淺談涵洞的設計

赫 宏，高新梅

(1.鶴大公路雞西分指揮部;2.尚志市公路管理站)

1 涵洞設計的一般原則

(1)宜就地取材，盡量節約鋼材。

(2)盡量套用標準設計，加快設計、施工進度。

(3)在同一段線路范圍內盡量減少涵洞類型，以便大量集中制造簡化施工。

(4)充分考慮日后維修養護的方便。

(5)同一段線路的涵洞應作合理的布局，使全線橋涵能形成暢通無阻的、良好的排水系統。

(6)設計中應加強方案比選工作。除技術條件外，應充分考慮經濟效益，節省投資。

2 涵洞類型的選擇

涵洞類型的選擇應綜合考慮以下因素。

2.1 地形、地質、水文和水力條件

涵洞類型選擇時應考慮水流情況、設計流量大小、路堤填方高度、涵前允許最大壅水高度、地基承載能力等。一般當設計流量在10 m3/s左右時，宜采用管涵;在20 m3/s以上時，宜采用蓋板涵;設計流量更大時，宜采用拱涵。地基情況較差時，可考慮采用箱涵。

2.2 經濟造價

因地區不同，涵洞造價往往差異很大。涵洞造價主要取決于材料的料場價格，其次是材料的運輸費用和當地的人工、機具費用。

2.3 材料選擇和施工條件

涵洞材料選擇要因地制宜，盡可能就地取材，優先考慮圬工結構，少用鋼材。為方便施工，一段線路上不宜采用過多類型的涵洞，便于集中預制，節省模板，保證質量，加快施工進度。

2.4 養護維修

為便于養護，孔徑不宜過小，洞身不宜過長。冰凍地區不宜采用倒虹吸管涵，否則，應在冰凍前將管內積水排除，并將兩端進口封閉。

3 涵洞孔徑的確定

根據設計流量確定涵洞的凈跨徑。在確定涵洞凈跨徑時，應結合涵洞凈高綜合考慮。根據計算的涵洞凈跨徑套用標準跨徑?！豆窐蚝O計通用規范》規定的涵洞標準化跨徑有75 cm、100 cm、125 cm、150 cm、200 cm、250 cm、300 cm、400 cm八種。

4 涵洞布置

4.1 涵洞的平面布置

涵洞的平面布置主要是解決好涵位及涵軸線與路線交角的問題。涵洞應盡量布置成正交，當天然河道與路線斜交，經過技術經濟比較，不宜改河時，則采用斜交涵洞。斜交涵洞的斜交角通常取5°為一級，以便利用標準圖中的尺寸。

4.2 涵洞的立面布置

(1)涵洞標高確定涵洞頂面中心標高應服從路線縱斷面要求，可從路線設計標高推算出來。涵底中心標高一般與天然溝床標高一致或略低一些。如果是老涵改建，涵底的標高應考慮涵洞進出口溝底標高，以此確定涵底中心標高。

(2)涵底縱坡涵底縱坡最好選用臨界坡度，此時涵洞的排洪能力最大。但實際設計時，涵底縱坡通常根據溝底縱坡確定。最小縱坡不小于0.4%，以防淤積;也不大于最大坡度，以防涵底鋪砌被沖毀。

(3)涵底基礎設置在天然地基上的涵底基礎，除巖石、礫石及粗砂地基外，其地基為凍脹性土時，均應將基底埋人冰凍線以下不小于0.25 m。當基底下有軟土層時，為了將基礎置于好土層上或需人工加固地基時，往往需將基礎埋置于較深的土層中。當溝床坡度大于5%時，涵底基礎宜每隔3～5 m設置防滑橫隔墻或把基礎分段做成階梯形(見山坡涵洞)。在無沖刷處，涵洞基底除巖石地基外，一般應設在天然地面或河底面以下1 m，如河床上有鋪砌層時，一般宜設在鋪砌層頂面以下1 m。

5 涵洞尺寸及工程數量

當涵洞選擇標準跨徑后，其細部尺寸及工程數量均可套用相應的標準圖，使用時應注意。

(1)荷載應與標準圖一致，不能大于標準圖的規定。

(2)材料強度等級、地基承載力不能低于標準圖的要求，否則應進行強度驗算。

(3)當設計的墻身高與標準圖不一致時，應選用標準圖上大一級墻身所對應的各部分尺寸。

(4)當有些工程數量無法從標準圖上查得時，應通過計算確定。

6 洞口形式

涵洞的洞口形式應根據涵洞進出口的地形和流量大小確定。選定后，也可套用標準圖。

無論采用的是何種洞口形式，其進水口均須鋪砌。