试论公路涵洞设计与施工

王朋

摘要：随着我国社会经济的快速发展，公路建设工作的重要性愈加受到重视，实际的公路建设中，涵洞施工是非常重要的内容，因此，要在公路工程中，相关人员必须要做好涵洞的选型和设计，这对公路的使用、安全和经济等有着重要的关系，直接影响着整个公路的造价和使用质量。

关键词：公路涵洞;设计施工;策略

1 涵洞对公路的作用和使用的要求

对于公路中的涵洞，其对公路排水是有较大作用和意义的，而且涵洞也是公路排水系统中关键部分，是公路工程中占比重非常大的工程，更是道路排水体系中重要部分。针对雨量偏多的区域，其涵洞的设置更是公路工程中不可或缺的部分，这使得涵洞工程的建设费用也在不断提升。针对涵洞的实际使用要求来说，因涵洞可能会设置在自然环境恶劣的地区，这些地区可能长年因雨水冲刷，受风、霜、雪等因素的侵蚀，还可能经受高温和冰冻等因素的影响，另外加上大量车辆的通行载荷而承受压力，因此在涵洞设计中，必须要满足多项要求，才能为公路建设工作有效开展提供保障。首先，应确保涵洞有泄洪能力，保障其能够在洪水季节顺利泄洪，不会给路基稳定性带来影响。其次，要具备较强的稳定性和强度，对于负载设计当中，保障其各个组件能够保持正常使用，并且不会因受外界条件的作用而出现位移与变形等现象，而且不仅要考虑到实际的环境因素，也要考虑到正常的使用年限。再次，要具备较强的可靠性以及耐用性，更要确保其安全性大于标准要求，而且还要体现出经济合理性的要求，更要合理的运用新工艺以及先进机械操作技术，以此满足经济收益的进一步提升。

2 公路施工中涵洞的主要类型

2.1 管涵

管涵中主要常用钢筋混凝土管涵及波纹管涵。钢筋混凝土管涵是农村公路路基排水中最常用的涵洞结构类型，钢筋混凝土管涵力学性能好、构造简单、施工方便、工期短及造价低。但现在市面上成品钢筋混凝土管涵多数用于市政设施，采用单层钢筋，力学性能降低，在有条件的情况下采取集中预制或购买双层钢筋的钢筋混凝土管涵，涵洞数量较少时也可以采用钢筋混凝土盖板涵洞。在山区养护困难，小孔径的管涵堵塞后不易清理，造成排水不畅或积水严重，在易堵塞位置应采用较大孔径的管径，便于后期清淤养护。钢波纹管涵具有施工工期短、重量轻、安装方便、耐久性能好，工程造价低、抗变形能力强、减少养护费用成本等优点。钢波纹管多用于高海拔地区，主要有下列几种原因：（1）采用工厂化生产，砂、石材、钢筋等用量小对生态破坏少、环保，适用于生态环境脆弱的地区;（2）拼装施工，工期短，安装轻、安装方便，缩短了多年冻土的裸露时间，冻融量小，在高海拔地区减少大量人工，亦可以在冬季施工;（3）特别适合于软土、膨胀土、湿陷性黄土等地基承载力较低的地区和地震多发地区;（4）一般条件下钢波纹管的造价比钢筋混凝土管高出40%左右。

2.2 盖板涵

盖板涵主要由基础、盖板、涵台、台帽以及支撑梁共同组成，盖板涵在当前涵洞建设过程当中占有十分重要的地位。其整体施工技术较为简单，而且具有相对较大的排洪能力，另外盖板涵的盖板能够通过集中制造的形式来实现，在很大程度上降低了工程施工周期。总体而言，盖板涵洞的整体结构较为简单，但是对于工程的施工工艺具有相对较高的要求。目前，盖板涵本身的应用相对较为广泛，普遍应用于城市排水以及农村灌溉、排水中，而且其不会对于原本地基造成其他的影响。

