山區(qū)高速公路小橋涵勘察設計探討

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上山區(qū)高速公路小橋涵勘察設計探討【摘 要】本文從山區(qū)的地質、地形特點入手，綜合山區(qū)高速公路小橋涵的建設實踐，探討山區(qū)高速公路小橋涵布設的一般原則，并介紹了一些新的設計思路和方法。 【關鍵詞】山區(qū)高速公路;橋涵;勘察設計 “東部加密、中部成網(wǎng)、西部連通”是我國國家高速公路網(wǎng)規(guī)劃的總體布局思路，到現(xiàn)階段，”五縱七橫”的高速公路網(wǎng)已基本形成，東中部平原微丘區(qū)高速公路網(wǎng)已趨成熟，成規(guī)模的高速公路建設轉移到中西部，特別是山區(qū)高速公路面臨著新的發(fā)展機遇和挑戰(zhàn)。在高速公路勘測設計中，小橋涵位置與孔徑是否設置合理直接關系到高速公路的路基穩(wěn)定性及工程造價，是高速公路排水設計的重要環(huán)節(jié)。而

2、由于山區(qū)地形地質復雜，地面高差大，縱橫向地形起伏變化頻繁，路線標準相對較難把握，橋涵在確定方案和測設時往往缺乏成熟的經(jīng)驗。基于此，筆者從山區(qū)公路的基本特點入手，結合工作經(jīng)驗，針對山區(qū)高速公路小橋涵布設的一般原則和方法進行探討，并介紹了一些新的設計思路和方法，以供參考。 1.山區(qū)公路的基本特點山區(qū)山高溝深，地形相對復雜，公路的布線受地形、地質和氣候條件的限制很大。在地形方面，路線平、縱、橫均受到約束；在地質方面，山區(qū)往往土層薄，巖層厚，巖層產(chǎn)狀和地質構造變化復雜，影響布線；在氣候方面，山嶺區(qū)暴雨多，山洪急，溪流水位變化幅度較大，這都是山嶺區(qū)公路定線時不可忽視的因素。而山區(qū)公路橋涵總的特點是橋涵占

3、路線長度的比例較大，因此，由于受地形、地質和氣候條件制約，其技術指標要求相對較高。 2.山區(qū)高速公路小橋涵的布設2.1 總體布設原則2.1.1為確保橋涵基礎的穩(wěn)定并減少基礎加固的工程量與投資，小橋涵一般要求選在地質條件較好、地基穩(wěn)定的位置。2.1.2 涵洞位置應服從路線走向。因單個小橋涵的工程數(shù)量不大，所以小橋涵位置一般是在路線走向基本確定的情況下來選擇的。只有在如路線與河溝斜交太大、路線遇大洼深溝等特殊情況下才進一步權衡利弊，在不降低路線標誰的條件下局部調整路線，使之從較好的橋涵位通過。2.1.3 小橋涵址應選擇在水文、水力條件較好的河段，不因小橋涵位設置不當而造成排洪不暢、沖毀路基、積水淹

4、田或使農(nóng)業(yè)灌溉和正常交通受到影響。小橋涵位置和軸線方向的確定，要滿足設計流量的宣泄，使水流暢通，做到”進口要順、水流要穩(wěn)”，不發(fā)生斜流、漩渦等現(xiàn)象，以免沖毀洞口、堤壩或農(nóng)田。2.1.4 位置選擇要綜合考慮各種因素并進行技術經(jīng)濟比較，使橋涵工程量(包括橋涵主體及一切附屬工程)最小，以減少工程造價和養(yǎng)護費用。2.2 平面布置2.2.1小橋涵位置最好選擇河道順直、水流平緩段，以減少水流對橋臺的沖刷，也可減少墩臺基礎及河岸防護加固工程數(shù)量。2.2.2山區(qū)公路小橋涵一般應為一溝一涵，尤其是在降雨量大，暴雨集中，植被稀疏的地段，河溝不宜合并設涵。2.2.3 當?shù)貏葺^平坦，匯水面積不大，兩溝間距很近，具備溝

5、通合并條件，在不影響上游河流正常泄洪的情況下，通過經(jīng)濟技術比較后，工程造價低，技術合理，方可兩溝合并設涵，但應注意做好相鄰河溝間排水溝的連接及路基防護。2.2.4 當原溝底縱坡很陡，路基填土較高，不宜沿溝設涵，可移位，改設在邊坡一側。2.2.5 對一側坡面匯水面積較大，以及具有雞爪形山面的路段，又無明顯溝谷，須在適當?shù)牡攸c布涵。由于山區(qū)暴雨洪水匯集快，流速大，水勢猛，為確保路基安全，雖無明顯溝壑處也要每隔200m400m布設涵洞，將內邊溝水引出，以免路基內側邊溝集水過深、過大，漫路沖毀外側邊坡。2.3 立面布置2.3.1 設在天然溝床的涵洞，其洞底標高及縱坡，原則上應與天然溝床的標高及坡度相一

6、致。在溝床坡度甚小，涵長較短時，可按下游洞口溝床標高，將洞底做成平的，或按水流的臨界坡度設置溝底縱坡(常取數(shù)值1%3%)，如圖1。在有逐年往下沖深趨勢的溝床上，一般將洞底標高較現(xiàn)有河床深20m30m（清底），以保護洞底不至于很快懸于溝床之上。2.3.2 涵臺高度應按水力計算的要求確定，最好不用加高涵臺或加高側墻的方法來縮短涵長。對于管涵在設計中采用標準管節(jié)，用加高端墻調整涵長，也是常用的做法，但因故需要大幅度增加端墻高度以縮短涵長時，需做經(jīng)濟比較。2.3.3 當河溝的比降較陡，附近有大量石方可以利用，而修建陡坡涵造價較大時，則涵基可設置砌石基底以縮短涵長。2.3.4 根據(jù)現(xiàn)場條件需設計陡坡涵時

