咨询热线:17736920826

行业新闻

山区公路涵洞是怎么设计的?

本站     2022-5-17 9:47:48    

吕锦绒

陕西恒万达交通科技发展有限公司西安710065

摘要:陕西省地形崎岖不平,地貌主要以高原、山地为主,平原面积较小,山地总面积,占全省土地总面积的36%,高原占总面积的45%,平原占总面积的19%,由北向南地形依次是黄土高原—渭河谷地—秦岭山地—汉江谷地。在今天的山区公路建设中,工期与工程造价是影响的主要因素,而山区道路中涵洞数量多,所占投资比例大,故使我们对其设计要求也越来越高,既要保证涵洞的使用寿命、路基的安全稳定,又要降低施工难度,减少施工难度。

关键词:山区;公路涵洞;设计

引言:山区涵洞是山区公路建设重要组成部分,是排水工程不可缺少的,故山区涵洞的设置是否合理,是否能够满足排水要求,对保障公路畅通运行起着重要作用。

一、山区公路涵洞的布设原则

雨季山洪流量大,来势凶猛,有时能把整个涵洞冲垮、洞身坍塌、堵塞,造成排水拥堵,危及路基稳定性,给交通运输造成严重损失。造成这种情况的主要原因就是前期设计没有充分考虑到山区地形与气候的复杂性。要使涵洞设置的经济、合理,必须对沿线地形、地质、水文等情况进行充分的勘查,考虑因地制宜、经济合理等方面的因素。故总结山区涵洞的一般布设原则如下:

1.山岭地区一般应一沟一涵,间距应不大于300m。在降雨量大或者暴雨集中且山坡植被很稀疏的地区,河沟均不宜合并设涵。当汇水区很小,两河沟相距很近,又具备沟通的条件下,通过技术经济比较,可合并设涵,但应注意开挖排水沟或加深加宽边沟,做好防护工程。

2.涵洞的设置应尽量符合水流方向,不宜为减短涵长强行正交。当流速或流量较大,或窄深河沟两岸横向坡度较大、河沟水流方向与路线不垂直时,宜将涵洞斜交布设,其斜度不宜大于45°。

3.在截水沟排水出口处应布设涵洞,以免水顺边沟流经距离过长而冲刷路面和路基。

4.路线的转角大于90°,曲线半径较小,弯道前的纵坡大于4%,且坡长在200米内又无其他涵洞时,在弯道地点附近应布设涵洞。

5.路线由陡坡(≥5%)段过渡到缓坡(≤3%)段,在此200米内又无其他涵洞时,在变坡点附近应布设涵洞。

6.沿溪线涵洞的布设,应考虑上游洞口水流方向,下游洞口应不危及农田和村镇。

7.路线跨越弯曲的河道时,可进行截弯取直,使水流畅通。如果条件允许,应尽量采用正交,以缩短涵长,减少工程量,应注意出水口不冲刷农田或路基边坡,为防止冲刷,应修建出口附属排水工程。

二、山区公路涵洞材料的选用

涵洞的筑路材料应因地制宜,尽可能选用当地较为普遍、运距短、性能好的材料。如秦巴山区以岩石为主,应尽量选择浆砌片石、块石,同一项目,尽可能选择材料前后相同,若种类较多,则给施工带来不便。

三、山区公路涵洞的基础

涵洞基础,在无冲刷处(岩石地基除外),应设在地面或河床底以下埋深不小于1.0m处;如有冲刷,基底埋深应在局部冲刷线以下不小于1.0m;如河床上有铺砌层时,基础底面宜设置在铺砌层顶面以下不小于1.0m。

涵洞的地基承载力应大于计算得出的基底应力。采用以下几种措施,当实际地基承载力不满足要求时,可根据实际情况采取相应的措施,以确保基础满足设计要求。

1.当满足承载力的土层埋深不深时,可以加高台身,将基础放在满足地基承载力的土层上;

2.当台身较高时,可以将基础做成扩大基础,增大基础的受力面积,以减小基底应力,

3.当土质不均匀时,为防止不均匀沉降和局部破坏,或者因涵洞跨径较小,基础相距较近,为了便于施工,可以将涵洞的分离式基础做成整体式,

4.当地基承载力不满足设计要求时,还可以采用换填地基土、打桩、挤密压实等方法提高地基本身的承载力,以满足设计地基承载力的要求。

四、山区公路涵洞进出口设计

1.进水口的设计

⑴因山区地质较好,洞口只需一般的加固处理,洞口形式一般采用八字墙或锥坡洞口,这两种形式水利条件较好,在使用上差别不大,都具有工程量小,施工简单、经济的特点,因而设计中普遍采用。但是,在山区石料丰富的条件下,八字墙较锥坡更为经济,更适合山区。

⑵当上游河沟纵坡为10%~30%时,除岩石沟槽外,涵洞进口需设置急流槽,沟槽侧向边坡以及路基边沟均须采取人工铺砌加固,以改善水流环境,加固类型由水流流速确定,由于涵前纵坡较大,所以涵前应设置一段缓坡,其距离约为涵洞孔径的1倍~2倍,以减少水流对涵洞的冲刷。

⑶当上游河沟纵坡≥30%时,水流流速很大,在洞口前产生较大水流冲击,根据地质情况,进水口处需做处理,例如急流坡、跌水井以减缓流速,削弱水能的冲击,上游沟槽开挖槽底纵坡一般采用1:1~1:1.5,以保证山体稳定,除岩石外沟槽均需根据土质情况铺砌加固,两侧沟槽和槽底厚度一般采用20cm~40cm,

槽宽与涵洞孔径保持一致。为保证急流槽的稳定,槽底每隔1.5m~2.0m设防滑墙一道,必要时槽底进行拉毛处理。

2.出水口的设计

⑴当涵洞位于纵坡小于5%的天然河沟之上,水流较缓,只需进行一般的铺砌加固即可,洞口一般采用八字墙、锥坡形式。

⑵当涵洞位于纵坡5%~10%的天然河沟之上时,涵洞出口由冲变淤,可设计一级、二级或三级跳坎,可以有效的防止出水口的淤积,跳坎可以用块石或混凝土预制块砌筑。

⑶当涵洞位于纵坡15%的天然河沟之上时,成为陡坡涵洞。由于水流来势凶猛,致使涵洞出水口发生水毁较多,其原因主要是设计、施工中设置的洞口构造物不完整或不合适,所以应根据地形、地质、水力条件设置急流槽、消力坎、消力池和人工加糙等工程技术措施,使排水通畅。

通过以上的分析和探讨可知,山区公路涵洞的设置一定要根据山区公路所处的地形、地貌、气候等特点,因地制宜、合理规划、精心设计。只有这样才能使山区涵洞不会因为自然因素或设计失误而造成坍塌、毁坏,施工时应严格按照图纸及规范要求实施,确保山区涵洞真正发挥其应有的作用。


更多相关信息 还可关注中铁城际公众号矩阵 扫一扫下方二维码即可关注