高速公路小橋涵設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)思考

吳志強(qiáng)

(遼寧省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院)

高速公路設(shè)計(jì)中由于小橋涵數(shù)量大、造價(jià)低，設(shè)計(jì)中存在被忽視的傾向。而小橋涵設(shè)計(jì)恰恰是與沿線百姓直接利益攸關(guān)的，是關(guān)系民生問(wèn)題的大問(wèn)題，也往往是工程建設(shè)實(shí)施過(guò)程中矛盾最為突出，引起的設(shè)計(jì)變更最多的方面，一個(gè)小的設(shè)計(jì)疏忽、設(shè)計(jì)失誤都可能導(dǎo)致工程上、沿線百姓物質(zhì)上不可彌補(bǔ)的損失。因此，要求小橋涵設(shè)計(jì)者主觀上提高認(rèn)識(shí)，加強(qiáng)責(zé)任心，具體設(shè)計(jì)中堅(jiān)持實(shí)事求是，耐心細(xì)致，努力做到設(shè)計(jì)與施工、沿線百姓的和諧統(tǒng)一。

1 洞口進(jìn)出口設(shè)計(jì)應(yīng)因地制宜

對(duì)于靠近山體拱涵，進(jìn)口若采用一字墻洞口則靠近山體一側(cè)側(cè)墻開(kāi)挖較大，回填防護(hù)困難，根據(jù)地質(zhì)情況可以考慮采用八字墻形式進(jìn)行設(shè)計(jì)，洞口對(duì)應(yīng)溝渠的八字墻角度可做成直墻，同時(shí)將需要防護(hù)設(shè)計(jì)的段落提供給路線防護(hù)設(shè)計(jì)人員增加防護(hù)設(shè)計(jì)。對(duì)于進(jìn)口采用跌水井、急流坡等特殊洞口的占地問(wèn)題，以及小橋涵洞口出現(xiàn)順路接溝的設(shè)計(jì)要求應(yīng)加以重視和明確，很多項(xiàng)目在設(shè)計(jì)中沒(méi)有充分考慮給出洞口以外的占地，導(dǎo)致百姓阻工嚴(yán)重。后續(xù)設(shè)計(jì)中橋涵組應(yīng)加強(qiáng)與路線組的協(xié)調(diào)，向改移組提出征地需求，完善占地圖設(shè)計(jì)，降低施工期補(bǔ)充征地的難度。

小橋涵出口一定要明確，加強(qiáng)與原溝渠的連接。高速公路排水是一個(gè)系統(tǒng)工程，小橋涵的橫向排水不能脫離路線的縱向排水而獨(dú)立存在，也不能脫離于原溝渠而獨(dú)立進(jìn)行，否則，將是空中樓閣、無(wú)源之水。而高速公路設(shè)計(jì)中經(jīng)常出現(xiàn)外業(yè)調(diào)查不細(xì)、調(diào)查范圍不夠、設(shè)計(jì)中考慮不全的情況，導(dǎo)致小橋涵排水沒(méi)有出口，造成沖地、淹地、淹民宅等情況發(fā)生。在設(shè)計(jì)初始階段就對(duì)排水口設(shè)計(jì)充分重視，克服諸如為排水找出口引溝過(guò)長(zhǎng)、涉及占地、工程量大不值得等思想，將矛盾解決于設(shè)計(jì)初期，減少建設(shè)期間工程管理和設(shè)計(jì)變更。如通道兼排水設(shè)計(jì)時(shí)，排水必須有出口，否則會(huì)出現(xiàn)沖毀現(xiàn)狀道路的情況發(fā)生。

2 小橋涵基礎(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)地質(zhì)資料的使用和研讀，采用全壽命周期成本，合理選用基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式

