如何解决山区铁路涵洞设计中存在的问题

梁彦强

摘 要：文章主要对当前铁路施工中山区涵洞设计的相关问题进行了分析，提出了当前存在的一些问题，并针对性地提出了一些对涵洞设计提高有所帮助的建议。

关键词：铁路涵洞；山区；设计；问题

1 涵洞设计现状

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，在砌筑標准的确定中，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.

[3]刘晓云.钢板桩围堰的设计与施工[J].黑龙江交通科技，2011.