姚怡彤

（甘肅省交通科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司，甘肅 蘭州 730070）

1 概述

在現(xiàn)實(shí)生活中,水的破壞是最重要的危險(xiǎn)因素之一。強(qiáng)度和可控性與水有著非常重要的聯(lián)系。所以在道路路基的設(shè)計(jì)與施工和維修的過程當(dāng)中，應(yīng)更加注意路基里面的排水的工作。涵洞是道路排水系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)中不可缺少的組成部分，是整個(gè)渠道和道路的排水關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是最重要的主要組成部分。在一定程度上，反映在農(nóng)田的灌溉和排水系統(tǒng)中。涵洞的建設(shè)成本非常便宜，設(shè)計(jì)和施工相對(duì)簡(jiǎn)單，涵洞的工作量也相對(duì)較小，尤其是在山路上。涵洞的總數(shù)取決于涵洞的布局，但通常在200～300m之間設(shè)置一個(gè)涵洞。但是，這導(dǎo)致在設(shè)計(jì)過程的中嚴(yán)重缺乏謹(jǐn)慎，涵洞工程的建設(shè)將對(duì)目前的現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)度產(chǎn)生非常嚴(yán)重的影響，并影響設(shè)計(jì)單位的聲譽(yù)，有時(shí)會(huì)在以后的使用中留下隱患。

2 涵洞設(shè)計(jì)中的缺陷

2.1 涵洞位置的選擇

在當(dāng)前設(shè)計(jì)情況下，通常在山谷中間選擇山區(qū)公路涵洞的位置，而這部分是一個(gè)軟土聚集區(qū)，這將增加地基處理過程的難度，為今后的使用帶來(lái)明顯的隱患。由于河谷中部被土壤淹沒，即使地表有2-3m的固體層，下部主要由淤泥和碎石構(gòu)成。在詳細(xì)設(shè)計(jì)和測(cè)量的階段，鉆孔嚴(yán)重不足，測(cè)量工作量增加了很多，嚴(yán)重缺乏對(duì)該區(qū)域地質(zhì)研究條件的深入了解。有時(shí)，在施工建設(shè)的早期階段，它可以與設(shè)計(jì)結(jié)合在一起。但是，將出現(xiàn)大規(guī)模的土方工程，這會(huì)延遲項(xiàng)目的施工調(diào)整周期，也會(huì)造成一些經(jīng)濟(jì)損失。

2.2 采用材料更新過慢

在公路涵洞設(shè)計(jì)中，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)模式?jīng)]有得到及時(shí)的更新，有的設(shè)計(jì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于時(shí)代的需要，與交通的快速發(fā)展不相適應(yīng)。尤其是在形式和材料的選擇上存在著保守主義。在公路涵洞設(shè)計(jì)中，大多數(shù)使用灰漿石地基，這些地基較深，通常需要進(jìn)行大量工作。在灰漿砌塊和石基的施工過程中，也會(huì)有一定的沉降。因?yàn)樗枰罅康牟牧虾腿肆?，它?huì)對(duì)環(huán)境造成太大的破壞。由于自然條件惡劣，很難完美地進(jìn)行施工。在使用過程中可能會(huì)發(fā)生各種疾病，威脅到正常使用和涵洞的安全。

2.3 涵洞外觀造型單一，陳舊落后

山區(qū)公路通常位于人口較少的地區(qū)。在設(shè)計(jì)涵洞的過程中，一些設(shè)計(jì)師忽略了涵洞設(shè)計(jì)中美學(xué)概念部分的明確要求，設(shè)計(jì)的過程非常簡(jiǎn)單，雖然不會(huì)影響大多數(shù)涵洞的使用，但是不利于將來(lái)在這些地區(qū)進(jìn)一步開發(fā)和建設(shè)優(yōu)質(zhì)的度假旅游資源，與周圍景觀缺乏協(xié)調(diào)。根據(jù)對(duì)中國(guó)山區(qū)公路涵洞的調(diào)查，山區(qū)公路涵洞的設(shè)計(jì)是統(tǒng)一規(guī)范的，但是嚴(yán)重缺乏審美創(chuàng)新的突破。

2.4 涵洞設(shè)計(jì)定型圖集多，標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一

道路交通與工程建設(shè)設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)的每個(gè)部門都有一套刻板印象(包括涵洞)，并有自己的選擇偏好。如果以不同的方式分配不同山路的不同部分，則在同一位置上的組件會(huì)有不同的差別，會(huì)給建筑工人的后續(xù)工作帶來(lái)很多麻煩，這些標(biāo)準(zhǔn)不僅會(huì)有所不同，還會(huì)影響施工單位的質(zhì)量控制。

3 山區(qū)道路涵洞設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1 涵洞與路基排水系統(tǒng)的復(fù)合、有機(jī)結(jié)合

為了確定涵洞，需要對(duì)路線和路徑的平面、縱斷面和橫截面進(jìn)行匹配。山路和涵洞的平面位置需要特別考慮。對(duì)于斜坡、山谷等地，涵洞與適當(dāng)?shù)臏锨嘟Y(jié)合，可以減少地基處理的工作量，減少施工難度和項(xiàng)目成本，并且不需要占用高質(zhì)量的農(nóng)田。如果新項(xiàng)目位于山區(qū)低丘中心地帶，如果涵洞不是沿著溝渠，則最好選擇較低的一端作為位置，因?yàn)檫@個(gè)位置比中間位置具有更大的承載能力。

