公路涵洞设计的几个问题

浅述公路涵洞设计的几个问题

【摘要】本文简述了公路涵洞的类型、型式选择、功能等一些基本常识的同时，对一般公路涵洞的设计及设置方法提出了自己的观点，以期望与各位同行共同探讨。

【关键词】公路；涵洞；设计

0 前言

涵洞是公路排水构造物的重要组成部分之一。在公路跨越沟谷、河流、人工渠道以及排除路基内侧边沟水流时，常常需要修建各种横向排水构筑物，以及沟谷、河流、人工渠道穿过路基，使路基连续，确保路基不受水流冲刷或侵袭，从而达到路基稳定的目的。涵洞数量多、分布广、平均每公里有3～5道，是公路的的重要结构物之一。此外，小桥涵设计是否合理直接影响到工程的进度质量和造价，关系到公路营运效率和安全，是涉及沿线农田水利、居民生产生活以及道路景观的重大问题。

1 涵洞的设置是根据地形、地质和水文情况确定的，其具体原则如下

1.1 满足公路排水的需要

涵洞是路基排水的主要设施之一，边沟排水最终要通过涵洞引离路基范围。涵洞间距、进出口标高应与边沟结合，同时注意与周围河沟的衔接与协调。在附近没有自然沟渠的情况下，必要时应设置供公路自身排水的的涵洞，配合配套的线外工程，将水排出路基，但要注意不要对周边环境及居民造成危害。

1.2 衔接排水及灌溉沟渠

公路的修建不可避免地会对沿线周边排水及灌溉系统产生影响。为了保证沿线沟渠的安全与畅通，必须对沿线的地形地貌、水文、水利设施及农田分布进行详细的调查。

1.3 考虑非排水因素

为对线路跨越的重要管道、光缆、电缆等进行保护，一般也设置简易涵洞。

2 涵洞布设应注意事项

2.1 涵洞内经或净高不小于0.75m；涵洞长度大于15m但小于30m 时，其内径或净高不宜小于1.0m；涵洞长度大于30m且小于60m，其内径或净高不宜小于1.25m；涵洞长度大于60m时，其内径或净高不宜小于1.5m。当旧路改建、拓宽时，如原涵洞状态良好，其孔径和长度可视具体情况而定。

2.2 涵洞出入口处应设端墙或翼墙，其样式和尺寸应使涵洞具有相应的过水能力和保证涵洞处路堤的稳定。端墙或翼墙与洞身应设缝隔开，缝内填以不透水材料。

2.3 高速公路、一级公路、二级公路路堤与涵洞连接处应设置过渡段，过渡段长度宜按2～3倍路基填土高度确定。

2.4 当河沟纵坡≤3%，且涵长≤15m时，涵洞基底可水平设置，涵底铺砌纵坡可采用1%～3%。当河沟纵坡>3%，但≤6%时，涵底铺砌可采用与天然河沟相同的纵坡。涵洞基础底面当河沟纵坡较小时，可设置为平置式；河沟纵坡较大时，可设置为斜置式。

3 涵洞设计

3.1 设计要点涵洞的孔径（涵洞过水截面上的最大水平尺寸）根据通过水流的流量和流速确定。影响流量和流速的主要因素是暴雨强度、覆盖面积和持续时间。因此，涵洞孔径一般是根据50年内可能出现的最大洪水流量而确定的。

涵洞的孔数是根据流量和水位确定的。涵洞一般采用单孔或双孔，很少超过四孔，在流量稳定的河沟可设置多孔。一些地质水文条件复杂的沟谷，当采取治沟措施不经济或采用涵洞不能保证水流畅通时，可采用桥梁跨越。

涵洞走向应尽量与路、堤正交，并与原水道流向一致，以缩短洞身长度和使水流顺畅衔接。洞底高程应等于或接近原水道底部高程。纵坡应等于或稍大于原水道的底坡。

3.2 涵洞设计程序

3.2.1 外业调查

主要内容是确定涵洞主体及进出口位置、涵底坡度、周围地貌、地质情况等。涵底标高根据进出口位置确定，需要注意的是确定涵底标高还要考虑沟渠的清淤问题，涵底标高确定的合适与否直接关系到涵洞功能是否可以正常发挥。

3.2.2 涵洞形式的选择

（1）拱涵的洞身由拱圈、边墙和基础组成，一般用砖、石和混凝土建造。拱涵需有较高的路基和坚实的地基。在石料丰富，地质良好和流量较大的地区，涵式选择上应优先选用拱涵，其次在交通

用涵洞中也较多采用拱涵。在中国公路及铁路的暗涵中拱涵应用还是比较广泛的。

（2）圆管涵简称圆涵或圆管，我国常用钢筋混凝土制作，受力性能良好、施工方便、圬工量小且造价低，但它的过水能力差，一般孔径较小（1.5m以下）的涵洞采用圆管涵居多。欧美一些国家多采用皱纹铁管，它由上下两片或数片拱形管片组合而成，一般在工厂制造，运至工地安装。公路中流量不大的沟渠其暗涵方案建议采用圆管涵。

（3）盖板涵分为整体式基础和分离式基础两种型式。和圆管涵相比较盖板涵的过水断面显著增大。盖板涵对基底承载力要求较高，一般要200kpa以上，软弱地基要进行处理。在孔径较大和路堤较高时，盖板涵比拱涵造价高，但其施工技术较简单，排洪能力较大，且盖板可以集中制造。箱涵又称矩形涵或方涵，与盖板涵相似，材料多为钢筋混凝土。其作为一种框架结构，力学性能较好，整体性强，适用于各种条件，特别是对软弱地基采用箱涵较为有利。但箱涵配筋较密，施工有难度且造价高。

在盖板涵和箱涵的选择问题上总体来说一些较大的排水沟渠及

交通涵洞，究竟采用盖板涵还是箱涵不可一概而论，一般地基较好的情况下首选盖板涵，而在软弱地基段则需综合比较地基处理与设置箱涵的情况，有些时候可能箱涵更加经济。

4 结语

涵洞的设计跟其他构造物一样，也有其自身的特点和规律。涵洞

的设置与路线设计紧密相连，并服从于路线的走向，其设置位置、结构形式、建设规模等主要取决于路线的设计。涵洞的形式、分孔跨径、进出口形式、均应适应地形、地质条件的变化，综合考虑各种影响因素，做到因地制宜、因势利导。

【参考文献】

[1]jtg d60-2004 公路桥涵设计通用规范[s].人民交通出版社.

[2]jtj d041-2000 公路桥涵施工技术规范[s].人民交通出版社.

[3]jtg/t d65-04-2007 公路涵洞设计细则[s].人民交通出版社.

[4]孙家驷.公路小桥涵勘察设计[m].人民交通出版社，2004. [责任编辑：丁艳]