棚洞设计说明

设计说明

一、棚洞布置、棚洞限界及设计荷载

由于1#公路已经建成，为节省工程投资，棚洞沿已建成的公路轴线布置，布设范围K1+630.00~K1+924.00，共计294m。

根据1#公路设计标准和使用功能，本棚洞方案的建筑限界应为9.0m×5.0m，但考虑1#公路沿线路基浆砌石挡墙较高，为节省工程投资，经综合比较后棚洞桩基布置在挡墙外侧，棚洞跨径增大至9.9m。

棚洞的设计荷载：

1、结构自重。

2、排架顶部上覆缓冲层压力。

3、飞石堆积荷载（堆积坡度按1:3考虑）。

4、地震动峰值加速度系数为0.15。

二、基本地质条件

公路沿线内侧边坡大部分为裸露岩石，路基外侧沿线均为河床覆盖层。据电站地勘资料，工程区河床第四系覆盖层自下而上分为四层，第①层为漂（块）卵（碎）砾石层；第②层为粘质壤土层；第③层为含块碎砾石土层；第④层为砂卵砾石层。工程沿线详细地层情况以本项目合同内的钻孔资料为准。

三、棚洞主体工程设计

（一）棚洞

棚洞主要由四大部分组成，分别是内侧片石混凝土边墙、外侧框架、顶部横梁和盖板。

1、横梁设计

横梁置于内侧边墙上和框架顶部，与支座构成简支结构。采用这种结构受力明确，结构简单，施工方便。

据受力分析来看，横梁主要承受竖向荷载，内侧土体侧压力和水平地震力可通过键槽传递给内侧边墙。根据竖向荷载计算横梁内力（弯矩和剪力），试算截面尺寸和配筋。

根据横梁布置和界面尺寸，进行工程量的对比，在保证结构安全的前提下，使布置合理，工程量少。横梁长12.4m，内侧支撑宽1.4m（含键槽），外侧支撑宽0.5m或0.8m（立柱部位），横梁顺公路纵向间距3m。横梁采用"T"形截面，梁高1.6m，翼缘板高0.3m，肋宽0.5m，翼缘板宽1.2m。内侧键槽宽0.8m，深0.6m。横梁采用预制。

2、盖板设计

盖板沿纵向搭在横梁上，考虑到施工安全等因素，本设计盖板采用现场预制，汽车吊运安装。单块预制盖板长2.98m，厚0.35m，宽0.98m，盖板间用砂浆填塞。

3、内侧边墙设计

内侧边墙靠山沿公路纵向通长布置，基础置于稳固基岩或密实覆盖层上，地基承载力不小于0.45MPa，基础一般埋深2m，具体埋深根据地质情况确定。

从内侧边墙的作用看，它不但承受竖向荷载，还承受大梁传来的水平荷载，以及本身的土体侧压力。根据抗滑和抗倾计算，符合要求的挡墙断面较大，当公路内侧边坡较陡时，为减少断面、节省工程量，在挡墙背后设置4排锚杆，锚杆纵向间距1.5m通长布置，锚杆长4.5～6m，深入完整基岩长度不小于3m。

挡墙一般长度15m分段设缝，如分缝位置与大梁支座交叉，可调整缝位，错开支座位置分缝。

4、外侧排架设计

为保证外侧立柱的稳定性，纵向连续梁和立柱以及立柱纵、横支撑地梁整体浇注形成框架，框架长24m，框架间设3cm的伸缩缝。立柱间距6m，设于灌注桩上。具体布置见设计图。

（二）棚洞缓冲层设计

根据现场地形地质条件，应采用有效的措施吸收飞石动能，在洞顶设碎石土缓冲层，缓冲层厚1.0～2.2m，施工时按设计实际收坡线回填。

运行期应定期（2个月）对洞顶飞石堆碴进行清理；若飞石堆积超过1:3的设计清碴线时，也应及时清除。

（三）棚洞排架地基处理设计

据受力分析和结构内力计算，因竖向荷载较大，外侧排架灌注桩必须以结构较密实的碎砾石土为持力层，当设计桩基底位于粘质壤土层中时必须调整桩长，使桩基穿过该层，并伸入密实持力层内不少于5m。

在进行冲孔施工过程中应加强持力层的地质鉴定。基础质量检验和验收应根据相关规范严格执行。

（四）排水设计

路面排水：棚洞口边沟封堵，在K1+629处设方沟横穿路面引排水至路基外。

棚洞排水：在棚洞顶部盖板上用M10水泥砂浆找坡2%，再在其上整体铺设一层EVA防水板，防水板接缝处理参照相关规范。在棚洞外缘挡墙底部预埋Ф80PVC排水管，排水管纵向间距2m。

（五）其他

由于已实施的1#公路K1+630.00~K1+924.00段实际线形与原设计线形难以完全吻合，所以本施工图无法给出内挡墙和桩基的具体位置坐标，根据棚洞的使用功能，本着节省投资尽量利用已有路基的原则，现明确施工过程中桩基和内挡墙的放样原则。

1、桩基根据以下两点综合考虑确定位置：

A、公路沿线部分路段挡墙较高，考虑减少桩基施工对挡墙的影响，桩

基与挡墙顶外侧之间的净距最大可取至0.9m；

B、棚洞每节框架应尽量位于直线上，棚洞沿路线需要转弯时，可将相

邻框架（长24m）适当转动以适应路线转弯。

2、内挡墙位置确定：

内挡墙位置应根据外侧桩基实施的位置确定，确保预制T梁能顺利

装。

四、施工要点

1、钢筋混凝土结构必须采用大厂水泥或经检验合格的地方优质水泥。

2、内侧边墙等大体积混凝土浇筑时，必须采取措施防止水化热对混凝土的影响。C20片石混凝土中片石含量必须小于20%，片石强度等级不低于MU40。

3、混凝土必须严格振捣，保证结构内实外光，颜色一致。

4、新旧混凝土的结合面均应凿毛并清洗干净。

5、桩基冲孔过程中必须做好记录，并分析各高程土层的密实情况，每根桩孔须经设计验收，确认达到设计要求后，才能下基浇筑混凝土。

6、边墙内侧、隔水层高程以下的填碎石土密实度不小于96%。

7、冬季施工必须严格按照有关规程、规范要求执行。

8、施工中，必须按照现行有关施工规范及手册要求执行，其主要有：

《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000

《公路桥涵施工手册》上、下册。

五、棚洞监测

在洞外稳定岩体上设观测基点2个，在每段四角的四根柱子设变形监测点，用以监测棚洞的水平位移和沉降，并作记录，妥善保管，以备对比分析。观测要求：最初半年内每半月观测一次，半年后一月一次，两年后三个月一次。

六、其他