1、淺談山區高速公路涵洞設計方法 摘要：涵洞、通道作為高速公路的主要結構物之一，是高速公路各種結構物中數量較多的，同時它作為小型結構物將排水和通行兼顧，與當地居民生活出行息息相關。公路建設中,涵洞通道布置缺乏合理考慮,施工中對基礎處理輕率,使得涵洞容易產生下沉、開裂等質量事故。對此應根據不同的地質排水或通行要求選用不同的涵洞結構及軟土地基上涵洞基礎處理等手段,確保工程質量。 關鍵詞：山區；高速；公路涵洞；設計 x734 a 涵洞設計的合格與否直接影響著公路的安全，對山區公路能否保持暢通有著非常重要的作用。因此，涵洞設計要充分考慮各個方面的影響因素，保證涵洞的設計與質量達到國家規定的要求，保障公路的

2、正常運行。 一、涵洞設計對山區公路的重要性分析 山區涵洞是山區公路排水的重要組成部分，主要是疏通路基兩側水流，宣泄山區雨水的人工構造物。山區涵洞設置是否合理，能否滿足排水需求，對保證公路運輸暢通起著重要作用。山區公路依據地形的不同來設置涵洞的數量，據統計通常每公里約有3 座至6 座。因此，涵洞在山區公路中作用顯著。涵洞具有造價低，設計、施工相對簡單的特點。就單個而言，涵洞工程數量小，但對整條公路來說，尤其是山區高速公路，涵洞布置數量較多，一般情況下每隔200300 m設置一道。在實際工作中經常出現由于設計重視不夠，涵洞在施工時經常出現修改變更，影響了施工進度，影響了設計單位的聲譽，也給公路的使

3、用留下了不少的隱患。筆者結合多條高速公路的設計實踐，對山區高速公路涵洞的勘察設計提出自己的一些粗淺的看法。 二、對涵洞位置進行合理的考察并予以確定 山區涵洞位置應服從路線線位，布設涵洞時應與路線平面、縱斷面和路基排水系統相結合。涵位選擇時可以首先結合路線數據在地形圖上定出，在實地加以放樣校核，然后實測地面線，確定進出口形式。如果只在實地調查時確定，則有可能由于通視條件所限，難以全面了解地形，繼而難以合理的定出涵位。山區公路一般應一溝一涵，間距不宜大于300m ，尤其在降雨量大或暴雨集中，匯水面積大的地區必須設置涵洞。山區涵洞一般不合并，只有匯水面積很小，兩溝相距很近，又具備溝通的條件下才可合并

4、。合并時需注意開挖排水溝或加深加寬邊溝，并做好防護工程。路線跨越彎曲的河溝時，可進行截彎取直，一般可取路基坡腳處溝心的連接線作為涵洞設計中心線，保證水流暢通。山區涵洞如果條件允許，應盡量將涵洞設置為正交，以減短涵長，節約工程量。應注意出水口修建引水工程，避免沖刷農田和路基邊坡。 對于河溝縱坡較大，溝谷下游填方較高，上游填方較小，過水流量不大的情況下，涵位則不一定要沿溝心布置。雖然沿溝心布置，排水順暢，但如果涵洞沿溝心順地面坡勢布設，則會使涵洞縱坡大，涵長加大，立面處理困難，造價升高。如果涵底進行填石處理做成緩坡涵洞，一方面基礎未落到實處，另一方面下游急流槽工程量亦較大。此種情況可考慮將涵位移到

5、較緩的溝岸，涵洞進口改溝攔水或增設填平區，出口可利用填挖分界處的邊溝將其尺寸加大，結構加固，將水引向下游，工程量較小，設計施工均大大簡化。對于高填土涵洞地基承載力較低時，這種處理效果也較為顯著。此類涵洞在外業詳細調查前應在地形圖上初步定出位置，外業勘測時，必要時應測量涵位處的橫斷面地面線，以防涵洞基礎落空。 山區高速公路分離式路基穿越溝谷的涵位布設應綜合考慮，盡可能使涵洞位于一條直線上，在滿足各自路基排水順暢的情況下，也可設置成兩個獨立的涵洞，并在上下游兩座涵洞之間做好必要的引導防護。這樣設計可以避免涵洞斜交角度過大，能減少涵長，降低造價。 涵位選擇時還應考慮立面布置，涵洞立面布置的任務主要是

6、確定涵底縱坡及與縱坡適應的涵身布置形式，其應根據溝底縱坡，涵位處地面線的具體特性進行多次比選后才能做到經濟合理。對于山區高填土涵洞，涵身較長，地面線陡緩不一，常出現一道涵洞，陡緩相接的情況，在設計中每道涵洞應做到適應溝谷地面縱坡，保證基礎落到實處為原則，力求做到設計趨于經濟合理。 三、對涵洞孔徑的確定 山區涵洞一般情況下均應進行水文和孔徑計算，但涵洞孔徑的設計不能單憑流量設計來確定，還應該結合農田水利，排洪需要等因素綜合考慮?？讖降拇笮≈饕菨M足一定流量的通過，在山區涵洞的設計中，可以通過采取人工加固河床的措施提高流速來達到縮小孔徑，降低工程造價的目的。同時，經過數年的設計實踐，筆者認為高等級

