探討公路小橋涵的設計和施工問題

劉旭鶴

摘 要：小橋涵是公路跨越溝谷、河流和人工渠道所用的常見排水構(gòu)造物。單個小橋涵工程量小、成本低，但是小橋涵占據(jù)了整個公路工程的較大比重，所以小橋涵的設計和施工十分重要。

關(guān)鍵詞：公路小橋涵；設計；施工問題；涵洞

中圖分類號：U442.5 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）03-0060-02

1 公路小橋涵設計的關(guān)鍵技術(shù)

1.1 計算設計流量

流量計算值與實際情況是否相符，會對整個路線的安全性和工程成本等產(chǎn)生直接影響，所以在進行計算設計流量時，需要結(jié)合工程的實際情況，綜合運用多種計算方法，以確保流量計算的合理性。修訂公式時，要將水系的流域面積、流域坡度、長短度和植被情況等全部考慮進來，再從涵洞設計手冊中選擇常用公式。當然，不同地區(qū)的水利部門經(jīng)過多年觀測和總結(jié)，會歸納出一套相對完善和針對性較強的計算方法，盡管它未經(jīng)過嚴格的理論推導，但實用性比較強。此外，在河流面積比較大的流域，除了要采用公式計算其流量外，還要配合水利部門的相關(guān)資料對計算結(jié)果加以驗證；調(diào)查歷年洪水的水位、年限和洪水位處形態(tài)斷面等，再計算洪水流量和發(fā)生頻率，并將設計頻率下的洪峰流量確定出來。

1.2 合理選擇涵洞類型

公路小橋涵的類型有多種，不同類型適用于不同的情況。

鋼筋混凝土圓管涵適用于農(nóng)田灌溉區(qū)，其構(gòu)造簡單，具備較好的適應基礎性能，受力較強，且無需墩臺，成本低。但是，這種涵洞過水能力較弱，且施工過程中接縫處和防水層的施工質(zhì)量難以保證，因此，后續(xù)可能會由于漏水問題而對路基的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。

石拱涵則常用于山區(qū)公路，具有較大凈空間，一些較大的洪水流量也可順利通過。石拱涵結(jié)構(gòu)堅固且跨徑大，具備較強的承載潛力，但是這種涵洞自重大，相應的恒載也較大，所以對基承載能力要求較高，而且施工過程復雜，被破壞后修復成本高。

在高速公路小橋涵設計中，使用最為廣泛的是蓋板涵。這種結(jié)構(gòu)不僅堅固，且施工時可就地取材，對洞頂填土高度、地基承載力等也無較高要求，施工過程簡單，修復成本低。如果工程為軟土地基，則必須采用箱涵，雖然其對地基要求不高，但其成本高，且施工過程復雜，因此應用比較少。

1.3 涵洞定位原則

“順溝設涵”即涵洞位置與河溝的原有形狀盡量保持一致，且與水流方向相同，可起到利于泄洪和減少渦流的作用。當然，如果溝形復雜則要選擇直設涵，以改善水流條件。

“改溝合并”即為減少涵洞的數(shù)量，在兩條河溝相距較近、流量較小、可通過排水溝相連和不影響路基穩(wěn)定性的前提下，可以采用改溝合并的方案，以降低成本。

與路基排水系統(tǒng)互相配合，涵洞的設計會對路基排水產(chǎn)生直接影響。通常情況下，排水涵洞是路基排水的最終通道，所以設計涵洞時，要與地形、路線平縱相結(jié)合。如果路線通過較長的挖方地段或低洼處，要根據(jù)水流分布情況和邊溝的泄洪能力等，盡可能選擇路基兩側(cè)橫坡處設置涵洞，保證排水的暢通性。最后，與地質(zhì)勘探資料相結(jié)合，設置涵洞時要盡量避開不良地質(zhì)地段，比如滑坡、斷層和軟土等。通常涵洞設于溝壑地段，由于其地下水位高、地表沖積物厚，所以地基承載力較低，綜合考慮后，可將涵位由溝底移至岸坡。如果無法避免不良地質(zhì)，則要采取特殊措施來加固處理。