設(shè)計(jì)人員應(yīng)努力提高對(duì)工程地質(zhì)的自我研判能力，對(duì)地質(zhì)成果的采用，不應(yīng)只重視基底承載力和側(cè)摩阻力等個(gè)別定量指標(biāo)，也應(yīng)對(duì)鉆孔位置、地質(zhì)的一般描述說(shuō)明等加以重視，詳細(xì)解析地質(zhì)描述，做到全局性把握，有針對(duì)性的選用指標(biāo)，達(dá)到質(zhì)量和安全的統(tǒng)一。如砂巖、頁(yè)巖、片麻巖、板巖、泥巖遇水軟化，承載力下降快;如設(shè)計(jì)中未考慮此種地質(zhì)的影響而設(shè)置為淺基礎(chǔ)，施工中往往都需改為樁基礎(chǔ)，否則將留下工程隱患。應(yīng)由設(shè)計(jì)人員應(yīng)與地質(zhì)鉆探人員一起進(jìn)行鉆探布孔，設(shè)計(jì)人員提出鉆孔的具體要求，保證鉆孔的有效性和可操作性。

小橋涵多需要在低洼處設(shè)置，而恰恰低洼處地質(zhì)條件不利，再加上填土較高，在具體設(shè)計(jì)中往往出現(xiàn)采用淺基礎(chǔ)承載力不足的情況，即使采取諸如基礎(chǔ)換填、平面位置平移至山腳下等措施，往往帶來(lái)基坑開(kāi)挖量大、對(duì)原地貌破壞嚴(yán)重、0#、1#臺(tái)地質(zhì)條件變化大等不利情況，對(duì)節(jié)約工程成本意義不大。需要設(shè)計(jì)者轉(zhuǎn)變?cè)O(shè)計(jì)理念，開(kāi)拓設(shè)計(jì)思路，改變小橋涵造價(jià)低，應(yīng)采用淺基礎(chǔ)的思維定式，采用全壽命周期成本對(duì)采用樁基礎(chǔ)和淺基礎(chǔ)進(jìn)行對(duì)比分析，堅(jiān)持具體問(wèn)題具體分析，努力達(dá)到安全和造價(jià)的和諧統(tǒng)一，小橋應(yīng)盡量采用樁基礎(chǔ)，通道可傾向于作淺基礎(chǔ)。

3 對(duì)于半坡涵設(shè)計(jì)應(yīng)加強(qiáng)重視，防患于未然

由于高速公路建設(shè)的大發(fā)展，新建項(xiàng)目多集中在山區(qū)、邊遠(yuǎn)地區(qū)，對(duì)于山區(qū)的涵洞設(shè)置;由于填土高度高，若設(shè)置在原位、采用原地面線會(huì)導(dǎo)致涵長(zhǎng)過(guò)長(zhǎng)，這種情況下，可采用半坡涵的形式進(jìn)行處理。就是將涵洞設(shè)置在新建路基上，涵洞進(jìn)口與原溝順接，出水口流經(jīng)填土邊坡后到達(dá)原地表。設(shè)計(jì)思路是清晰的、可行的、經(jīng)濟(jì)合理的，但在具體設(shè)計(jì)施工時(shí)常會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。

一是對(duì)填土路基的要求較高，不允許較大的不均勻沉降發(fā)生。由于具體施工時(shí)，橋涵施工和路基施工是兩個(gè)不同的施工單位，就對(duì)施工組織提出了較高的要求，也要求設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮此因素，在設(shè)計(jì)文件中對(duì)填筑材料粒徑、填筑后壓實(shí)度、填筑后的空隙率、工后沉降值、填筑標(biāo)高、超寬填筑尺寸等要求一定要明確，確保施工單位有理可查、有據(jù)可依。

二是進(jìn)口一定要與原坡順接。加強(qiáng)涵底鋪砌處理，必要時(shí)對(duì)原坡進(jìn)行整形并部分砌石防護(hù)，確保原地表水全部集束到涵洞中，避免沖刷路基坡角;靠近山體一側(cè)的洞口八字墻的角度宜順應(yīng)實(shí)際地形，盡量減少開(kāi)挖數(shù)量。

