淺析高速公路涵洞進出口加固處理方法

要海亮

（山西交通科學研究院，山西 太原 030006）

1 涵洞結(jié)構(gòu)組成

涵洞主要是為排泄地面水流而設置的橫穿路基的小型排水構(gòu)造物，是由洞身、洞口和基礎組成。洞身在路基填土下面，是路堤下的過水通道，它受涵洞上填土的垂直和側(cè)向土壓力以及活載作用；基礎把涵洞受到的荷載均勻地傳遞到地基上，并使水流通過路基以免受到水流的直接沖刷；洞口是連接洞身與上下游水道，使水流能順暢地通過洞身，并保證洞口周圍的路基邊坡不受沖刷。洞口是由進水口與出水口組成。進口構(gòu)筑物由進口翼墻、護底和涵前鋪砌構(gòu)成；出口構(gòu)造物是由出口翼墻、護底和出水口防沖刷鋪砌或消能結(jié)構(gòu)構(gòu)成。

2 進出口加固處理方法

2.1 進水口的處理

（1）在天然縱坡小于10%，河溝順直的情況下，涵洞常順河溝縱坡設置。進水口一般在翼墻間做一段干砌片石鋪砌；當流速較小，孔徑較大或多孔涵洞，進口溝床加固可采用局部鋪砌，及翼墻基礎內(nèi)側(cè)成U型鋪砌，這種鋪砌形式可以減少工程量。

（2）涵前天然河溝縱坡為10%~40%時，除地基為巖石外，開挖溝槽邊坡和路基邊坡都須采用鋪砌加固的方法。涵洞溝底縱坡較大，水流容易在進口處產(chǎn)生水躍現(xiàn)象，應在進口前設置水平距離約為1~2倍的洞口孔徑。當水流帶有泥沙較多時，可在進口處設置沉砂池，既能沉沙又可以消能。若設置陡坡涵洞，則不需設置緩坡段。

（3）當涵前河溝縱坡大于50%，水流流速很大時，進口須設置急流槽跌水，消力池、消力檻，以達到消能減速的目的。

設置各種類型的進水口設施時，應注意與原來河溝順接，使水流暢通，上游溝槽非常彎曲時，應截彎取直，上游溝底為透水性強的砂石地質(zhì)時，應在銜接處設置截水墻，其深度0.6m~1.0m，不宜采用改溝、截流，以免水流進入原河溝沖刷路基。

2.2 出水口溝床處理

出水口接河床處，由于流速大，沖刷引起的病害較多，應根據(jù)河溝不同溝型、地貌作適當?shù)奶幚?，以防設置涵洞以后引起的水害。

（1）天然河溝縱坡小于15%，洞底坡度小于5%時，出水洞口一般采用延長鋪砌，加深截水墻的處理方法。

鋪砌加固長度，可根據(jù)河床土質(zhì)及洞口建筑端點的單寬流量確定，鋪砌的厚度根據(jù)鋪砌的類型、材料及出口流速來確定；加厚段厚度應考慮涵洞出口的水深，一般采用臨界水深，加厚段長度約為全部加固長度的30%，通常不小于1.5 m；截水墻埋入的深度，一般應等于或大于涵洞及翼墻基礎底面的深度。為了減小水流速度，減弱對出水口及附近溝床的沖刷同時減少工程量，公路部門的相關生產(chǎn)和科研單位，總結(jié)出了在涵洞出水洞口采用八字墻以三級挑砍的經(jīng)驗，通過在實踐中的應用，效果明顯。三級挑坎的上下坎間距離在2m~4m范圍內(nèi)都可得到良好的防沖刷效果，在設置中坎間距離越大，鋪砌越短，坎間距離越小。

（2）天然河溝的縱坡大于15%，涵洞的底坡大于5%時，其出水口應根據(jù)地形、地質(zhì)和水力條件，分別采用急流槽、跌水、消力池或人工加糙等措施，對溝床作適當?shù)奶幚?。一般河溝落差較大，多采用急流槽，落差較小的，多采用跌水。消力池、消力檻能在較小的距離內(nèi)消耗能量和減緩流速。人工加糙沿程設置在一段距離內(nèi)，以增加水流阻力，達到逐漸減耗能量降低流速的效果。

以上這些不同形式的消能設施，可以單獨使用，也可以結(jié)合使用。

除此之外，還要注意清理洞口淤泥，疏通進出口的溝槽，避免堵塞。這些都是平時做好保護涵洞的進出口的有效方法。

3 結(jié)論

涵洞進出口加固對于高速公路建設有著重要的作用，很多的路基破壞就是因為涵洞進出口損壞而導致的。涵洞進出口的處理應以高度重視。

[1]公路橋涵設計手冊.顧克明等編著.人民交通出版社，1993.5。

[2]涵洞.管楓年編著.水力電力出版社.1993.2

[3]公路邊坡防護技術的應用.張華.山西交通科技.2009（3）：31-32