公路涵洞
交通建設
公路涵洞(gōng lù hán dòng)是指橫貫公路路基,用以泄水或通過人、畜、車輛的小型構築物。公路涵洞的洞口一般修成八字牆式和一字牆式。
目錄
橫貫基,泄、畜、輛型構築。
涵洞頂填土稱暗涵,填土稱涵。暗涵輛衝擊,且載布較均勻;涵承輛集荷載及衝擊。般基容況采暗涵。坡溝縱坡坡度大於 5%處修建的涵洞,應把涵洞做成階梯式,以防涵洞下滑和減緩水流速度。在緩坡溝渠處修建的涵洞,一般把涵底縱坡做成臨界坡,以利排水。涵洞進出口渠道的水面高於或接近於路面高度,不便於修築渡槽或一般涵洞時,可修建縱斷面為“U”字形的涵洞。這種涵洞稱為倒虹吸涵或倒虹吸管。倒虹吸涵容易漏水,涵內易淤塞,一般用於清水渠道中。
涵洞洞般修八牆式牆式。八牆式程量較,流阻,采較普遍。牆式構造簡單,須另修護坡,保護堤填土,適孔徑涵洞。
公路涵洞洞身的橫截面形狀,常用圓形、矩形和拱形三種。圓形涵洞又稱為圓管涵,它受力性能好,基礎簡單,施工方便,孔徑較小的涵洞一般採用圓管涵。圓管涵頂上要求有至少50厘米厚的填土,排泄底沙和漂浮物的能力較差,因而當路基不高或者水中夾帶大量泥沙或漂浮物的溝渠,一般不建圓管涵。矩形涵洞也稱方涵或箱涵。拱形涵洞也稱拱涵,它要求較高的路堤和堅實的地基,一般用磚、石和混凝土修築,其中磚拱涵不宜在鹽鹼地區和嚴重冰凍地區修築。在凍脹土層中,涵洞基底應設於冰凍線以下。在非岩石地基上的拱涵和蓋板式的矩形涵,應每隔4~6米設置一道沉降縫,從基底直通至涵頂,以防地基不均勻沉陷引起涵洞開裂。在岩石及砂礫石等堅實地基上,圓管涵一般做成無基涵洞,將管節直接置於砂礫石墊層上。
涵洞泄水流有無壓式、半壓式和有壓式三種形式(見圖)。無壓式水流的水面在涵洞的全長範圍內都低於洞頂,水流順暢,泄水的儲備能力較大,是新建涵洞最普遍採用的設計類型。半壓式和有壓式水流的水面都淹沒涵洞進口。半壓式涵洞內的水流不與洞頂接觸,有壓式水流則充滿整個涵洞。這兩種水流形式的流量都比無壓式大,但涵前壅水高,涵內及出口流速大,因而涵洞的接縫要嚴密不漏水等。
涵洞洞底緊靠進出口的一段溝渠受水流沖刷,往往造成涵洞水毀。為防止水流沖刷,通常視流速大小,鋪砌片石或混凝土板,以加固洞底及緊靠進出口的溝渠床面。出口溝床的沖刷最為強烈,尤應特別注意加固。建於山坡上的涵洞,進出口以外的溝床縱坡坡度都比較大,必要時可設置跌水、急流槽等消能構造物。對夾帶大量沙石及漂浮物的水流,應於涵洞前設置谷坊和攔污柵等,以防涵洞被堵塞。
參考書目
《公路橋涵設計手冊》編寫組:《公路設計手冊·涵洞》,人民交通出版社,北京,1977。