3.2 涵洞位置的確定

由于山區(qū)地形具有復(fù)雜而陡峭，坡度高，散落的巖石和峽谷變化的特點(diǎn)，在修建山路時(shí)，原則上遇到溝壑就要設(shè)計(jì)涵洞，涵洞的軸線應(yīng)盡可能靠近水流方向并保持一致方向，不能夠減短涵洞長(zhǎng)度強(qiáng)行正交。在較大的起伏的地形區(qū)域，河溝很密集，但匯水面積很小，遇到溝壑就設(shè)計(jì)涵洞其實(shí)不太現(xiàn)實(shí)，可以結(jié)合山坡截水溝、邊溝和排水溝把就近的水路引向同方向，涵洞設(shè)置在最低點(diǎn)。一側(cè)的集水區(qū)較大，斷面有“雞形”的山面路段。在山區(qū)，暴雨和洪水泛濫迅速，流量大，但是為了確保路基的安全，應(yīng)每200～400m設(shè)置涵洞。避免路基內(nèi)側(cè)水管積水過深沖刷了外部斜坡，導(dǎo)致水災(zāi)。當(dāng)溝渠較深且路基填土量較高時(shí)，如果涵洞是根據(jù)原始溝渠設(shè)置，涵洞太長(zhǎng)，要注意的事項(xiàng)：使用上游設(shè)置攔水墻，把洪水過渡到地質(zhì)條件良好的坡岸涵洞中，縮短涵洞長(zhǎng)度；原始河溝具有良好的地質(zhì)條件，可以從當(dāng)?shù)孬@取。在原始河溝中鋪滿石頭的路基，涵洞底部的高度在充滿石頭的路基中。涵洞的進(jìn)水口應(yīng)盡可能設(shè)置在原來(lái)的地面坡度，出水口應(yīng)設(shè)有坡度快槽。同時(shí)，為降低路基坡腳水流的沖擊力度要設(shè)置消力檻。

3.3 涵洞孔徑的確定

涵洞直徑的計(jì)算應(yīng)根據(jù)流域面積、河床水文地質(zhì)條件和河道自然坡度進(jìn)行。在確定涵洞尺寸時(shí)，要考慮溝槽的間隙高度、空隙、過水面積和橫截面。根據(jù)計(jì)算結(jié)果計(jì)算的涵洞凈跨度應(yīng)考慮涵洞凈高度。根據(jù)涵洞凈跨選擇標(biāo)準(zhǔn)涵洞跨度。因此，在設(shè)計(jì)和施工過程中，常見的涵洞間隙不宜大于涵洞范圍。

3.4 涵底坡度及基礎(chǔ)的確定

臨界縱向坡度是涵洞縱向傾角的最佳選擇，涵洞排水能力最大。但在實(shí)際設(shè)計(jì)中，涵洞的縱向坡度應(yīng)由槽底的坡度來(lái)確定。涵洞的最小縱向坡度至少為0.3%，以防止沉積，同時(shí)涵洞的最小縱向坡度應(yīng)不大于最大縱向坡度，以防止涵洞底部被沖洗。

3.5 涵洞洞口設(shè)計(jì)

橋涵入口周圍的山區(qū)地形可能平坦而寬闊，溝渠的總寬度會(huì)變大，高度差也不大。可以選擇八字墻式的洞孔。如果河流的排水溝很明顯并且涵洞的直徑可以滿足快速排水的明確要求，則還可以進(jìn)一步調(diào)整敞開墻并將角度設(shè)置為0度以形成直的洞口，這樣可以大大減少建筑結(jié)構(gòu)的總數(shù)并降低了項(xiàng)目的總成本。涵洞設(shè)計(jì)中很難避免遺漏，這是因?yàn)閷?shí)際結(jié)構(gòu)中存在許多無(wú)法預(yù)測(cè)的問題，在設(shè)計(jì)中無(wú)法加以考慮。因此，我們?cè)谑┕て陂g要求精通許多方面，并與測(cè)量、設(shè)計(jì)和施工緊密合作。

4 結(jié)束語(yǔ)

在山區(qū)公路涵洞設(shè)計(jì)過程中，涵洞受到地形、地質(zhì)環(huán)境等諸多復(fù)雜因素的影響。因此，設(shè)計(jì)難以匹配，對(duì)設(shè)計(jì)人員提出了更高的要求。另外，從相關(guān)調(diào)查階段開始，進(jìn)行詳細(xì)的綜合數(shù)據(jù)收集和現(xiàn)場(chǎng)詳細(xì)的調(diào)查，從而獲得更完整的土地類型和海洋氣象地質(zhì)資料，為今后的設(shè)計(jì)工作打下良好的基礎(chǔ)。山區(qū)公路上涵洞的設(shè)置，這與中國(guó)交通的整體發(fā)展密切相關(guān)，對(duì)附近居民的日常生活影響很大。結(jié)合當(dāng)?shù)貤l件，設(shè)計(jì)人員要綜合考慮水文和水資源等重要因素，使用標(biāo)準(zhǔn)的功能、位置、投入成本以及施工簡(jiǎn)要的因素，全面優(yōu)化設(shè)計(jì)方法并提高現(xiàn)場(chǎng)施工設(shè)計(jì)方法，選擇和比較不同的方案，積極發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)問題中的細(xì)節(jié)，并能夠及時(shí)與有關(guān)方面聯(lián)系，以改進(jìn)并完善設(shè)計(jì)，以確保施工期間現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量的穩(wěn)定水平。