淺談農村公路涵洞的勘察設計

關璐璐

(新疆新紀元公路設計有限責任公司)

淺談農村公路涵洞的勘察設計

關璐璐

(新疆新紀元公路設計有限責任公司)

主要針對2011年伊犁州重要農村公路昭蘇縣阿克達拉鄉—蘇勒薩依牧業村公路工程為實例進行分析，探討如何進行農村公路涵洞設計。

農村公路涵洞設計;阿克達拉鄉;工程造價

農村公路建設較大程度的受到地形、地質和灌溉條件的影響，由于公路的路基狀況不同，對于涵洞設計的特點也不完全相同，本文主要結合2011年伊犁州重要農村公路昭蘇縣阿克達拉鄉—蘇勒薩依牧業村公路工程項目進行分析，就如何搞好涵洞設計、提高公路使用性能提出建議。

1 涵洞勘察設計的一般思考

農村公路建設過程中，涵洞是跨越河流溝谷進行的人工渠道以及排除路基的內側邊溝水流時，常用的建設模式。具有造價較低，施工比較簡單的特點，相對于整體的公路建設來說，涵洞的工程數量比較小，只有在山區公路建設中分布較多，在山區的公路段，涵洞一般每隔200～300 m左右設置一個。在實際的設計施工中，要特別重視對涵洞位置的選擇，看其是否能夠滿足排灌的基本要求，且保障公路建設的基本結構穩定。

2 公路工程建設的基本概況及涵洞建設環境分析

昭蘇縣位于伊犁哈薩克自治州西南部，處于北緯42°38'～43°15'、東經 80°10'～ 80°30'之間，東與特克斯縣接壤，南與阿克蘇地區的拜城縣、溫宿縣隔山相望，西與哈薩克斯坦交界，北與察布查爾縣毗鄰。此公路工程的主線測設里程為K0+000～K22+000(含長鏈24.398 m)，支線為K0+000～K2+839.83，總長大致24.864 km。

2.1 公路建設基本地形分析

昭蘇縣為中亞內陸腹地一個群山環抱的高位山間盆地，由于四周高山環抱，形成了一個較為獨特的自然生態環境，海拔在1 323～6 995 m之間。伊犁州與哈薩克斯坦交界，境內地質情況復雜，具有多種多樣的成礦地質條件。本項目的地震動峰值加速度系數0.20 g。而水文條件也相對比較復雜，除特克斯河橫貫全境，還有24條河流分布在縣境南北。全縣河水年均總流量為110.60 m3/s，全縣可利用的水資源年徑流量為40.73億m3。沿線勘察2 m深度范圍內未見地下水。

2.2 路面結構的基本情況

通過調查資料分析，昭蘇縣屬于大陸性溫帶山區半干旱半濕潤冷涼氣候類型，氣候特點是：冬長夏短，沒有明顯的四季之分，只有冷暖之別。春秋濕潤、寒冷、多霧，盛夏多雷、多雨、多冰雹。公路等級三級，設計年限8年，自然區劃為VI4b，路面設計采用雙輪組單軸載100 kN作為標準軸載。設計年限內一個車道上累計當量軸次71.9萬次。根據實測最大彎沉值代表值173.5(0.01 mm)反算土基回彈模量為94.5 MPa，驗算確定主線路面結構層為：3 cmAC-13F細粒式瀝青混凝土面層+下封層+18 cm水泥穩定砂礫基層+15 cm天然砂礫底基層，路面設計彎沉值為48.5(0.01 mm)。

2.3 涵洞建設的基本情況分析

通過現場實地勘察，根據現有沖溝及實際地形進行布設，涵洞的孔徑根據形態調查法結合匯水面積確定，涵洞的設置服從路線走向，涵洞長度同路基寬度。全線涵洞設置如下：全線共設置78道涵洞，其中1～4.0 m鋼筋混凝土板涵8道，1～2.0 m鋼筋混凝土板涵29道，1～1.0 m鋼筋混凝土圓管涵10道，1～0.75 m鋼筋混凝土圓管涵22道，1～0.5 m鋼筋混凝土圓管涵9道。涵洞設計汽車荷載等級：公路-II級;設計洪水頻率：1/25。

