高速公路小桥涵设计的几点思考

吴志强

(辽宁省交通规划设计院)

高速公路设计中由于小桥涵数量大、造价低，设计中存在被忽视的倾向。而小桥涵设计恰恰是与沿线百姓直接利益攸关的，是关系民生问题的大问题，也往往是工程建设实施过程中矛盾最为突出，引起的设计变更最多的方面，一个小的设计疏忽、设计失误都可能导致工程上、沿线百姓物质上不可弥补的损失。因此，要求小桥涵设计者主观上提高认识，加强责任心，具体设计中坚持实事求是，耐心细致，努力做到设计与施工、沿线百姓的和谐统一。

1 洞口进出口设计应因地制宜

对于靠近山体拱涵，进口若采用一字墙洞口则靠近山体一侧侧墙开挖较大，回填防护困难，根据地质情况可以考虑采用八字墙形式进行设计，洞口对应沟渠的八字墙角度可做成直墙，同时将需要防护设计的段落提供给路线防护设计人员增加防护设计。对于进口采用跌水井、急流坡等特殊洞口的占地问题，以及小桥涵洞口出现顺路接沟的设计要求应加以重视和明确，很多项目在设计中没有充分考虑给出洞口以外的占地，导致百姓阻工严重。后续设计中桥涵组应加强与路线组的协调，向改移组提出征地需求，完善占地图设计，降低施工期补充征地的难度。

小桥涵出口一定要明确，加强与原沟渠的连接。高速公路排水是一个系统工程，小桥涵的横向排水不能脱离路线的纵向排水而独立存在，也不能脱离于原沟渠而独立进行，否则，将是空中楼阁、无源之水。而高速公路设计中经常出现外业调查不细、调查范围不够、设计中考虑不全的情况，导致小桥涵排水没有出口，造成冲地、淹地、淹民宅等情况发生。在设计初始阶段就对排水口设计充分重视，克服诸如为排水找出口引沟过长、涉及占地、工程量大不值得等思想，将矛盾解决于设计初期，减少建设期间工程管理和设计变更。如通道兼排水设计时，排水必须有出口，否则会出现冲毁现状道路的情况发生。

2 小桥涵基础设计应加强对地质资料的使用和研读，采用全寿命周期成本，合理选用基础结构形式

设计人员应努力提高对工程地质的自我研判能力，对地质成果的采用，不应只重视基底承载力和侧摩阻力等个别定量指标，也应对钻孔位置、地质的一般描述说明等加以重视，详细解析地质描述，做到全局性把握，有针对性的选用指标，达到质量和安全的统一。如砂岩、页岩、片麻岩、板岩、泥岩遇水软化，承载力下降快;如设计中未考虑此种地质的影响而设置为浅基础，施工中往往都需改为桩基础，否则将留下工程隐患。应由设计人员应与地质钻探人员一起进行钻探布孔，设计人员提出钻孔的具体要求，保证钻孔的有效性和可操作性。

小桥涵多需要在低洼处设置，而恰恰低洼处地质条件不利，再加上填土较高，在具体设计中往往出现采用浅基础承载力不足的情况，即使采取诸如基础换填、平面位置平移至山脚下等措施，往往带来基坑开挖量大、对原地貌破坏严重、0#、1#台地质条件变化大等不利情况，对节约工程成本意义不大。需要设计者转变设计理念，开拓设计思路，改变小桥涵造价低，应采用浅基础的思维定式，采用全寿命周期成本对采用桩基础和浅基础进行对比分析，坚持具体问题具体分析，努力达到安全和造价的和谐统一，小桥应尽量采用桩基础，通道可倾向于作浅基础。

3 对于半坡涵设计应加强重视，防患于未然

由于高速公路建设的大发展，新建项目多集中在山区、边远地区，对于山区的涵洞设置;由于填土高度高，若设置在原位、采用原地面线会导致涵长过长，这种情况下，可采用半坡涵的形式进行处理。就是将涵洞设置在新建路基上，涵洞进口与原沟顺接，出水口流经填土边坡后到达原地表。设计思路是清晰的、可行的、经济合理的，但在具体设计施工时常会出现问题。

一是对填土路基的要求较高，不允许较大的不均匀沉降发生。由于具体施工时，桥涵施工和路基施工是两个不同的施工单位，就对施工组织提出了较高的要求，也要求设计者在设计时充分考虑此因素，在设计文件中对填筑材料粒径、填筑后压实度、填筑后的空隙率、工后沉降值、填筑标高、超宽填筑尺寸等要求一定要明确，确保施工单位有理可查、有据可依。

二是进口一定要与原坡顺接。加强涵底铺砌处理，必要时对原坡进行整形并部分砌石防护，确保原地表水全部集束到涵洞中，避免冲刷路基坡角;靠近山体一侧的洞口八字墙的角度宜顺应实际地形，尽量减少开挖数量。

