山區(qū)高速公路小橋涵勘察設(shè)計探討

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上山區(qū)高速公路小橋涵勘察設(shè)計探討【摘 要】本文從山區(qū)的地質(zhì)、地形特點入手，綜合山區(qū)高速公路小橋涵的建設(shè)實踐，探討山區(qū)高速公路小橋涵布設(shè)的一般原則，并介紹了一些新的設(shè)計思路和方法。 【關(guān)鍵詞】山區(qū)高速公路;橋涵;勘察設(shè)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(shè)轉(zhuǎn)移到中西部，特別是山區(qū)高速公路面臨著新的發(fā)展機(jī)遇和挑戰(zhàn)。在高速公路勘測設(shè)計中，小橋涵位置與孔徑是否設(shè)置合理直接關(guān)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(shè)計的重要環(huán)節(jié)。而

2、由于山區(qū)地形地質(zhì)復(fù)雜，地面高差大，縱橫向地形起伏變化頻繁，路線標(biāo)準(zhǔn)相對較難把握，橋涵在確定方案和測設(shè)時往往缺乏成熟的經(jīng)驗?；诖耍P者從山區(qū)公路的基本特點入手，結(jié)合工作經(jīng)驗，針對山區(qū)高速公路小橋涵布設(shè)的一般原則和方法進(jìn)行探討，并介紹了一些新的設(shè)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(fù)雜，公路的布線受地形、地質(zhì)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(zhì)方面，山區(qū)往往土層薄，巖層厚，巖層產(chǎn)狀和地質(zhì)構(gòu)造變化復(fù)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(zhì)和氣候條件制約，其技術(shù)指標(biāo)要求相對較高。 2.山區(qū)高速公路小橋涵的布設(shè)2.1 總體布設(shè)原則2.1.1為確保橋涵基礎(chǔ)的穩(wěn)定并減少基礎(chǔ)加固的工程量與投資，小橋涵一般要求選在地質(zhì)條件較好、地基穩(wěn)定的位置。2.1.2 涵洞位置應(yīng)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(jìn)一步權(quán)衡利弊，在不降低路線標(biāo)誰的條件下局部調(diào)整路線，使之從較好的橋涵位通過。2.1.3 小橋涵址應(yīng)選擇在水文、水力條件較好的河段，不因小橋涵位設(shè)置不當(dāng)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(shè)計流量的宣泄，使水流暢通，做到”進(jìn)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(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)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(hù)費(fèi)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(chǔ)及河岸防護(hù)加固工程數(shù)量。2.2.2山區(qū)公路小橋涵一般應(yīng)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(shè)涵。2.2.3 當(dāng)?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(jì)技術(shù)比較后，工程造價低，技術(shù)合理，方可兩溝合并設(shè)涵，但應(yīng)注意做好相鄰河溝間排水溝的連接及路基防護(hù)。2.2.4 當(dāng)原溝底縱坡很陡，路基填土較高，不宜沿溝設(shè)涵，可移位，改設(shè)在邊坡一側(cè)。2.2.5 對一側(cè)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(dāng)?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(shè)涵洞，將內(nèi)邊溝水引出，以免路基內(nèi)側(cè)邊溝集水過深、過大，漫路沖毀外側(cè)邊坡。2.3 立面布置2.3.1 設(shè)在天然溝床的涵洞，其洞底標(biāo)高及縱坡，原則上應(yīng)與天然溝床的標(biāo)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(biāo)高，將洞底做成平的，或按水流的臨界坡度設(shè)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(biāo)高較現(xiàn)有河床深20m30m（清底），以保護(hù)洞底不至于很快懸于溝床之上。2.3.2 涵臺高度應(yīng)按水力計算的要求確定，最好不用加高涵臺或加高側(cè)墻的方法來縮短涵長。對于管涵在設(shè)計中采用標(biāo)準(zhǔn)管節(jié)，用加高端墻調(diào)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(jì)比較。2.3.3 當(dāng)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(shè)置砌石基底以縮短涵長。2.3.4 根據(jù)現(xiàn)場條件需設(shè)計陡坡涵時

7、，應(yīng)充分利用地形和地質(zhì)條件，做到經(jīng)濟(jì)合理，并注意結(jié)構(gòu)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(chǔ)，基底做成齒狀（見圖1a)，或出口做成扶壁式（見圖1b)。對巖石(風(fēng)化層)河溝，采用斜置式基礎(chǔ)時，其縱坡也不應(yīng)大于30%，否則應(yīng)采用臺階式基礎(chǔ)（見圖1c)。在進(jìn)行陡坡涵立面布置時，還應(yīng)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(gòu)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(shè)擋墻。同時，兩節(jié)高差也不應(yīng)大于0.7m或1/3涵洞凈高，若超出此限，則需按洞內(nèi)跌水情況另作調(diào)整，使涵洞的過水?dāng)嗝娌皇苓^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?dāng)嗝妗?)當(dāng)溝底自然坡度較大，也可適應(yīng)地形條件分段做成緩坡及陡坡。此類形式，由于洞內(nèi)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(shè)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(zhì)及基礎(chǔ)變化情況，認(rèn)真考慮設(shè)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(yīng)根據(jù)落石的尺寸定出適當(dāng)?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(fù)雜，相對高差較大，填方大于20m的路基較多。當(dāng)前一般采用現(xiàn)行規(guī)范進(jìn)行涵洞設(shè)計，造成結(jié)構(gòu)尺寸特別大，基礎(chǔ)設(shè)計采用特殊鋼筋砼擴(kuò)大基礎(chǔ)甚至樁基礎(chǔ)，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(shè)”中”岸坡設(shè)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(shè)置，利用了天然地基的地質(zhì)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(chǔ)的工程量，控制造價，可作為一種有效的方法應(yīng)用于工程建設(shè)中，并可不斷加以研究改進(jìn)。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(diào)節(jié)填方邊溝標(biāo)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(shè)置構(gòu)造物，結(jié)構(gòu)物數(shù)量少，節(jié)約造價，缺點是路基填方側(cè)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?，F(xiàn)在，可以

11、考慮一種新的方法：增設(shè)”橫向排水”-從路基橫向角度解決路基單側(cè)所形成雍水，在沖溝位置設(shè)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(yīng)優(yōu)先采用透水性材料填筑。該法優(yōu)點是縱橫向排水結(jié)合，排水效果好；結(jié)構(gòu)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(jìn)口易堵塞，需做好跌水井、集水井等附屬結(jié)構(gòu)物?？傊S著我國山區(qū)高速公路建設(shè)的不斷發(fā)展，地形、地質(zhì)條件日趨復(fù)雜多樣，小橋涵設(shè)計作為整個山區(qū)高速公路勘察設(shè)計的重要環(huán)節(jié)，是一個綜合考慮、整體設(shè)計的過程，需要設(shè)計者經(jīng)過現(xiàn)場勘測，精心設(shè)計，并在不斷的建設(shè)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。【參考文獻(xiàn)】JTG D60-20