1.4 確定涵洞孔徑

所謂“涵洞孔徑”是指涵洞洞身過水凈空間的大小，確定涵洞孔徑要考慮設計洪水流量、河床地質(zhì)和加固形式所允許的平均流速等條件。設計涵洞孔徑時，要滿足泄洪設計的流量，且涵前涌水不得過高，涵內(nèi)流速不會沖刷河床或結(jié)構(gòu)物等。不過在實際工程設計中，路基填土高度越高，涵洞洞身就越高，相應的洞身斷面尺寸對工程量的影響也就越大。所以，設計時要注意諧調(diào)跨徑與臺高的比例關(guān)系，通常為1∶1～1∶1.5；針對通道式涵洞，可根據(jù)公路工程技術(shù)標準中的相關(guān)要求來確定其孔徑；針對一些高等級公路，考慮出現(xiàn)養(yǎng)護和清淤等情況，要求其孔徑設計不宜過小，且高等級公路涵洞通常比較長，如果孔徑過小會影響到通道內(nèi)的光線，給行人行走和小型機械通行造成不便，因此高等級公路可在滿足設計標準，并且其他條件允許的情況下，適當加大凈高，也可設計天窗透光。

2 公路小橋涵的施工問題

公路小橋涵的施工包括基底處理、安裝鋼筋、安裝模板、混凝土施工和外表修飾等幾個環(huán)節(jié)，施工過程中要保證施工的連續(xù)性和安排的合理性。

2.1 基底處理

不同類型的地基采取不同的處理辦法。干處挖基要分析地基土的類型、強度和密度等因素，地基處理范圍至少寬出基礎外0.5 m。如果進行水中挖基，施工時，要在相距基坑10 m外修排水溝，且排水時遠離基坑頂；如果基地有水影響施工，必須先引水后再進行基礎的修筑。一些工程基礎位于風化巖石層，此時要先清除淤泥、苔蘚和石塊等雜物，將巖石清洗干凈。如果巖石有傾斜，要盡量鑿平或鑿成多級臺階。

2.2 安裝鋼筋

在墊層上測量放樣，并將鋼筋布置大樣和立模邊線等畫出，再進行底板和側(cè)墻鋼筋的綁扎，注意綁扎側(cè)墻鋼筋時，為防止鋼筋籠變形，必須搭設臨時支架。綁扎鋼筋時要仔細核對圖紙，選擇對應的鋼筋品種、規(guī)格和數(shù)量，測量人員需確定具體的高程和位置再進行綁扎。

2.3 安裝模板

采用直徑50 mm的鋼管搭設內(nèi)支撐，采用可調(diào)托撐頂縱梁時，要求設置縱橫向距離控制在1 m以內(nèi)；設置豎向距離控制在1.2 m；在縱梁上布置橫梁，在橫梁上再設置頂模。內(nèi)支撐的橫向鋼管連接內(nèi)側(cè)模，以起到橫向內(nèi)支撐的作用。采用1.5 m的大平面模板制作內(nèi)模，模板接縫處要加貼密封條。

摘 要：小橋涵是公路跨越溝谷、河流和人工渠道所用的常見排水構(gòu)造物。單個小橋涵工程量小、成本低，但是小橋涵占據(jù)了整個公路工程的較大比重，所以小橋涵的設計和施工十分重要。

關(guān)鍵詞：公路小橋涵；設計；施工問題；涵洞

中圖分類號：U442.5 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）03-0060-02

1 公路小橋涵設計的關(guān)鍵技術(shù)

1.1 計算設計流量

流量計算值與實際情況是否相符，會對整個路線的安全性和工程成本等產(chǎn)生直接影響，所以在進行計算設計流量時，需要結(jié)合工程的實際情況，綜合運用多種計算方法，以確保流量計算的合理性。修訂公式時，要將水系的流域面積、流域坡度、長短度和植被情況等全部考慮進來，再從涵洞設計手冊中選擇常用公式。當然，不同地區(qū)的水利部門經(jīng)過多年觀測和總結(jié)，會歸納出一套相對完善和針對性較強的計算方法，盡管它未經(jīng)過嚴格的理論推導，但實用性比較強。此外，在河流面積比較大的流域，除了要采用公式計算其流量外，還要配合水利部門的相關(guān)資料對計算結(jié)果加以驗證；調(diào)查歷年洪水的水位、年限和洪水位處形態(tài)斷面等，再計算洪水流量和發(fā)生頻率，并將設計頻率下的洪峰流量確定出來。