三是注意涵洞沉降缝处理及防水处理。由于是新填筑路基，空隙率、压实度等指标与天然基础还有很大差距，因此，对于涵洞的防水问题一定要重视。基础尽量设计为整体式基础，既可减小不均匀沉降，又可有效避免水的下渗。设计中对沉降缝位置、宽度、所用材料、处置措施等都明确要求;对台身的防水层提高技术标准，确保防水安全有效。

四是加强对出水口急流槽的专门设计，这是半坡涵的设计重点和难点。由于经验不足等原因，设计者对半坡涵的出水口设计急流槽不够重视，不做特殊设计，与一般填方路基急流槽的尺寸和基础深度一致，结果出现问题。如丹东至通化高速公路的半坡涵，施工完成未交工验收阶段，恰逢暴雨，暴雨过后，发现多数涵洞出口冲刷路基严重，导致涵洞失稳，甚至一个涵洞6 m的出口边段整个被冲走。所以，半坡涵的出口的急流槽应根据暴雨期的水流量、水流速度、冲刷值进行专门设计，充分考虑新填筑路基边坡的实际，合理设计急流坡的长度、尺寸、位置、基础深度、边坡加强防护宽度等，做到有的放矢、安全高效、不留隐患。凡事预则立，不预则败。半坡涵做为一个以往设计相对较少的结构形式，要求设计者必须根据每一个涵洞的具体情况，对进出口进行专门设计，充分考虑施工的不可控制因素，对施工期间的临时排水等明确要求，不可有麻痹思想和侥幸心理。

4 涵洞标高、净高的设置应满足实际需要

当路线沿水库边缘布设时，对于靠近水库水位应加强调查，尤其应重视水库丰水期水位的调查，确保路基防护高度满足要求外，还应考虑该段落内的有同行功能的桥涵丰水期是否积水，若无法调查清楚时建议取得拦水坝顶或溢洪道标高作为参考，避免出现通道内积水无法通行的情况。

现阶段高速公路设计中，小桥涵、通道净高确定过于拘泥于规范要求和满足农业生产要求，过于机械，对于消防、林业生产等要求，缺乏发展眼光，标准选择偏低，对周边群众影响较大。每个村庄应保留一条标准相对较高的通道，作为消防、救援通道。

5 加强与路基设计组间的衔接配合，加强与沿线地方百姓的充分沟通，充分满足地方要求

应加强小桥涵与路基连接处的设计沟通，尤其是与路基防护和路线排水的衔接处理。小桥涵设计中应耐心细致、考虑周全，对于接路基挡土墙的小桥涵，应及时与路基设计者沟通，传递设计资料，保证路基挡墙设计至桥涵的进出口末端，避免排水平面位置不对齐、尺寸不对应、纵向标高矛盾等的情况发生。位于互通立交服务区主线及匝道、分离式路基范围内的涵洞设计，当涵洞两侧洞口不平行时涵长计算应按照两侧路肩位置的实际标高和交角计算，不应按照与主线交角进行设计，否则涵洞长度有误，待土基填筑后发现涵长不足已经无法接长，只有通过调整填方边坡坡率增加防护设计等方式处理，最终效果也不甚理想。

小桥涵是解决局部排水问题，是为沿线百姓服务的，而水火无情，所以说小桥涵设计是关系民生的大事。设计者应改变过去单一强调工程的经济性、功能性的要求，将民生观念融入贯穿设计的全过程。在外业期间注意切实与地方村镇、百姓的沟通，虚心听取沿线百姓的意见，详细了解百姓的需求，坚持因地制宜、工程服务民生的原则进行设计，努力做到工程与沿线百姓利益的相互和谐、统一。如贵州遵义至毕节高速公路遵义段同一涵洞需满足灌溉、排水、人行等诸多功能，而在标高上又相互矛盾，经与地方百姓仔细协商，充分借鉴地方建设特色，采用增加悬挂水管等方式，较好地解决了问题;如贵州山区取水困难，个别涵洞既要解决横向排水问题，还需保护路基下压覆的水井，经与地方百姓协商，采取加高原水井口的做法，圆满地解决了问题。

现阶段，高速公路小桥涵设计着重解决排水问题，对于照明、安全等问题未以考虑。而山区填方路基填土较高，导致涵长过长，而且涵下纵坡较大，加之南方多雨，导致涵洞内即便在白天也阴暗、潮湿、狭窄，如果涵洞兼人行，旁边还会有开口的边沟;即使设计阶段未考虑人行的涵洞，但由于设计中不可避免的减少了原来居民的出行通道，由于出行便利和出行习惯，附近居民可能会利用部分涵洞出行;再加上时间长了，因无人管理、当地百姓觉悟等问题，涵洞内又会堆积杂物。以上问题最终可能引起安全问题，确实需在设计阶段应予以重视和考虑。

[1]降低造价公路设计指南[M］.交通部公路司，2005.

[2]公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004)[S］.北京.人民交通出版社，2004.

[3]公路工程技术标准(JTG B01-2003)[S］.北京.人民交通出版社，2004.

[4]公路涵洞设计细则(JTG/T D65-04-2007)[S］.北京.人民交通出版社，2007.