山区公路涵洞设计与施工探讨

山区公路涵洞设计与施工探讨

李帅帅 胥涛

河南省交通规划设计研究院股份有限公司 河南省郑州市 450000

摘 要：山区公路是连接山区与外界的重要通道，而涵洞则是山区公路的重要组成部分。涵洞可以解决山区河流、沟谷等自然障碍对公路的阻隔，提高公路的通行能力和安全性。然而，由于山区地理环境的特殊性，山区公路涵洞的设计与施工面临着许多挑战和难点。因此，本文旨在探讨山区公路涵洞的设计与施工，以期为相关工程提供参考和借鉴。

关键词：山区公路；涵洞设计；施工探讨

随着我国经济发展的同时，人们的高质量社会需求也在不断增加，公路建设也迎来了前所未有的高潮。山区公路涵洞是山区公路的重要组成部分，对于保障山区公路的通行能力和安全性具有重要意义[1]。因此，在修建高速公路涵洞之前，要做好前期的准备工作，要事先勘查现场的一切。在施工过程中，要按照前期的计划，精心安排和实施，保证工程的有序开展，从而为工程质量的提高提供保障，并从某种程度上规避安全风险。

1 山区公路涵洞设计的设计

1.1选型与布局

在选型方面，需要考虑地形、地质、水流等条件，以及交通流量和未来发展规划。常见的山区公路涵洞类型有管涵、箱涵、拱涵等，每种类型的涵洞都有其特点和适用范围。例如，管涵适用于流量较小的沟谷或路基下，可以节省材料和施工时间；箱涵适用于流量较大的河流或沟谷，可以提供较大的过水断面；拱涵则适用于地形较复杂或流量较小的山区河流。因此，在选型时需要根据实际情况选择合适的涵洞类型。

在布局方面，需要考虑涵洞在路线中的位置和与周围环境的协调性。涵洞的位置应尽量选择在地质条件稳定、承载力强的地点，避免在不良地质条件，如滑坡、泥石流等处设置涵洞[2]。同时，涵洞的位置应与周围环境相协调，避免对自然景观造成破坏或影响。在选型和布局方面，还需要考虑施工方便和经济性等因素。结构简单、受力合理的涵洞类型，可以降低施工难度和提高施工效率，同时也可以减少后期的维护和管理成本。因此，在选型和布局时需要综合考虑各种因素，以选择最优的方案。

1.2结构设计

在结构设计时，需要考虑强度、刚度、稳定性等因素，以确保涵洞在使用过程中能够安全、稳定地运行。首先，强度是保证涵洞能够承受交通流量和自然灾害等荷载的关键因素，因此需要进行详细的荷载分析，并选择合适的材料和结构形式来满足强度要求。其次，刚度是保证涵洞在使用过程中不易变形和破坏的关键因素，因此需要进行合理的结构设计，以提高涵洞的刚度。最后，稳定性是保证涵洞在使用过程中，不易发生倾覆或滑动等问题的关键因素，因此需要进行稳定性的分析和设计，以确保涵洞的安全性和稳定性。

在分析涵洞的荷载时，需要考虑车辆荷载、水流冲击力、土压力等作用力，同时还需要考虑地震、风载等偶然荷载的影响。根据分析结果，可以选择合适的材料和结构形式进行结构设计[3]。例如，可以采用钢筋混凝土结构、圬拱结构、钢结构等材料形式，以及采用箱型、管型、拱形等结构形式。在结构设计时，还需要考虑施工方便和维护管理等因素。结构设计应尽量简化，方便施工和安装，同时也要考虑后期的维护和管理要求。

1.3水利设计

涵洞的孔径和形状设计需要基于水流方向、速度和流量等因素来进行。这些因素会直接影响涵洞的排水能力。因此，为了确保排水顺畅，需要根据这些因素进行合理的计算和分析，以确定合适的孔径和形状。其次，涵洞的坡度和进出口高程也是水利设计的重要参数。这些参数需要根据地形和地质条件进行合理地设计和调整。同时，进出口高程的设计也需要考虑到水流的流速和流量，以避免水流对周围环境造成不良影响。