1.2 合理選擇涵洞類型

公路小橋涵的類型有多種，不同類型適用于不同的情況。

鋼筋混凝土圓管涵適用于農(nóng)田灌溉區(qū)，其構(gòu)造簡單，具備較好的適應基礎性能，受力較強，且無需墩臺，成本低。但是，這種涵洞過水能力較弱，且施工過程中接縫處和防水層的施工質(zhì)量難以保證，因此，后續(xù)可能會由于漏水問題而對路基的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。

石拱涵則常用于山區(qū)公路，具有較大凈空間，一些較大的洪水流量也可順利通過。石拱涵結(jié)構(gòu)堅固且跨徑大，具備較強的承載潛力，但是這種涵洞自重大，相應的恒載也較大，所以對基承載能力要求較高，而且施工過程復雜，被破壞后修復成本高。

在高速公路小橋涵設計中，使用最為廣泛的是蓋板涵。這種結(jié)構(gòu)不僅堅固，且施工時可就地取材，對洞頂填土高度、地基承載力等也無較高要求，施工過程簡單，修復成本低。如果工程為軟土地基，則必須采用箱涵，雖然其對地基要求不高，但其成本高，且施工過程復雜，因此應用比較少。

1.3 涵洞定位原則

“順溝設涵”即涵洞位置與河溝的原有形狀盡量保持一致，且與水流方向相同，可起到利于泄洪和減少渦流的作用。當然，如果溝形復雜則要選擇直設涵，以改善水流條件。

“改溝合并”即為減少涵洞的數(shù)量，在兩條河溝相距較近、流量較小、可通過排水溝相連和不影響路基穩(wěn)定性的前提下，可以采用改溝合并的方案，以降低成本。

與路基排水系統(tǒng)互相配合，涵洞的設計會對路基排水產(chǎn)生直接影響。通常情況下，排水涵洞是路基排水的最終通道，所以設計涵洞時，要與地形、路線平縱相結(jié)合。如果路線通過較長的挖方地段或低洼處，要根據(jù)水流分布情況和邊溝的泄洪能力等，盡可能選擇路基兩側(cè)橫坡處設置涵洞，保證排水的暢通性。最后，與地質(zhì)勘探資料相結(jié)合，設置涵洞時要盡量避開不良地質(zhì)地段，比如滑坡、斷層和軟土等。通常涵洞設于溝壑地段，由于其地下水位高、地表沖積物厚，所以地基承載力較低，綜合考慮后，可將涵位由溝底移至岸坡。如果無法避免不良地質(zhì)，則要采取特殊措施來加固處理。

1.4 確定涵洞孔徑

所謂“涵洞孔徑”是指涵洞洞身過水凈空間的大小，確定涵洞孔徑要考慮設計洪水流量、河床地質(zhì)和加固形式所允許的平均流速等條件。設計涵洞孔徑時，要滿足泄洪設計的流量，且涵前涌水不得過高，涵內(nèi)流速不會沖刷河床或結(jié)構(gòu)物等。不過在實際工程設計中，路基填土高度越高，涵洞洞身就越高，相應的洞身斷面尺寸對工程量的影響也就越大。所以，設計時要注意諧調(diào)跨徑與臺高的比例關(guān)系，通常為1∶1～1∶1.5；針對通道式涵洞，可根據(jù)公路工程技術(shù)標準中的相關(guān)要求來確定其孔徑；針對一些高等級公路，考慮出現(xiàn)養(yǎng)護和清淤等情況，要求其孔徑設計不宜過小，且高等級公路涵洞通常比較長，如果孔徑過小會影響到通道內(nèi)的光線，給行人行走和小型機械通行造成不便，因此高等級公路可在滿足設計標準，并且其他條件允許的情況下，適當加大凈高，也可設計天窗透光。

