横梁2的套筒上，也同样用电焊焊上。支柱1的两端挂着链条和钩子5。

用吊车起吊管节时，将横梁2穿进管节，然后把套钩4挂在钩子5上，管节用吊车吊起并安装在涵管的基础上。在管节准确安装就位后，将钩子5与套钩4脱离并把横梁2取出。管节间的缝隙应小于1 cm。

三、钢筋混凝土管涵施工注意事项

穿堤涵洞设计中应注意的几个问题 篇12

从设计角度讲, 穿堤涵洞设计在满足过水需要和结构稳定安全的情况下, 需考虑技术经济最优。但在工程实践中, 还应考虑工程施工、运行管理、后期维护等方面的要求。所以涵洞的设计不仅要考虑满足过水、安全、经济等因素, 还应综合考虑方便施工和运行管理。本文提出穿堤涵洞设计中应注意的这几个方面问题。

1 涵洞位置和形式的选择

根据工程规划需求, 结合水文、地质、地形等资料, 选择进、出水流平顺、地基条件较好的位置修建穿堤涵洞。在满足引水或排水的前提下, 尽量避免涵洞基础坐落在老河槽、淤泥地层和粉细砂地基上, 减少地基处理成本和施工期降排水费用, 利于建成后的运行安全。

涵洞按结构形式可分为:圆管涵、拱涵、盖板涵和钢筋混凝土箱涵等。圆管涵和拱涵过水条件较好, 相同过水条件下所需结构断面较小。由于预制圆管涵仅适用于小流量涵洞, 拱涵模板制作复杂、施工工艺要求较高, 盖板涵工艺较落后且盖板防渗差, 现在流量较大的涵洞一般多采用钢筋混凝土箱涵。箱涵不仅整体稳定性好、分缝防渗处理容易, 而且施工相对方便。以下仅讨论钢筋混凝土箱涵设计方面内容。

2 涵洞断面尺寸的确定

涵洞过水断面尺寸主要是根据涵洞的设计流量来确定。按规划的设计灌溉、排水流量条件, 取用不同进、出口设计水位组合, 经综合分析确定涵洞过水断面尺寸。在确定涵洞断面尺寸时应注意以下几个问题:

洞内流态平顺, 避免洞内产生半有压流。首先初拟涵洞过水断面, 通过水力计算验证拟定尺寸是否合理, 尽量避免在各种运行工况下洞内出现半有压流态而引起气蚀和震动。

洞内流速适宜。尽量选用经济流速, 保证过洞流速不冲不淤。洞内流速过小容易造成洞内淤积且不经济。洞内流速过大易造成局部冲刷, 增加出口消能防冲投资。

箱涵矩形断面应注意避免单孔的宽高比倒置。适宜的单孔宽高比为1∶1.2~1∶1.5, 结构刚度相对较大, 可减少结构截面尺寸和配筋量。在设计小型涵洞断面尺寸时, 要注意拟定的涵洞高度尽量满足管理人员进洞检查维修。

3 涵洞高程和长度的确定

涵底高程尽量与涵洞进、出口的河渠底高程一致。避免涵底高程较低而形成闸前和洞内淤积、涵底高程较高而造成过流能力不足等问题。洞身长度拟定应尽量与堤防断面相适宜。避免洞身过长造成浪费, 洞身过短进、出口挡土墙和两岸翼墙过高等问题。某涵洞工程纵向布置实例如图1。

4 涵洞分缝设置

由于钢筋混凝土涵洞结构自身需要设伸缩缝, 加上涵洞地基的不均匀沉降需要设置沉降缝, 两种分缝可合并设置。涵洞分节时, 除进、出口段外, 其余各节长度应尽量一致。既要避免分节过多, 增加分缝防渗处理费用;又要避免分节过少, 洞身太长, 引起环向裂缝和各节之间不均匀沉降差较大等问题。在实际工程中涵洞每节的长度8~12m为宜。

堤身填土最大断面处尽量不设沉降缝, 避免洞身以上荷载不均匀造成沉降缝拉裂。

涵洞沉降缝保护非常必要, 因为涵洞分段后无法传递地基变形引起的应力, 分缝处设置止水措施, 结构相对比较薄弱, 因此应设置钢筋混凝土包箍进行保护。既可防止地基不均匀沉降时破坏止水, 又能平顺传递地基纵向变形应力。包箍的形式通常采用矩形钢筋混凝土结构, 包围在沉降缝四周, 如图2。

5 涵洞的结构设计

结构设计主要是确定涵洞结构尺寸和各部位钢筋配置, 保证结构抗弯、抗拉、抗裂强度安全。在结构设计时应注意以下问题:

结构尺寸拟定要满足施工要求。因涵洞四周洞壁均双向受力, 所以洞壁为双面配筋。结构厚度的拟定要考虑扣除两侧钢筋混凝土保护层和四层钢筋厚度后, 中间能方便振捣器插入振捣的操作宽度, 以保证混凝土的浇筑质量。

选择合适的配筋率。配筋率过大说明结构尺寸偏小, 技术经济不合理;配筋率偏小说明结构尺寸偏大。

洞身结构纵向计算。在结构设计时, 有的设计人员往往仅计算涵洞横断面结构和钢筋配筋量, 而未进行洞身纵向计算分析, 纵向仅设构造配筋。在实际运用中往往出现涵洞环向裂缝, 说明纵向强度和配筋不足。因此, 应根据纵向计算选择纵向配筋, 或根据选定的纵向配筋进行洞身纵向结构抗裂验算, 以保证其结构尺寸和钢筋配置满足纵向抗弯、抗裂要求。可将涵洞横断面简化为工字形截面的纵向弹性地基梁进行纵向结构分析。也可进一步按截面积和截面惯性矩等代的原则将工字形截面转化为矩形截面进行分析。以一单孔涵洞横断面为例的简化示意图如图3。

6 涵洞设计应方便运行管理

出口闸门段的设计。在大的工程规划中, 如遇多个形式类似的涵闸, 出口段的闸门槽设计可保持形式一致, 选用统一的闸门型式。减少施工时的模板制作费用, 方便今后的运行维护、更换和采购。

启闭机台栈桥的设计。有的设计未布置堤顶至启闭机台的栈桥, 仅采用活动爬梯的方式。基层管护人员在运行或检修时, 需通过爬梯上启闭机台, 运行管理十分不便。特别是汛期狂风暴雨时, 使用爬梯上下启闭机台不安全。所以, 设计启闭机台时最好增加与堤顶连接的栈桥设计内容, 保障管理运行人员操作方便和安全。

参考文献

[1]SL191-2008, 水工混凝土结构设计规范[S].

[2]SL265-2001, 水闸设计规范[S].