论山区道路涵洞设计常见的缺陷及其对策

姚怡彤

（甘肃省交通科学研究院集团有限公司，甘肃 兰州 730070）

1 概述

在现实生活中,水的破坏是最重要的危险因素之一。强度和可控性与水有着非常重要的联系。所以在道路路基的设计与施工和维修的过程当中，应更加注意路基里面的排水的工作。涵洞是道路排水系统实现中不可缺少的组成部分，是整个渠道和道路的排水关键环节，也是最重要的主要组成部分。在一定程度上，反映在农田的灌溉和排水系统中。涵洞的建设成本非常便宜，设计和施工相对简单，涵洞的工作量也相对较小，尤其是在山路上。涵洞的总数取决于涵洞的布局，但通常在200～300m之间设置一个涵洞。但是，这导致在设计过程的中严重缺乏谨慎，涵洞工程的建设将对目前的现场施工进度产生非常严重的影响，并影响设计单位的声誉，有时会在以后的使用中留下隐患。

2 涵洞设计中的缺陷

2.1 涵洞位置的选择

在当前设计情况下，通常在山谷中间选择山区公路涵洞的位置，而这部分是一个软土聚集区，这将增加地基处理过程的难度，为今后的使用带来明显的隐患。由于河谷中部被土壤淹没，即使地表有2-3m的固体层，下部主要由淤泥和碎石构成。在详细设计和测量的阶段，钻孔严重不足，测量工作量增加了很多，严重缺乏对该区域地质研究条件的深入了解。有时，在施工建设的早期阶段，它可以与设计结合在一起。但是，将出现大规模的土方工程，这会延迟项目的施工调整周期，也会造成一些经济损失。

2.2 采用材料更新过慢

在公路涵洞设计中，传统的设计模式没有得到及时的更新，有的设计远远落后于时代的需要，与交通的快速发展不相适应。尤其是在形式和材料的选择上存在着保守主义。在公路涵洞设计中，大多数使用灰浆石地基，这些地基较深，通常需要进行大量工作。在灰浆砌块和石基的施工过程中，也会有一定的沉降。因为它需要大量的材料和人力，它会对环境造成太大的破坏。由于自然条件恶劣，很难完美地进行施工。在使用过程中可能会发生各种疾病，威胁到正常使用和涵洞的安全。

2.3 涵洞外观造型单一，陈旧落后

山区公路通常位于人口较少的地区。在设计涵洞的过程中，一些设计师忽略了涵洞设计中美学概念部分的明确要求，设计的过程非常简单，虽然不会影响大多数涵洞的使用，但是不利于将来在这些地区进一步开发和建设优质的度假旅游资源，与周围景观缺乏协调。根据对中国山区公路涵洞的调查，山区公路涵洞的设计是统一规范的，但是严重缺乏审美创新的突破。

2.4 涵洞设计定型图集多，标准不统一

道路交通与工程建设设计机构的每个部门都有一套刻板印象(包括涵洞)，并有自己的选择偏好。如果以不同的方式分配不同山路的不同部分，则在同一位置上的组件会有不同的差别，会给建筑工人的后续工作带来很多麻烦，这些标准不仅会有所不同，还会影响施工单位的质量控制。

3 山区道路涵洞设计要点

3.1 涵洞与路基排水系统的复合、有机结合

为了确定涵洞，需要对路线和路径的平面、纵断面和横截面进行匹配。山路和涵洞的平面位置需要特别考虑。对于斜坡、山谷等地，涵洞与适当的沟渠相结合，可以减少地基处理的工作量，减少施工难度和项目成本，并且不需要占用高质量的农田。如果新项目位于山区低丘中心地带，如果涵洞不是沿着沟渠，则最好选择较低的一端作为位置，因为这个位置比中间位置具有更大的承载能力。

3.2 涵洞位置的确定

由于山区地形具有复杂而陡峭，坡度高，散落的岩石和峡谷变化的特点，在修建山路时，原则上遇到沟壑就要设计涵洞，涵洞的轴线应尽可能靠近水流方向并保持一致方向，不能够减短涵洞长度强行正交。在较大的起伏的地形区域，河沟很密集，但汇水面积很小，遇到沟壑就设计涵洞其实不太现实，可以结合山坡截水沟、边沟和排水沟把就近的水路引向同方向，涵洞设置在最低点。一侧的集水区较大，断面有“鸡形”的山面路段。在山区，暴雨和洪水泛滥迅速，流量大，但是为了确保路基的安全，应每200～400m设置涵洞。避免路基内侧水管积水过深冲刷了外部斜坡，导致水灾。当沟渠较深且路基填土量较高时，如果涵洞是根据原始沟渠设置，涵洞太长，要注意的事项：使用上游设置拦水墙，把洪水过渡到地质条件良好的坡岸涵洞中，缩短涵洞长度；原始河沟具有良好的地质条件，可以从当地获取。在原始河沟中铺满石头的路基，涵洞底部的高度在充满石头的路基中。涵洞的进水口应尽可能设置在原来的地面坡度，出水口应设有坡度快槽。同时，为降低路基坡脚水流的冲击力度要设置消力槛。

3.3 涵洞孔径的确定

涵洞直径的计算应根据流域面积、河床水文地质条件和河道自然坡度进行。在确定涵洞尺寸时，要考虑沟槽的间隙高度、空隙、过水面积和横截面。根据计算结果计算的涵洞净跨度应考虑涵洞净高度。根据涵洞净跨选择标准涵洞跨度。因此，在设计和施工过程中，常见的涵洞间隙不宜大于涵洞范围。

3.4 涵底坡度及基础的确定

临界纵向坡度是涵洞纵向倾角的最佳选择，涵洞排水能力最大。但在实际设计中，涵洞的纵向坡度应由槽底的坡度来确定。涵洞的最小纵向坡度至少为0.3%，以防止沉积，同时涵洞的最小纵向坡度应不大于最大纵向坡度，以防止涵洞底部被冲洗。

3.5 涵洞洞口设计

桥涵入口周围的山区地形可能平坦而宽阔，沟渠的总宽度会变大，高度差也不大。可以选择八字墙式的洞孔。如果河流的排水沟很明显并且涵洞的直径可以满足快速排水的明确要求，则还可以进一步调整敞开墙并将角度设置为0度以形成直的洞口，这样可以大大减少建筑结构的总数并降低了项目的总成本。涵洞设计中很难避免遗漏，这是因为实际结构中存在许多无法预测的问题，在设计中无法加以考虑。因此，我们在施工期间要求精通许多方面，并与测量、设计和施工紧密合作。

4 结束语

在山区公路涵洞设计过程中，涵洞受到地形、地质环境等诸多复杂因素的影响。因此，设计难以匹配，对设计人员提出了更高的要求。另外，从相关调查阶段开始，进行详细的综合数据收集和现场详细的调查，从而获得更完整的土地类型和海洋气象地质资料，为今后的设计工作打下良好的基础。山区公路上涵洞的设置，这与中国交通的整体发展密切相关，对附近居民的日常生活影响很大。结合当地条件，设计人员要综合考虑水文和水资源等重要因素，使用标准的功能、位置、投入成本以及施工简要的因素，全面优化设计方法并提高现场施工设计方法，选择和比较不同的方案，积极发现设计问题中的细节，并能够及时与有关方面联系，以改进并完善设计，以确保施工期间现场施工质量的稳定水平。