7、，應充分利用地形和地質條件，做到經(jīng)濟合理，并注意結構的穩(wěn)定性，對非巖石河溝，其縱坡小于10%時，可采用斜置式基礎，基底做成齒狀（見圖1a)，或出口做成扶壁式（見圖1b)。對巖石(風化層)河溝，采用斜置式基礎時，其縱坡也不應大于30%，否則應采用臺階式基礎（見圖1c)。在進行陡坡涵立面布置時，還應注意以下幾點：1)平置式陡坡涵每段長度一般以不小于2m為宜，相鄰兩端的高差一般不超過上部構造厚度的3/4。但這種布置分節(jié)數(shù)目太多，施工不便，因而可考慮使相鄰兩端的高差大于涵頂厚度而加設擋墻。同時，兩節(jié)高差也不應大于0.7m或1/3涵洞凈高，若超出此限，則需按洞內跌水情況另作調整，使涵洞的過水斷面不受過大

8、的縮減，通常將涵洞鋪底臺階和涵基臺階錯開以增大過水斷面。2)當溝底自然坡度較大，也可適應地形條件分段做成緩坡及陡坡。此類形式，由于洞內跌水，水流速能損失較大，在跌水處容易產(chǎn)生沉積，故其跌水段的長度需大于設計流量的水流跌落長度，并不小于涵洞的孔徑。3)要根據(jù)地質及基礎變化情況，認真考慮設置沉降縫的位置，以免涵洞由于不均勻沉降而產(chǎn)生裂縫，甚至斷裂。2.4 孔徑選擇山區(qū)公路在選擇孔徑時，要考慮山洪的影響。山洪攜帶大量泥砂和落石，對橋涵、路基有巨大破壞力。過去很多山區(qū)涵洞毀壞，都是由于水流沖擊或泥石淤積所造成的。故山區(qū)公路涌洞的孔徑一方面決定于排泄洪水，同時要重視它的排泄泥砂和落石等條件的需要。一般講

9、，山區(qū)涵洞不可過小。對有大量淤塞或落石滾移的位置，尚應根據(jù)落石的尺寸定出適當?shù)目讖健?3.山區(qū)高速公路小橋涵一些常見問題解決的新方法3.1高填方路基較多路段山區(qū)地形復雜，相對高差較大，填方大于20m的路基較多。當前一般采用現(xiàn)行規(guī)范進行涵洞設計，造成結構尺寸特別大，基礎設計采用特殊鋼筋砼擴大基礎甚至樁基礎，若高填方路段又是分離式路基則難度更大。而在涵洞施工中，高填方屬于控制工程，將有可能使工期滯后，以上問題在選取涵洞形式中必須考慮。在有條件的情況下，可以考慮前面”平面布設”中”岸坡設涵”的方式來解決，若條件不能滿足，則可考慮在已建成的山區(qū)高速公路中曾采用過一種新的涵洞形式-泄水隧洞。該泄水隧洞是

10、在天然山坡里設置，利用了天然地基的地質特性，因此既能有效解決高填方涵洞對于施工的影響，又能減少基礎的工程量，控制造價，可作為一種有效的方法應用于工程建設中，并可不斷加以研究改進。3.2 連續(xù)分布較多小型沖溝路段“雞爪”地形在山區(qū)高速公路中較普遍，沖溝多，沖溝匯水面積小。對此，一般解決方案是在公路沖溝處超填土方(即淹沒法)，通過調節(jié)填方邊溝標高與挖方邊溝縱坡順接，使邊溝水順坡流出。雞爪”地形，即采用”縱向排水”，該做法的優(yōu)點是”縱向排水”可合并集中設置構造物，結構物數(shù)量少，節(jié)約造價，缺點是路基填方側易壅水而浸泡路基，影響路基穩(wěn)定，并且邊溝過長需加大加深下游邊溝尺寸，挖方段山體開挖量大。現(xiàn)在，可以

11、考慮一種新的方法：增設”橫向排水”-從路基橫向角度解決路基單側所形成雍水，在沖溝位置設置橫向碎石盲溝。根據(jù)實際匯水面積，通過水文計算確定盲溝尺寸及塑料排水管直徑。為加快路基橫向排水速度，沖溝段路基應優(yōu)先采用透水性材料填筑。該法優(yōu)點是縱橫向排水結合，排水效果好；結構物數(shù)量少，節(jié)約工程造價；碎石盲溝施工簡單，工期短。缺點是碎石盲溝進口易堵塞，需做好跌水井、集水井等附屬結構物?？傊S著我國山區(qū)高速公路建設的不斷發(fā)展，地形、地質條件日趨復雜多樣，小橋涵設計作為整個山區(qū)高速公路勘察設計的重要環(huán)節(jié)，是一個綜合考慮、整體設計的過程，需要設計者經(jīng)過現(xiàn)場勘測，精心設計，并在不斷的建設實踐中研究新的思路和方法，使小橋涵在山區(qū)高速公路中發(fā)揮更大的作用?！緟⒖嘉墨I】JTG D60-20