涵洞的類型與構(gòu)造

涵洞的類型與構(gòu)造

【掌握】1涵洞的分類

【重點(diǎn)掌握】

2洞身和洞口構(gòu)造

【重點(diǎn)掌握】

3涵洞測設(shè)1涵洞的分類1.1涵洞的分類

1.按建筑材料分類1.石涵

分類：石蓋板涵和石拱涵。特點(diǎn)：造價(jià)、養(yǎng)護(hù)費(fèi)用低、節(jié)省鋼材和水泥。適用條件：產(chǎn)石資源豐富地區(qū)。

2.混凝土涵

分類：現(xiàn)場澆筑、預(yù)制成拱涵、圓管涵和小跨徑。特點(diǎn)：節(jié)省鋼材、易于預(yù)制。適用條件：產(chǎn)石非豐富地區(qū)、跨徑較小的涵洞。3.鋼筋混凝土涵

分類：管涵、蓋板涵、拱涵和箱涵。特點(diǎn)：涵身堅(jiān)固、經(jīng)久耐用、養(yǎng)護(hù)費(fèi)用少，便于運(yùn)輸

適用條件：產(chǎn)石非豐富地區(qū)，跨徑較大的涵洞。

4.磚涵

分類：磚拱涵特點(diǎn)：取材容易、強(qiáng)度低。適用條件：非水流含堿量大或冰凍地區(qū)。

5.其它材料涵洞

分類:陶瓷管涵、鑄鐵管涵、波紋管涵、石灰三合土拱涵。2.按構(gòu)造形式分類

1.管涵

特點(diǎn)：造價(jià)低、不需墩臺、圬工數(shù)量少。2.蓋板涵

特點(diǎn)：構(gòu)造簡單、易于維修。適用條件：低路基上修建。3.拱涵

特點(diǎn)：承載能力大、砌筑容易。適用條件：跨越深溝、高路堤。4.箱涵

特點(diǎn)：整體性強(qiáng)、用鋼量多、造價(jià)高、施工困難3.按洞頂填土情況分類1.明涵

特點(diǎn)：洞頂不填土。適用條件：低路堤或溝渠。2、暗涵

特點(diǎn)：洞頂填土大于50cm

適用條件：高路堤、深溝渠。4.按水力性能分類

1.無壓力式涵洞

特點(diǎn)：進(jìn)口水流深度小于洞口高度，水流流徑全涵保持自由水面。2.半壓力式涵洞

特點(diǎn)：進(jìn)口水流深度大于洞口高度，水流僅在進(jìn)口處充滿洞口，在涵洞其面。3.有壓力式涵洞

特點(diǎn)；涵前壅水較高，全涵內(nèi)充滿水，無自由水。4.倒虹吸管

特點(diǎn)：路線兩側(cè)水深都大于涵洞進(jìn)出水口高度，

水口設(shè)置豎井，水流身。

要求：涵洞宜設(shè)計(jì)成無壓力式的。2洞身和洞口構(gòu)造2.1涵洞的組成和要求

1.涵洞的組成：由洞身和洞口建筑組成的排水構(gòu)造物。2.要求：有滿足計(jì)流量的、堅(jiān)固和穩(wěn)定，洞口建筑物與洞身和路基邊坡銜接要良好。2.2洞身構(gòu)造1.組成:承重結(jié)構(gòu)（如拱圈、蓋板等）、涵臺、基礎(chǔ)、防水層、伸縮縫等。2.作用：保證水流通過,直接承受荷載壓力和填土壓力，并將其傳遞給地基。3.分類A、管涵（1）圓管涵洞身組成：各分段圓管節(jié)和支承的基礎(chǔ)墊層。（2）剛性管涵：在橫斷面上是一個(gè)剛性圓環(huán)四鉸管涵：可布置在天然地基或砂墊層上（3）常用孔徑：d=75cm、100cm、125cm、

150cm、200cm。

對應(yīng)管壁高度δ=8cm、10cm、12cm、14cm、

15cm。（4）基礎(chǔ)墊層厚度t的確定

t=0為基底土質(zhì)為卵石、礫石、粗中砂及整體

巖石地基。

t=15㎝為基底土質(zhì)為亞砂土、粘土及破碎巖層地基。

t=30㎝為基底土質(zhì)為干燥地區(qū)的粘土、亞粘土、亞砂土及細(xì)砂地基。B.蓋板涵（1）組成:由涵臺（墩）、基礎(chǔ)和蓋板組成。（2）常用跨徑：鋼筋混凝土蓋板涵Lk=150cm、200cm、250cm、300cm、400cm.

相對應(yīng)的

d=15cm--22cm。

（3）做法：圬工涵臺（墩）的臨水面一般采用垂直面，背水面采用垂直或斜坡面。（4）基礎(chǔ)的分類分離式：適用地基較好。

整體式：適用地基較差。C.拱涵（1）組成：拱圈和涵臺（墩）組成（2）常用跨徑：Lk=150cm、200cm、250cm、

300cm、400cm、500cm.

相應(yīng)d=25～35cm（3）做法；涵臺（墩）臨水面為豎直面，背面為斜坡。

4.洞身分段及接頭處理a.洞身分段：沿縱向分成數(shù)段。一般3～6cm，每段之間設(shè)沉降縫，基礎(chǔ)也分開。b.目的；防止荷載分布不均勻及基底土壤性質(zhì)不同引起的不均勻沉降而開裂。c.接頭處理：在沉降縫處填塞浸涂瀝青的木板或浸以瀝青的麻絮。5.山坡涵洞洞身構(gòu)造

a.