三是注意涵洞沉降縫處理及防水處理。由于是新填筑路基，空隙率、壓實(shí)度等指標(biāo)與天然基礎(chǔ)還有很大差距，因此，對(duì)于涵洞的防水問(wèn)題一定要重視?；A(chǔ)盡量設(shè)計(jì)為整體式基礎(chǔ)，既可減小不均勻沉降，又可有效避免水的下滲。設(shè)計(jì)中對(duì)沉降縫位置、寬度、所用材料、處置措施等都明確要求;對(duì)臺(tái)身的防水層提高技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，確保防水安全有效。

四是加強(qiáng)對(duì)出水口急流槽的專門設(shè)計(jì)，這是半坡涵的設(shè)計(jì)重點(diǎn)和難點(diǎn)。由于經(jīng)驗(yàn)不足等原因，設(shè)計(jì)者對(duì)半坡涵的出水口設(shè)計(jì)急流槽不夠重視，不做特殊設(shè)計(jì)，與一般填方路基急流槽的尺寸和基礎(chǔ)深度一致，結(jié)果出現(xiàn)問(wèn)題。如丹東至通化高速公路的半坡涵，施工完成未交工驗(yàn)收階段，恰逢暴雨，暴雨過(guò)后，發(fā)現(xiàn)多數(shù)涵洞出口沖刷路基嚴(yán)重，導(dǎo)致涵洞失穩(wěn)，甚至一個(gè)涵洞6 m的出口邊段整個(gè)被沖走。所以，半坡涵的出口的急流槽應(yīng)根據(jù)暴雨期的水流量、水流速度、沖刷值進(jìn)行專門設(shè)計(jì)，充分考慮新填筑路基邊坡的實(shí)際，合理設(shè)計(jì)急流坡的長(zhǎng)度、尺寸、位置、基礎(chǔ)深度、邊坡加強(qiáng)防護(hù)寬度等，做到有的放矢、安全高效、不留隱患。凡事預(yù)則立，不預(yù)則敗。半坡涵做為一個(gè)以往設(shè)計(jì)相對(duì)較少的結(jié)構(gòu)形式，要求設(shè)計(jì)者必須根據(jù)每一個(gè)涵洞的具體情況，對(duì)進(jìn)出口進(jìn)行專門設(shè)計(jì)，充分考慮施工的不可控制因素，對(duì)施工期間的臨時(shí)排水等明確要求，不可有麻痹思想和僥幸心理。

4 涵洞標(biāo)高、凈高的設(shè)置應(yīng)滿足實(shí)際需要

當(dāng)路線沿水庫(kù)邊緣布設(shè)時(shí)，對(duì)于靠近水庫(kù)水位應(yīng)加強(qiáng)調(diào)查，尤其應(yīng)重視水庫(kù)豐水期水位的調(diào)查，確保路基防護(hù)高度滿足要求外，還應(yīng)考慮該段落內(nèi)的有同行功能的橋涵豐水期是否積水，若無(wú)法調(diào)查清楚時(shí)建議取得攔水壩頂或溢洪道標(biāo)高作為參考，避免出現(xiàn)通道內(nèi)積水無(wú)法通行的情況。

現(xiàn)階段高速公路設(shè)計(jì)中，小橋涵、通道凈高確定過(guò)于拘泥于規(guī)范要求和滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要求，過(guò)于機(jī)械，對(duì)于消防、林業(yè)生產(chǎn)等要求，缺乏發(fā)展眼光，標(biāo)準(zhǔn)選擇偏低，對(duì)周邊群眾影響較大。每個(gè)村莊應(yīng)保留一條標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)較高的通道，作為消防、救援通道。