7、山區公路涵洞的孔徑最小不宜小于1.0 m，因為山區洪水較多且泥石容易堵塞洞身，孔徑太小不利于排洪疏浚。山區涵洞孔徑設計必須保證洪水、漂浮物能夠從涵洞中安全通過，要滿足排灌要求，還應注意避免對上、下游農田的不利影響。 山區涵洞孔徑一般根據河溝斷面形態，采用流量孔徑計算法進行設計或校核。當地群眾對洪水情況了解的最清楚，應當虛心細致地向他們進行調查訪問，征求老百姓對涵洞位置、孔徑大小的意見。山區涵洞設計流量的計算，應按照涵洞所在地區的水文條件，徑流性質及搜集到的包括地區性流量的各種數據，綜合分析合理選用計算公式，進行計算。在這里介紹一種簡化公式可以根據流量求得各類涵洞的孔徑。 蓋板涵及箱涵: b =

8、 qp/(1.575h3/ 2) 石拱涵: b = qp/(1.422h3/ 2) 圓管涵: d = (qp/1.69)2/5 其中，h為涵前水深，m；qp為涵洞流量，m/s；b為涵洞凈寬,即凈跨徑，m； d為圓管涵直徑，m。 山區涵洞孔徑的計算方法很多，設計者應根據實際情況選用合適的方法進行計算、校核。隨著我國經濟發展，山區人民生活水平顯著提高，農業機械化程度大幅提高，大型農業機械跨越式增長，山區群眾維權意識不斷增強，高速公路沿線群眾對涵洞、通道等小型構造物的標準提出了越來越高的要求，涵洞孔徑的確定，還需考慮沿線居民要求，滿足沿線居民生產、生活要求，避免施工單位施工完畢，沿線居民發現問題，要

9、求調整斷面尺寸或進一步要求增加涵洞，導致后續施工受阻或已建成涵洞廢棄。 四、對涵洞洞口進行科學合理的設計 山區涵洞的洞口設施視地形地質和水文條件的不同有以下幾種形式： 1、當地勢較為平坦，河溝較寬，河溝縱斷面高差不大時，可選用八字墻式洞口；當河溝有明顯溝渠，且涵洞孔徑能滿足泄洪要求的情況下，可將八字墻的水流擴散角設為0，做成直墻式洞口，以減少工程量，降低造價；當涵洞高度大于5m 時，八字墻容易因土壓力的影響而傾斜，而錐坡的穩定性較高，可與端墻結合使用，或通過計算適當增大八字墻尺寸及背坡的坡比，以達到八字墻自身的穩定； 2、上游路基邊溝坡度較大，水流夾帶泥砂較多時，可在進水口設置深于涵底的蓄水井

10、，使其起到消能和沉淀泥砂的作用； 3、涵前的天然河溝縱坡為10%40% 時，可開挖溝槽，其縱坡坡率可取4%10%。溝底和溝槽邊坡以及路基邊溝均需鋪砌加工； 4、涵前的天然河溝縱坡大于50% 時，水流速度很大，進水口處需做跌水井，以減緩流速，削弱水能。上游溝槽開挖縱坡坡率因根據河溝地質情況決定，以保證土體不致滑移。上游溝槽鋪砌應加固成矩形截面，槽底每隔1.5m2m 設防滑墻一道； 5、陡坡涵洞的出水口最容易遭到水毀，一般采用八字翼墻、急流槽、跌水、緩流井、消力、人工加糙等設施。但需視河溝天然坡度情況，根據水利計算, 合理的選用幾種設施及彼此銜接的形式和尺寸； 6、當路基為分離式路基，且上下行相距較近，且內側邊坡坡率較緩（如1 ：4），但填土并不高，故同一位置的上下游涵洞可上游出水口與下游進水口相連通； 7、山區公路，為減少路基填方量、少占河道，常設大量擋土墻。若涵洞設在擋墻路段，可將擋墻作為涵洞的出口，并在擋墻出口外側設置10m 左右的洞口鋪砌保護擋墻。 結束語 本文針對涵洞設計對山區公路的重要性分析，對涵洞位置進行合理的考察并予以確定、對涵洞孔徑的確定、對涵洞洞口進行科學合理的設計進行簡要分析僅供參考。 參考文獻 1趙利強.山區高速公路涵洞設計方法的探討j.山西交通科技,2012,01:83-85. 2彭龍.吉林至草市