跌水式底槽：適用于底坡小于12.5%。組成：由垂直縫分開的管節(jié)組成，每節(jié)有獨(dú)立的水。

b.

急流坡式底槽：適用坡度大于12.5%。形式：齒形和臺階形。c.小坡度底槽：適用于地質(zhì)情況不好，不允許修建坡度較大的涵洞時(shí)。2.3洞口建筑

1.組成：由進(jìn)口和出水口兩部分組成。2.作用：使涵洞與河道順接、流水順暢；確保路基邊坡穩(wěn)定、免受沖刷。4.要求：洞口進(jìn)水口河床必須鋪砌。5.正交涵洞的洞口建筑

（1）端墻式

特點(diǎn)：構(gòu)造簡單、泄水能力小。構(gòu)造要求：由一垂直于涵洞軸線的豎直端墻以及蓋于其上的帽石和設(shè)在其下的基礎(chǔ)組成。

（2）八字式

特點(diǎn)：工程量較小、水力性能、施工簡單、造低。構(gòu)造要求：在洞口兩側(cè)設(shè)張開成八字形的翼墻。

（3）走廊式

特點(diǎn)：降低了涵洞設(shè)計(jì)高度，泄水能力大，施工困難。

（4）平頭式

特點(diǎn)：泄水能力中等。構(gòu)造要求：采用混凝土圓管涵。6.斜交涵洞的洞口建筑（1）斜交斜做

特點(diǎn)：費(fèi)工較多，外型美觀，適應(yīng)流水。構(gòu)造要求：洞身端部與路線平行。（2）斜交正做特點(diǎn)：構(gòu)造簡單。4出水口河床加固處理方法

1、緩坡涵洞：涵洞設(shè)置坡度小于臨界坡度，上下游河溝縱向坡度也較小。2、陡坡涵洞：涵洞設(shè)置坡度大于臨界坡度時(shí)3、縱坡涵洞進(jìn)水口溝床加固

（1）新開挖的溝底和溝槽側(cè)向邊坡均采用人工加固（2）巖石地基必須才用工人加固。（3）加固類型：當(dāng)水流挾帶泥土較多，可在進(jìn)水口處設(shè)深度約0.5m的沉沙池。4、陡坡涵洞進(jìn)水口溝加固（1）涵前河溝縱坡小于50%時(shí)，可按陡坡設(shè)置，涵底坡度與涵前溝底縱坡，可直接平順銜接，采用人工鋪砌。（2）涵前河溝縱坡50%時(shí)，可在進(jìn)口處設(shè)置跌水或消水池、消力檻。分類：①上游溝槽鋪砌加固成梯形截面②上游溝槽鋪砌加固成矩形截面，槽底每隔1.5～2.0m設(shè)防滑墻一道。5.出水口溝床加固

（1）

加固的類型a.鋪砌加固一般鋪砌、延長鋪砌加深截水墻。b.挑坎防護(hù)表層流速增加，底部流速大大減小。c.特殊消能設(shè)施急流槽、跌水、消力池。適用于：縱坡大于15％（陡坡涵）。3涵洞測設(shè)3.1涵洞的野外勘測

（一）涵洞位置的確定

小橋涵位置原則上應(yīng)服從路線走向。橋涵中心樁號可根據(jù)已定的路線走向及水流向確定，用時(shí)方向架或有讀盤的水準(zhǔn)儀，測量橋涵與路線的夾角。要求：1.一溝一涵：凡路線跨越明顯的干溝、小溪時(shí)，原則上均應(yīng)設(shè)涵。

2.農(nóng)田灌溉涵：路線經(jīng)過農(nóng)田，跨越灌溉用渠必須設(shè)置灌溉涵。3.路基溝排水涵：通常每隔200～400cm應(yīng)設(shè)置一道涵洞，其具體位置可根據(jù)路線縱、橫斷面及實(shí)際地形情況設(shè)置。4.路線交叉涵：但路線與鐵路、公路、機(jī)耕道平面交叉時(shí),應(yīng)設(shè)水涵。5.其他情況：路線通過積水洼地、池塘、泥沼地帶時(shí)，為溝通公路兩側(cè)水位應(yīng)設(shè)置涵洞。3.2水文資料調(diào)查

1.形態(tài)調(diào)查法：此法是通過調(diào)查河槽形態(tài)斷面、平均流數(shù)及洪水或然率等資料來確定設(shè)計(jì)流量的法。2.直接類比法：此法是從河流上下游原有小橋涵的使用情況來擬訂新建小橋涵的設(shè)計(jì)流量和孔徑的方法。3.徑流形式法：此法通過調(diào)查匯水面積等資料來確定設(shè)計(jì)流量的方法。（三）河溝橫斷面測量

一般沿路線方向測量涵址中線橫斷面。

（四）河溝縱斷面及河溝比降測量（五）涵址平面示意圖勾繪

勾繪時(shí)一般是先按比例繪好路線和涵洞方向的關(guān)系圖，再用目測的方法將地形、地貌、地物等勾繪在示意圖上。必要是可用平板儀實(shí)測地形圖。（六）小橋涵地質(zhì)調(diào)查

a.調(diào)查原有構(gòu)造物基礎(chǔ)情況b.挖深法c.鉆探法3.3涵洞設(shè)計(jì)

（一）涵洞設(shè)計(jì)的一般原則

適用、經(jīng)濟(jì)、安全、美觀（二）涵洞類型的選擇1.地形、地質(zhì)、水文和水力條件2.經(jīng)濟(jì)造價(jià)3.材料三選擇三和施三工條三件4.養(yǎng)護(hù)三維修（三三）涵三洞孔三徑的三確定《公路三橋涵三設(shè)計(jì)三通用三規(guī)則》