梁偉晶

（吉林省公主嶺市水利勘測設(shè)計(jì)院，吉林 公主嶺 136100）

鄭家屯涵洞位于吉林省公主嶺市大嶺澇區(qū)新凱河左岸，向北一公里是公主嶺市與農(nóng)安縣的堤防交界，是三江地帶重要的防洪工程，原有的鄭家屯涵洞由于修建的時(shí)間較長，加之地質(zhì)條件的影響，經(jīng)過幾次超設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的洪水后，工程凍害破壞嚴(yán)重，涵洞的進(jìn)、出口底板，大部分的洞身段已經(jīng)破壞，已經(jīng)起不到排水作用。經(jīng)過上級(jí)部門研究決定重新修建鄭家屯涵洞。

1 工程設(shè)計(jì)

根據(jù)吉林省水利勘測設(shè)計(jì)院《三江地帶防洪工程初設(shè)》意見，設(shè)計(jì)涵洞的防澇排水標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇，通過水利計(jì)算確定涵洞的孔口尺寸為：洞高2 m，洞寬1.5 m，消力池長6 m，池深0.52 m。

2 涵洞破壞原因分析

鄭家屯屬于季節(jié)性凍土區(qū)，在季節(jié)性凍土區(qū)，溫度、土、水等是水工建筑物發(fā)生凍害的主要因素。在此次重新修設(shè)計(jì)中，重點(diǎn)分析原涵洞破壞原因是：鄭家屯涵洞位于大嶺澇區(qū)內(nèi)，多年平均氣溫4.2℃，1月份平均氣溫為－12～-24℃，溫度較低，該處的土質(zhì)為亞粘土，亞粘土的含水量為80%，凍漲率5%，土的凍結(jié)溫度為－0.7℃，說明含水量大。實(shí)踐證明：含水量大的土，凍漲性強(qiáng)，對(duì)建筑物的危害相應(yīng)也大，受這幾方面因素影響，涵洞進(jìn)口、出口底板發(fā)生了凍脹，致使涵洞受到嚴(yán)重破壞，無法正常運(yùn)行。

3 防治凍害措施

由于涵洞的破壞是受到基礎(chǔ)的不均勻凍脹所致，為解決這一問題，在本次的重新設(shè)計(jì)中引進(jìn)了黑龍江水科所的研究成果—泡沬板基礎(chǔ)保溫技術(shù)。工程建設(shè)完工后，經(jīng)過幾年的運(yùn)行，效果較好。

3.1 保溫板的鋪設(shè)

聚苯乙烯泡沫板是一種高效能的保溫材料，它具有導(dǎo)熱系數(shù)低、不吸水，強(qiáng)度足以滿足水工建筑物的承載要求，因此做為涵洞的基礎(chǔ)保溫較為合適。保溫板的鋪設(shè)目的就是設(shè)法保證水工建筑物所占地基保持溫度，使水工建筑物基礎(chǔ)不致凍脹或凍脹很小不至于影響建筑物的安全。設(shè)計(jì)中，在涵洞的進(jìn)出口及洞身底板下鋪設(shè)保溫板，在基礎(chǔ)的周邊保護(hù)采用了水平保護(hù)段的結(jié)構(gòu)形式和豎向保溫的形式。

1）水平保護(hù)段的尺寸和鋪設(shè)方法。

根據(jù)工程地質(zhì)條件，當(dāng)?shù)氐淖畲髢鰧由疃葹?.5~1.6 m。

保溫板厚度，大型渠道應(yīng)通過熱工計(jì)算確定，按熱工要求計(jì)算，采用等效厚度法。中小型渠道，保溫層的厚度可采用當(dāng)?shù)貥?biāo)準(zhǔn)凍深的1/10~1/15，已知當(dāng)?shù)氐膬錾?.5 m，查DL/T5082—1998《水工建筑物抗凍脹設(shè)計(jì)規(guī)范》中的有關(guān)規(guī)定，因此保溫板的厚度為1/15×1.5=0.1 m。根據(jù)實(shí)際情況，取保溫板的厚度為50 cm。

根據(jù)黑龍江水科所的《涵洞保溫基礎(chǔ)的特點(diǎn)及工程特性》中的公式，水平保護(hù)段的長度可以取L=（0.6~0.8）Hm，Hm為工程設(shè)計(jì)凍深（m）。則L=0.8×1.5=1.2 m。

2）豎直方向保溫板的鋪設(shè)方法和尺寸。

保溫板的厚度為50 cm，深度達(dá)到最大凍深1.5 m。

兩種保溫形式比較看，前者易施工，開挖量??；后者相反，因此，在應(yīng)用中多采用水平保溫段的形式。

3.2 效果分析

1）抗凍脹效果好，保溫材料具有導(dǎo)熱系數(shù)小等特性，建筑物用它做抗凍材料，經(jīng)過對(duì)建筑物的凍脹觀察，工程沒有受到凍脹影響。

2）降低工程造價(jià)，在此次的涵洞設(shè)計(jì)中，如果采用以往的換填措施防凍，即將凍層內(nèi)的凍脹土全部換成非凍土，回填砂礫料需砂礫料180 m3，資金1.7萬元；采用聚苯乙烯泡沫，僅需6.0 m3，投資1 500元，降低工程造價(jià)近1.5萬元。

3）縮短工期，保溫板在使用中運(yùn)輸、安裝方便，節(jié)省人力、物力縮短了工程施工工期。