3 農村公路涵洞勘察設計分析

3.1 涵洞位置的選擇

一般來說，涵洞位置是跟公路路線的走向相一致的，選擇位置主要考慮的因素包括基本的地形地貌，并在降低涵洞工程量和工程造價的基礎上，進行高質量的涵洞建設。根據昭蘇縣阿克達拉鄉—蘇勒薩依牧業村公路工程涵洞的具體情況來看，位置選擇主要考慮因素有以下幾個方面。

(1)與河流的交匯處，公路的路線上游匯水面積大于0.1 km2時，要進行涵洞設置。

(2)與其他路線交叉處，考慮到通行方便，設置相應的涵洞，根據與路線相交公路的功能、等級、用地條件和交通量等綜合調查，布設平面交叉路口，此公路建設項目全線共調查路線交叉12處，進行設計的平面交叉12處，其中渠化交叉1處，T型交叉9處，十字型交叉2處。在交叉處考慮到地形需可以設置涵洞。

(3)針對昭蘇縣阿克達拉鄉—蘇勒薩依牧業村公路工程的路基邊溝排水渠現狀，在山區公路的山坡線，可以考慮設置涵洞，并且間距大小不超過400～500 m。

3.2 洞口型式設計

一般來說，常用的農村公路涵洞型式設計主要包括一字墻護坡、錐形護坡、八字翼墻、下游接擋土墻附跌水、上游邊溝跌水井和跌水井等幾種形式，根據昭蘇縣阿克達拉鄉—蘇勒薩依牧業村的基本地形以及涵洞位置，進行洞口設計主要有以下設計類型。

(1)八字翼墻或錐形護坡洞口。

在昭蘇縣阿克達拉鄉—蘇勒薩依牧業村平坦順直、縱斷面高差變化不大的河溝可以設置八字翼墻或錐形護坡洞口。從而選擇涵洞形式較簡單，水力條件較好，在使用上具有工程量小、施工簡單和經濟等特點，相對來說，昭蘇縣阿克達拉鄉—蘇勒薩依牧業村公路的涵洞設計采用八字翼墻較錐形護坡更為經濟。

(2)一字墻護坡洞口。

一字墻護坡洞口在昭蘇縣阿克達拉鄉—蘇勒薩依牧業村公路的涵洞建設中也有一定的運用，適用于邊坡規則的人工渠道，且工程量比較小，形成窄而深的效果，在河流斷面變化不大的地區采用這種類型的洞口設計。

(3)上游急流坡與上游跌水井洞口。

在公路經過特克克斯河的時候，路基縱斷面設計滿足不了橋涵建筑高度要求，且河溝的縱坡為10% ～30%，設計的是這種類型的洞口設計，在溝底和溝槽邊采用人工鋪砌，形成的跌水高小于建筑高度，上游采取跌水井洞口，下游配合八字翼墻形式。但是在涵洞的河溝縱坡大于30%時，則在進口處設置跌水井，減緩水流速度，保障整個土體的穩定。為保證急流槽的穩定，當跌水高度大于4 m時，每隔1.5～2.0 m設一道防滑墻。

(4)上游邊溝跌水井洞口。

在河流的上游公路建設中，要排除長距離內的邊溝及截水溝的河水，需要進行邊溝跌水井的洞口設計，并在下游洞口設置八字翼墻。

［1］劉文進.淺談山區高速公路涵洞的勘察設計［J］.山西交通科技，2008，(4).

［2］王立.芻議公路涵洞的勘察設計方案［J］.城市建設理論研究，2011，(8).

［3］陳昌琳，陳瑞.淺談高速公路中涵洞的勘察設計［J］.科技信息，2009，(11).

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