5 加強(qiáng)與路基設(shè)計(jì)組間的銜接配合，加強(qiáng)與沿線地方百姓的充分溝通，充分滿足地方要求

應(yīng)加強(qiáng)小橋涵與路基連接處的設(shè)計(jì)溝通，尤其是與路基防護(hù)和路線排水的銜接處理。小橋涵設(shè)計(jì)中應(yīng)耐心細(xì)致、考慮周全，對(duì)于接路基擋土墻的小橋涵，應(yīng)及時(shí)與路基設(shè)計(jì)者溝通，傳遞設(shè)計(jì)資料，保證路基擋墻設(shè)計(jì)至橋涵的進(jìn)出口末端，避免排水平面位置不對(duì)齊、尺寸不對(duì)應(yīng)、縱向標(biāo)高矛盾等的情況發(fā)生。位于互通立交服務(wù)區(qū)主線及匝道、分離式路基范圍內(nèi)的涵洞設(shè)計(jì)，當(dāng)涵洞兩側(cè)洞口不平行時(shí)涵長(zhǎng)計(jì)算應(yīng)按照兩側(cè)路肩位置的實(shí)際標(biāo)高和交角計(jì)算，不應(yīng)按照與主線交角進(jìn)行設(shè)計(jì)，否則涵洞長(zhǎng)度有誤，待土基填筑后發(fā)現(xiàn)涵長(zhǎng)不足已經(jīng)無(wú)法接長(zhǎng)，只有通過(guò)調(diào)整填方邊坡坡率增加防護(hù)設(shè)計(jì)等方式處理，最終效果也不甚理想。

小橋涵是解決局部排水問(wèn)題，是為沿線百姓服務(wù)的，而水火無(wú)情，所以說(shuō)小橋涵設(shè)計(jì)是關(guān)系民生的大事。設(shè)計(jì)者應(yīng)改變過(guò)去單一強(qiáng)調(diào)工程的經(jīng)濟(jì)性、功能性的要求，將民生觀念融入貫穿設(shè)計(jì)的全過(guò)程。在外業(yè)期間注意切實(shí)與地方村鎮(zhèn)、百姓的溝通，虛心聽(tīng)取沿線百姓的意見(jiàn)，詳細(xì)了解百姓的需求，堅(jiān)持因地制宜、工程服務(wù)民生的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)，努力做到工程與沿線百姓利益的相互和諧、統(tǒng)一。如貴州遵義至畢節(jié)高速公路遵義段同一涵洞需滿足灌溉、排水、人行等諸多功能，而在標(biāo)高上又相互矛盾，經(jīng)與地方百姓仔細(xì)協(xié)商，充分借鑒地方建設(shè)特色，采用增加懸掛水管等方式，較好地解決了問(wèn)題;如貴州山區(qū)取水困難，個(gè)別涵洞既要解決橫向排水問(wèn)題，還需保護(hù)路基下壓覆的水井，經(jīng)與地方百姓協(xié)商，采取加高原水井口的做法，圓滿地解決了問(wèn)題。

現(xiàn)階段，高速公路小橋涵設(shè)計(jì)著重解決排水問(wèn)題，對(duì)于照明、安全等問(wèn)題未以考慮。而山區(qū)填方路基填土較高，導(dǎo)致涵長(zhǎng)過(guò)長(zhǎng)，而且涵下縱坡較大，加之南方多雨，導(dǎo)致涵洞內(nèi)即便在白天也陰暗、潮濕、狹窄，如果涵洞兼人行，旁邊還會(huì)有開(kāi)口的邊溝;即使設(shè)計(jì)階段未考慮人行的涵洞，但由于設(shè)計(jì)中不可避免的減少了原來(lái)居民的出行通道，由于出行便利和出行習(xí)慣，附近居民可能會(huì)利用部分涵洞出行;再加上時(shí)間長(zhǎng)了，因無(wú)人管理、當(dāng)?shù)匕傩沼X(jué)悟等問(wèn)題，涵洞內(nèi)又會(huì)堆積雜物。以上問(wèn)題最終可能引起安全問(wèn)題，確實(shí)需在設(shè)計(jì)階段應(yīng)予以重視和考慮。

[1]降低造價(jià)公路設(shè)計(jì)指南[M］.交通部公路司，2005.

[2]公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范(JTG D60-2004)[S］.北京.人民交通出版社，2004.

[3]公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(JTG B01-2003)[S］.北京.人民交通出版社，2004.

[4]公路涵洞設(shè)計(jì)細(xì)則(JTG/T D65-04-2007)[S］.北京.人民交通出版社，2007.