淺談山坡涵洞和倒虹吸管的構造特點

張占文

(黑龍江省龍建路橋第五工程有限公司)

1 山坡涵洞

山坡涵洞的洞底縱坡大，一般為10%～30%或更大一些。洞底縱坡主要由進水口及出水口處溝底的標高決定。洞身的布置視底坡大小有以下幾種形式。

(1)跌水式底槽(適用于底坡小于12.5%)

底槽的總坡度等于河槽或山坡的總坡度。洞身由垂直縫分開的管節組成，每節有獨立的底面、水平的基礎，見圖1。后一節比前一節垂直降低一定高度，這樣可以使位于斜坡上的涵洞得到穩定。為了防止管節錯臺時在拱圈或蓋板間產生縫隙，錯臺厚度不得大于拱圈或蓋板厚度的3/4。當相鄰兩節的高差大于涵頂厚度時，需加砌擋墻，但兩節間高差也不應大于0.7m或1/3涵洞凈高，以保證泄水斷面不受過大的縮減。管節的長度一般不小于臺階高度的10倍，若小于10倍時，涵洞應按臺階跌水進行水力驗算。做成臺階形的涵洞，其孔徑應比按設計流量算出的孔徑大些。

圖1 帶跌水式底槽的涵洞縱斷面

(2)急流坡式底槽(適用于坡度大于12.5%)

當坡度大于12.5%時修筑跌水式底槽，其每一管節的跌水高度太大，不能適應臺階長度的要求，因此，應建造帶有急流坡式底槽，急流坡式底槽坡度應等于或接近于天然坡度，見圖2。涵洞的穩定性主要靠加深管節基礎深度來保證，其形式一般為齒形或臺階形。

(3)小坡度底槽

如果地質情況不好，不允許修建坡度較大的涵洞時，應改為洞底坡度較小的，在進出水口設置有消能設備的涵洞，見圖3。

圖2 帶急流坡式底槽的涵洞縱斷面

圖3 小坡度底槽的涵洞縱斷面

洞口的設施視地形、地質和水文條件的不同有以下幾種形式。

①上游路基邊溝坡度較大、夾帶泥砂較多時，可在進水口處設置深于涵底的蓄水井，使其起到消能和沉淀泥砂的作用。

②涵前的天然河溝縱坡為10% ～40%時，可開挖溝槽，其縱坡率P值可取4～10。除巖石地基外，溝底和溝槽邊坡以及路基邊溝均需采用人工鋪砌加固。

③涵前的天然河溝縱坡大于50%時，水流流速很大，進口處需做跌水井，以減緩流速，削弱水能。上游溝槽開挖縱坡率應根據河溝地質情況決定，以保證土體不致滑移。當有必要進一步削弱水流能量時，急流槽內可增設人工加糙措施。為將上游溝槽鋪砌加固成梯形截面，為將上游溝槽做成U形截面。為穩定急流槽，槽底每隔1.5～2m設防滑墻一道。

④陡坡涵洞的出水口最容易遭到沖毀，一般采用八字翼墻、急流槽、跌水、緩流井、人工加糙等設施。但需視河溝天然坡度，根據水力計算，合理選用幾種設施及彼此銜接的形式和尺寸。

2 倒虹吸管

當路線穿過溝渠，路堤高度很矮，難以修建明涵時;或因灌溉需要，必須提高渠底。

公路上采用的倒虹吸管是豎井式，其斷面形狀一般有方形和圓形兩種。前者常用鋼筋混凝土方涵或漿砌條石蓋板涵，后者常用鋼筋混凝土管或混凝土管。除鋼筋混凝土方涵和管涵適用于較高水頭外，混凝土管涵和漿砌條石蓋板涵只適用于3m以下的水頭。由于倒虹吸管是有壓管道，又是倒置，如設置不當，既易漏水，又易堵塞，不便清理。所以必須采取防滲漏、防堵塞的措施，以免影響使用。