山区公路涵洞设计与施工探讨

山区公路涵洞设计与施工探讨

曹树志

安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司 （安徽，合肥 230088）摘要：近年来，我国公路网建设开始深入偏远山区，在建设中，山区公路涵洞的设计和施工问题得到了广泛的关注，研究山区公路涵洞的设计和施工具有十分重要的现实意义。本文首先阐述了山区公路涵洞设计的要点，在此基础上，探讨了施工的要点，仅供参考。

关键词：山区；公路涵洞；设计；施工

前言：

俗话说：要想富，先修路。公路作为经济发展的大动脉，在山区经济发展中发挥着不可或缺的重要作用，是山区加强对外交流的重要载体。近年来，在扶贫攻坚战略下，山区公路建设日益得到社会各界的广泛重视。在山区公路设计和施工建设过程中，无可避免会遇到涵洞的设计和施工，而作为一项实际要求较高的实践性工作，其设计和施工具有极高的特殊性^[1]。笔者就结合自身的工作实践，对山区公路涵洞的设计和施工进行探讨。

一、山区公路涵洞的设计要点分析

山区公路涵洞设计是一个综合性的工程，在其设计的过程中，因受地形及地质条件等诸多因素的影响，设计的难度较大。作为设计人员，必须重视设计工作，明确设计工作的重要性，能够从地基的稳定、施工组织、原材料质量和性能以及投资造价等多个不同的方面予以综合考虑，科学选择涵洞的位置，并合理设计涵洞的立面及洞口的形式，从而设计出一条安全、经济、合理的公路涵洞工程。

（一）涵洞结构形式的设计

在进行山区公路涵洞结构形式设计时，设计人员应根据项目工程的特点、地质条件、工期以及客户的要求进行综合考虑。一般来说，山区公路涵洞的结构形式主要包括石拱涵洞、管涵洞、钢筋混凝土盖板涵洞和箱涵洞四种^[2]。其中石拱涵洞是利用天然石料进行的，其造价较低，施工技术也相对简单，且经久耐用，后续的养护费用较低，但在施工时需要通过人工砌筑，因此施工的速度较慢。而且，建筑的高度较高，对于地基的要求也较高，一般适用于高填方地区；管涵洞一般是采用混凝土结构，钢筋的用量相对较少，便于预制，因此施工的速度较快，但如果出现损坏，进行维修养护存在较大的困难。随着发展，当前施工企业一般会应用波管材料进行施工；钢筋混凝土盖板涵洞也是当前应用较广的一种涵洞结构形式，其构造较为简单，一般是进行现场预制，工厂化施工，施工速度快，且质量较高。此外，盖板的自重较轻，对于地基承载力的要求不高，维护十分方便；箱涵也是当前山区公路涵洞设计中常用的一种结构形式，其整体性能较好，对于地基的适应性较强，但在运用过程中，耗费的钢量较多，因此造价相对较高，且需要进行现场浇筑，施工的难度较大。

（二）合理确定涵洞的位置

山区公路涵洞位置的选定工作十分重要，直接关系着路基的稳定性、道路的使用功能以及工程造价的高低。一般来说，在设计过程中确定涵洞位置时，首先应顺着沟壑进行设置，确保一沟一涵，尽量保持山区河沟原有的状态，且涵轴线应与水流的方向保持一致，从而利于泄洪，并减少对下游的冲刷破坏。其次，在设计时，还应该紧密结合道路的平纵横断面进行设计，并考虑线路中涵位的布置，使其能与排水沟、截水沟等排水设施形成完整的排水系统。但如果是在地势起伏较大的地区，且该区域河沟较为密集，汇水的面积较小，在设计时应利用山坡的截水沟、边沟以及排水沟等将相邻几条水流导入到同一方向，然后在最低处设涵，从而确保路基的安全。

（三）涵洞的立面布置要点

山区公路涵洞的立面布置，主要会受到自然沟底纵坡、进出水口的标高以及路基横断面形式等因素的影响。在设计时，如果河沟的纵坡不超过3%，且涵长不超过15m时，涵洞基础可进行水平布置，且在涵底的铺砌时，纵坡可采用1%～3%，而当河沟的纵坡超过3%，但低于6%时，在铺砌时可采用与天然河沟相同的纵坡。而对于山区公路高填方的路基段，如果整个路基范围内都是缓坡时，在设计方面会遇到更大的难题，因为涵洞受排水要求的限制，能够腾挪的空间较小，针对这种情况，设计人员应设计沿着沟底进行布置，以便于水流的宣泄。如果遇到陡坡的情况，在涵洞立面设计时，可设置成齿状基础或台阶形基础。