2 公路小橋涵的施工問題

公路小橋涵的施工包括基底處理、安裝鋼筋、安裝模板、混凝土施工和外表修飾等幾個環(huán)節(jié)，施工過程中要保證施工的連續(xù)性和安排的合理性。

2.1 基底處理

不同類型的地基采取不同的處理辦法。干處挖基要分析地基土的類型、強度和密度等因素，地基處理范圍至少寬出基礎外0.5 m。如果進行水中挖基，施工時，要在相距基坑10 m外修排水溝，且排水時遠離基坑頂；如果基地有水影響施工，必須先引水后再進行基礎的修筑。一些工程基礎位于風化巖石層，此時要先清除淤泥、苔蘚和石塊等雜物，將巖石清洗干凈。如果巖石有傾斜，要盡量鑿平或鑿成多級臺階。

2.2 安裝鋼筋

在墊層上測量放樣，并將鋼筋布置大樣和立模邊線等畫出，再進行底板和側(cè)墻鋼筋的綁扎，注意綁扎側(cè)墻鋼筋時，為防止鋼筋籠變形，必須搭設臨時支架。綁扎鋼筋時要仔細核對圖紙，選擇對應的鋼筋品種、規(guī)格和數(shù)量，測量人員需確定具體的高程和位置再進行綁扎。

2.3 安裝模板

采用直徑50 mm的鋼管搭設內(nèi)支撐，采用可調(diào)托撐頂縱梁時，要求設置縱橫向距離控制在1 m以內(nèi)；設置豎向距離控制在1.2 m；在縱梁上布置橫梁，在橫梁上再設置頂模。內(nèi)支撐的橫向鋼管連接內(nèi)側(cè)模，以起到橫向內(nèi)支撐的作用。采用1.5 m的大平面模板制作內(nèi)模，模板接縫處要加貼密封條。

摘 要：小橋涵是公路跨越溝谷、河流和人工渠道所用的常見排水構(gòu)造物。單個小橋涵工程量小、成本低，但是小橋涵占據(jù)了整個公路工程的較大比重，所以小橋涵的設計和施工十分重要。

關(guān)鍵詞：公路小橋涵；設計；施工問題；涵洞

中圖分類號：U442.5 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）03-0060-02

1 公路小橋涵設計的關(guān)鍵技術(shù)

1.1 計算設計流量

流量計算值與實際情況是否相符，會對整個路線的安全性和工程成本等產(chǎn)生直接影響，所以在進行計算設計流量時，需要結(jié)合工程的實際情況，綜合運用多種計算方法，以確保流量計算的合理性。修訂公式時，要將水系的流域面積、流域坡度、長短度和植被情況等全部考慮進來，再從涵洞設計手冊中選擇常用公式。當然，不同地區(qū)的水利部門經(jīng)過多年觀測和總結(jié)，會歸納出一套相對完善和針對性較強的計算方法，盡管它未經(jīng)過嚴格的理論推導，但實用性比較強。此外，在河流面積比較大的流域，除了要采用公式計算其流量外，還要配合水利部門的相關(guān)資料對計算結(jié)果加以驗證；調(diào)查歷年洪水的水位、年限和洪水位處形態(tài)斷面等，再計算洪水流量和發(fā)生頻率，并將設計頻率下的洪峰流量確定出來。

1.2 合理選擇涵洞類型

公路小橋涵的類型有多種，不同類型適用于不同的情況。

鋼筋混凝土圓管涵適用于農(nóng)田灌溉區(qū)，其構(gòu)造簡單，具備較好的適應基礎性能，受力較強，且無需墩臺，成本低。但是，這種涵洞過水能力較弱，且施工過程中接縫處和防水層的施工質(zhì)量難以保證，因此，后續(xù)可能會由于漏水問題而對路基的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。

石拱涵則常用于山區(qū)公路，具有較大凈空間，一些較大的洪水流量也可順利通過。石拱涵結(jié)構(gòu)堅固且跨徑大，具備較強的承載潛力，但是這種涵洞自重大，相應的恒載也較大，所以對基承載能力要求較高，而且施工過程復雜，被破壞后修復成本高。

在高速公路小橋涵設計中，使用最為廣泛的是蓋板涵。這種結(jié)構(gòu)不僅堅固，且施工時可就地取材，對洞頂填土高度、地基承載力等也無較高要求，施工過程簡單，修復成本低。如果工程為軟土地基，則必須采用箱涵，雖然其對地基要求不高，但其成本高，且施工過程復雜，因此應用比較少。