2.3 石拱形涵洞

石拱型涵洞一般应用在山区公路工程建设中，其最主要的特点是自身的高净空和高过水能力。由于山区的开发和建设环境与城市有着较大的差异，常常会出现山洪、泥石流等自然灾害，而石拱型涵洞对于这类山洪灾害具有一定的防御作用，并且由于其基本工程材料价格低廉，工程成本较低，因此一直是山区公路涵洞施工中常采用的类型。但是石拱形涵洞也存在一定的缺点，那就是由于其自身的工程材料重量较大，对于地基的承受能力有一定的要求。

2.4 箱涵

箱涵是整体闭合式钢筋混凝土框架结构的涵洞类型，其具有良好的整体性和抗震性，在建设材料的选择上，多以钢材为主，所以整体质量高于其他结构类型涵洞，但造价成本明显更高，且施工时有困难，因此该类型涵洞一般会在一些特殊地区，如在软土基及高速公路中设置。

3 公路涵洞设计与施工分析

3.1 合理的明确公路涵洞的实际孔径

在实际公路施工中，其涵洞类型的选择很重要，而公路涵洞的设计中，孔径的设定也是非常重要的工作。根据工程建设的具体情况和需求，针对公路建设的具体客观体制因素等来进行明确，再结合当地洪水的水流情况、洪水到达时间和当地河床水文的地质等相关数据进行合理的考量和分析。就总体情况而言，其涵洞的孔径大小必须要以满足洪水的流量为基础，确保其不会冲刷到公路之上，影响到公路上的构造物，由此可以更好地杜绝建筑工程中因设计不当而带来经济损失。另外，也要结合我国相关的工程施工规范要求，要确保其涵洞高度和公路跨径的整体比值有效地控制在规定的范围内，一般状态下是1：1～1：1.5是最为合理的。而对于不同的涵洞结构类型设计，所要依据的规范要求也是要严格控制的。针对一些通道式涵洞，一定应先满足净空的要求。而对于特殊地理条件下的涵洞，如果其长度是15～30m之间的，那么其孔径就要控制在1.0m以上;而涵洞长度高出30m，那么其孔径就应控制在1.25m以上。

3.2 公路涵洞位置的確定

（1）公路涵洞选址的一般原则。公路涵洞位置选择恰当与否直接关系到公路路基的稳定、道路的使用功能以及工程造价。山岭地区地形起伏，峰谷交错，路线布置上以纵断面控制为主，在实际工程中应结合公路工程所在地的地形特征将涵洞布置在适当的位置。山岭地区一般应顺沟设置，一沟一涵，并尽量保持河沟的原有状态，使涵洞的轴线与水流方向一致，以利于泄洪和减少对下游的冲刷破坏。（2）涵洞设计与公路路基排水密切相关。由于路基排水一般通过边沟、截水沟、急流槽等汇入涵洞或通过排水沟排到路基以外，因此在公路涵洞工程设计时，必须紧密结合公路工程的平、纵、横设计，例如：在公路纵断面凹曲线低洼处、公路纵坡由陡变缓处，会出现水流淤积和对路基的冲刷，此时就应设置路基排水涵。（3）若公路涵洞工程需经过大面积的耕地，会影响原有的灌溉系统，那么设计人员应布置灌溉涵。灌溉涵与相邻涵洞的距离需结合灌溉要求而定。

3.3 选择公路涵洞洞口型式

当前，在洞口设计过程中，所存在的主要问题包括：（1）机械的将定型图进行搬用;（2）选择不满足而且不准确的进出口条件;由于洞口的整体形式较为单一，通常会采用“跌水井+八字墙”的方式。针对以上的相关问题，作为涵洞设计人员在进行洞口口型设计过程中，需要认真调查涵洞出口的水文、地质以及地形等相关的客观条件，并且依据工程本身的施工规范，在工程施工过程中除了需要考虑跌水井口以及八字墙之外，还必须要因地制宜，灵活的选择洞口的方式。

4 结束语

这些年来，随着市场经济的发展引起了公路建设的快速发展，公路涵洞建设在公路建设中必将发挥更加突出明显的作用。因此在涵洞设计时应当进行具体而全面的勘测和调查，确定涵洞设置的位置、采用的结构形式更加适用、安全、经济、美观。在涵洞的设计方面应继续投入更多的技术关注，以利于涵洞质量保证和环境保护，以适应现代化公路建设的需要。

参考文献：

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