（四）洞口构筑物的设计要点

在进行山区公路涵洞洞口设计时，设计的洞口形式，应全面调查涵洞的进出口条件，对地形、地质及水文条件等进行详细勘测，然后根据勘测的结果合理选择洞口的形式。一般来说，洞口形式可以设计成八字墙、跌水井洞口、直墙、一字墙以及扭坡等不同形式的洞口。具体来说，涵洞口周围的地势较为平坦，且河沟具有一定的宽度时，可将其设计成八字墙形式的洞口；如果河沟中存在明显的沟渠，且涵洞的空间满足排水的要求时，可设计成为直墙形式；沟床稳定且土质坚实的河沟，可以设计成为一字墙；而扭坡形式的洞口一般适用于盖板涵、箱涵和石拱涵洞身与人工灌溉渠道的连接；跌水井形式的洞口则适用于河沟纵坡超过50%，或者是路基无法满足涵洞建筑高度要求的情况时。

二、山区公路涵洞施工技术要点

在进行山区公路涵洞施工时，施工技术人员应先进行测量放线，放出基础边线，然后再进行支模操作。一般来说，基础模板应采用钢模板来进行拼装，然后用钢管以及方木等进行模板的固定，并确保基础尺寸的准确。

在完成基础边线放线的同时，需要进行砼的拌制工作。在这一环节中，必须选用符合施工要求的原材料，并严格按照配合比进行混凝土的拌和，以确保混凝土拌制的质量。此外，在拌制的过程中，还需要控制好拌合时间及混凝土的坍落度，确保成品混凝土的均匀和色泽一致，不能出现离析与泌水的现象。在运输的过程中，应采用砼罐车进行运送,并保持砼罐能进行2～4r/min的低速旋转状态,以防止混凝土在运输过程中出现离析的情况。当混凝土运输到浇筑地点后，需要现场进行坍落度检测，性能合格后应立即进行混凝土的浇筑。在浇筑混凝土时，应提前清除模板内的杂物，并确保模板逢隙填塞的密实度，然后按照分层浇筑并振捣的方式进行施工。一般来说，每层混凝土的厚度应控制在30cm～35cm之间，同时使用Ф50mm型插入式振动棒进行振捣，在振捣时应遵循快插慢拔的原则，快速垂直插入，并确保振捣棒应插入下层5～10cm，从而保障振捣的密实^[3]。一般来说，在进行浇筑并振捣时，需要操作到混凝土停止下沉，表面平坦泛浆，不再冒出气泡为宜，不能出现过振或漏振的情况。在进行基础收面时，施工人员还将涵台范围内的基础顶面进行拉毛处理，并预埋一部分片石，以增强基础与台身连接的强度。在这一环节中，预埋的片石应高出基础顶面25cm以上，并布置成40～50cm间距的梅花型。此外，基础应每隔6m左右，设置出一道沉降缝，预留缝应保持上下垂直贯通的状态，但缝宽不宜超出2cm。最后，对沉降缝采用由外及里的方式，依次用2cm厚的水泥砂浆、10cm厚的沥青麻絮以及硬塑料泡沫进行嵌缝处理。完成操作后，确保混凝土达到规范的要求时，施工人员就可以进行拆模养生处理了。在养生过程中，应对混凝土表面覆盖草帘，或者是薄塑料进行养生，并确保养生的时间不少于7d^[4]。

结语：

综上所述，本文基于笔者的经验，系统阐述了山区公路涵洞的设计要点及施工技术要点，这仅是笔者的一点个人浅见，希望恩能够对相关设计单位及施工企业的设计施工工作提供参考，提升设计及施工的质量。

参考文献：

[1]李雪婷,王济源.山区高速公路涵洞特点与设计方法[J].四川建材,2019(11):190-191.

[2]胡可,徐治华.山区高速公路涵洞选型及设计要点分析[J].黑龙江交通科技,2017(09):140-141.

[3]李优峰.关于山区公路涵洞设计与施工的分析[J].四川建材,2021(07):172-173.

[4]陈泽民.关于山区公路涵洞设计与施工的分析[J].四川水泥,2020(05):83-83.