1.3 涵洞定位原則

“順溝設涵”即涵洞位置與河溝的原有形狀盡量保持一致，且與水流方向相同，可起到利于泄洪和減少渦流的作用。當然，如果溝形復雜則要選擇直設涵，以改善水流條件。

“改溝合并”即為減少涵洞的數(shù)量，在兩條河溝相距較近、流量較小、可通過排水溝相連和不影響路基穩(wěn)定性的前提下，可以采用改溝合并的方案，以降低成本。

與路基排水系統(tǒng)互相配合，涵洞的設計會對路基排水產(chǎn)生直接影響。通常情況下，排水涵洞是路基排水的最終通道，所以設計涵洞時，要與地形、路線平縱相結(jié)合。如果路線通過較長的挖方地段或低洼處，要根據(jù)水流分布情況和邊溝的泄洪能力等，盡可能選擇路基兩側(cè)橫坡處設置涵洞，保證排水的暢通性。最后，與地質(zhì)勘探資料相結(jié)合，設置涵洞時要盡量避開不良地質(zhì)地段，比如滑坡、斷層和軟土等。通常涵洞設于溝壑地段，由于其地下水位高、地表沖積物厚，所以地基承載力較低，綜合考慮后，可將涵位由溝底移至岸坡。如果無法避免不良地質(zhì)，則要采取特殊措施來加固處理。

1.4 確定涵洞孔徑

所謂“涵洞孔徑”是指涵洞洞身過水凈空間的大小，確定涵洞孔徑要考慮設計洪水流量、河床地質(zhì)和加固形式所允許的平均流速等條件。設計涵洞孔徑時，要滿足泄洪設計的流量，且涵前涌水不得過高，涵內(nèi)流速不會沖刷河床或結(jié)構(gòu)物等。不過在實際工程設計中，路基填土高度越高，涵洞洞身就越高，相應的洞身斷面尺寸對工程量的影響也就越大。所以，設計時要注意諧調(diào)跨徑與臺高的比例關(guān)系，通常為1∶1～1∶1.5；針對通道式涵洞，可根據(jù)公路工程技術(shù)標準中的相關(guān)要求來確定其孔徑；針對一些高等級公路，考慮出現(xiàn)養(yǎng)護和清淤等情況，要求其孔徑設計不宜過小，且高等級公路涵洞通常比較長，如果孔徑過小會影響到通道內(nèi)的光線，給行人行走和小型機械通行造成不便，因此高等級公路可在滿足設計標準，并且其他條件允許的情況下，適當加大凈高，也可設計天窗透光。

2 公路小橋涵的施工問題

公路小橋涵的施工包括基底處理、安裝鋼筋、安裝模板、混凝土施工和外表修飾等幾個環(huán)節(jié)，施工過程中要保證施工的連續(xù)性和安排的合理性。

2.1 基底處理

不同類型的地基采取不同的處理辦法。干處挖基要分析地基土的類型、強度和密度等因素，地基處理范圍至少寬出基礎外0.5 m。如果進行水中挖基，施工時，要在相距基坑10 m外修排水溝，且排水時遠離基坑頂；如果基地有水影響施工，必須先引水后再進行基礎的修筑。一些工程基礎位于風化巖石層，此時要先清除淤泥、苔蘚和石塊等雜物，將巖石清洗干凈。如果巖石有傾斜，要盡量鑿平或鑿成多級臺階。

2.2 安裝鋼筋

在墊層上測量放樣，并將鋼筋布置大樣和立模邊線等畫出，再進行底板和側(cè)墻鋼筋的綁扎，注意綁扎側(cè)墻鋼筋時，為防止鋼筋籠變形，必須搭設臨時支架。綁扎鋼筋時要仔細核對圖紙，選擇對應的鋼筋品種、規(guī)格和數(shù)量，測量人員需確定具體的高程和位置再進行綁扎。

2.3 安裝模板

采用直徑50 mm的鋼管搭設內(nèi)支撐，采用可調(diào)托撐頂縱梁時，要求設置縱橫向距離控制在1 m以內(nèi)；設置豎向距離控制在1.2 m；在縱梁上布置橫梁，在橫梁上再設置頂模。內(nèi)支撐的橫向鋼管連接內(nèi)側(cè)模，以起到橫向內(nèi)支撐的作用。采用1.5 m的大平面模板制作內(nèi)模，模板接縫處要加貼密封條。