此外，水利设计还需要考虑下游河道的泄洪能力。如果涵洞的设计泄洪能力超过了下游河道的泄洪能力，那么可能会导致洪水泛滥，对周围环境和人民生命财产安全造成威胁。因此，在进行水利设计时，需要对下游河道进行充分调查和研究，以确保涵洞的设计不会对下游河道造成影响。水利设计还需要考虑一些其他因素，如洪水周期、泥沙含量、地形变化等。这些因素可能会影响水流的流速、流量和方向，因此在进行水利设计时，需要充分考虑这些因素，并进行必要的调整和修正。

2 山区公路涵洞设计的施工

2.1施工前准备

在施工前的准备阶段，需要进行详细地现场调查，了解地形、地质、水文等条件，以便为施工设计和组织提供基础资料。同时，还需要进行风险评估和安全预想，制定相应的安全措施和应急预案，确保施工过程的安全性和可靠性。根据现场调查的结果，需要编制施工组织设计，包括施工方案、施工进度计划、施工质量控制方案等。施工组织设计是指导施工的重要文件，需要充分考虑各种因素，如地形条件、施工条件、人员配备、材料供应等，以确保施工的顺利进行。

2.2基础施工

在基础施工阶段，需要根据设计要求进行基坑开挖、基础垫层和基础浇筑等施工。其中，基坑开挖应考虑边坡的稳定性和安全性，基础垫层应选择合适的材料和厚度，基础浇筑应保证混凝土的强度和质量

[4]。对于不良地质条件，如软土地基、滑坡等，应采取相应的处理措施。例如，可以采用桩基、扩基、砂石柱等加固措施，以提高基础的承载力和稳定性。同时，还需要采取相应的防水措施，如设置排水沟、防水层等，以防止地下水对基础造成不利影响。

2.3主体施工

在主体施工阶段，需要根据设计要求进行涵洞主体的施工，包括墙身、盖板、防水层等。墙身是涵洞的主要承重结构，需要保证其强度和稳定性；盖板是涵洞的顶部结构，需要承受水流的压力和冲击力，因此需要选择合适的材料和厚度；防水层是用来防止水分渗透的重要结构，需要选择合适的材料和施工工艺。

在施工过程中，应保证涵洞的形状、尺寸、位置等符合设计要求。这需要施工人员严格按照施工图纸进行施工，确保每个部分的位置和尺寸都符合设计要求，同时，还需要注意成品的保护和质量控制。

2.4防水施工

防水施工的目的是防止水分渗透到涵洞内部，以保持涵洞内部的干燥和安全性。因此，防水层的材料和施工工艺的选择非常重要。常用的防水层材料包括沥青、防水卷材、防水涂料等，对于山区公路涵洞的防水施工，一般会选择防水涂料或防水卷材。这些材料具有较好的耐久性和防水性能，能够适应山区复杂的环境条件。其次，需要确定合适的施工工艺。防水涂料的施工工艺包括基层处理、涂刷涂料、验收等环节。

2.5回填施工

在涵洞施工完成后，应及时进行回填施工。回填施工的目的是防止水流对涵洞造成破坏，因此需要选择具有良好的透水性和稳定性的回填材料。常用的回填材料包括砂砾、碎石、土石混合料等。这些材料能够有效地排水，并保持涵洞周围土壤的稳定性。在回填施工过程中，应分层夯实回填材料，以确保回填质量和安全性。分层夯实可以保证回填材料的密实度，防止回填材料松散或形成空洞，从而避免涵洞周围土壤的沉降和不稳定性。

结束语

在未来的发展中，随着科学技术的不断进步和创新，山区公路涵洞设计与施工将面临更多的挑战和机遇。因此，还需要不断探索和研究新的技术和方法，以提高涵洞的设计水平和施工质量，为山区公路的建设和发展，做出更大的贡献。

    参考文献：
  [1] 李优峰.关于山区公路涵洞设计与施工的分析[J].四川建材, 2021, 47(7):2.

[2] 江端辉.山区公路涵洞设计常见缺陷及对策[J].交通世界, 2022(8):2.

[3] 邹海萍.公路工程涵洞设计探讨[J].黑龙江科技信息, 2022(22).

[4] 陈小武.山区市政道路涵洞设计必要性及要点分析[J].中国住宅设施, 2022(11):25-27.