公路工程施工-第六章

11

涵洞通常是為了公路排水或跨越相交道路、管線以及其它障礙物而修建的結(jié)構(gòu)物。在各條公路上都擁有相當(dāng)數(shù)量的涵洞，一般情況(qíngkuàng)下，平原區(qū)每公里有涵洞1～3道，山區(qū)3～5道，涵洞工程的投資約占公路工程總投資的15%～20%。涵洞設(shè)計與施工的合理性，對于整條公路的造價和使用質(zhì)量有很大的影響。與此同時，涵洞還與農(nóng)田水利建設(shè)有著密切的關(guān)系。

第6章涵洞(hándòng)施工共二十六頁6.1涵洞(hándòng)的構(gòu)造

洞身是涵洞的主體，其作用一方面保證水流通過，另一方面也直接承受車輛荷載的壓力和上部填土的重量，并將其傳遞給地基。既要求它具有保證設(shè)計流量通過的必要(bìyào)孔徑，同時又要求其本身堅固和穩(wěn)定。洞身通常由承重結(jié)構(gòu)（如拱圈、蓋板等）、涵臺基礎(chǔ)，以及防水層和伸縮縫等部分組成。為了便于排水，涵洞洞身應(yīng)有適當(dāng)?shù)目v坡，最小排水縱坡一般要求為0.3%。6.1.1洞身共二十六頁6.1涵洞(hándòng)的構(gòu)造1.圓管涵圓管涵主要由管身、基礎(chǔ)、接縫(jiēfénɡ)及防水層組成的，如圖6-2所示。共二十六頁6.1涵洞(hándòng)的構(gòu)造

1）管身作為管涵的主要組成部分，管身通常由鋼筋混凝土制作而成。管身多采用預(yù)制安裝的方式，其預(yù)制長度通常有0.5m和1.0m兩類；管徑有0.50m、0.75m、1.00m、1.25m、1.50m、2.00m六種。管身的壁厚隨管徑大小和填土高度而異。（2）基礎(chǔ)根據(jù)地基的強(qiáng)度的不同分為：混凝土或漿砌片石基礎(chǔ)、墊層基礎(chǔ)等幾種(jǐzhǒnɡ)類型。（3）圓管涵的接口構(gòu)造及防水層

共二十六頁6.1涵洞(hándòng)的構(gòu)造

2.蓋板涵蓋板涵主要由蓋板、涵臺、基礎(chǔ)、洞身鋪底、沉降縫及防水層等部分(bùfen)組成，如圖6-3所示。

共二十六頁6.1涵洞(hándòng)的構(gòu)造（1）蓋板蓋板是涵洞的承重結(jié)構(gòu)部分，可分為石蓋板或鋼筋混凝土蓋板?？鐝皆?m以下，并且石料豐富時，可采用石蓋板。當(dāng)跨徑大于2m或在石料貧乏地區(qū)時，宜采用鋼筋混凝土蓋板。（2）涵臺、基礎(chǔ)及洞身鋪底這些部位多采用漿砌塊、片石構(gòu)成，砂漿強(qiáng)度等級可為M2.5或M5.0。一般情況下，基礎(chǔ)厚度60cm，鋪底厚度30cm。圖6-4箱涵（3）沉降縫一般沿洞身方向每隔3～6m設(shè)置一道沉降縫，具體位置需結(jié)合地質(zhì)的變化情況及路堤的高度而定；同時在涵洞與急流槽、端墻、翼墻等結(jié)構(gòu)分段(fēnduàn)處也應(yīng)設(shè)置沉降縫，以免洞口的沉降影響洞身。沉降縫應(yīng)當(dāng)貫穿整個斷面（包括基礎(chǔ)），縫寬約2～3cm。共二十六頁6.1涵洞(hándòng)的構(gòu)造3.箱涵

箱涵作為整體閉合式鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，具有良好(liánghǎo)的整體性和抗震性，在軟土地基及高等級公路上應(yīng)用廣泛。主要組成部分有鋼筋混凝土涵身、翼墻、基礎(chǔ)、變形縫等，如圖6-4所示。共二十六頁6.1涵洞(hándòng)的構(gòu)造（1）涵身由鋼筋混凝土構(gòu)成，洞口斷面一般為長方形或正方形。箱涵常用的跨徑有200cm、250cm、300cm、400cm、500cm等，壁厚一般為22～35cm。（2）翼墻在涵身靠洞口側(cè)的兩端修建的鋼筋混凝土薄壁結(jié)構(gòu)，與洞身連成一個整體。壁厚一般為31～41cm。翼墻主要用于洞身與進(jìn)出口錐坡的連接，起支擋路基填土的作用。（3）基礎(chǔ)箱涵基礎(chǔ)一般為雙層結(jié)構(gòu)。上層為混凝土結(jié)構(gòu)，厚10cm；下層為砂礫墊層，厚度(hòudù)為40～70cm。（4）變形縫一般設(shè)在洞身中部，連同基礎(chǔ)變形縫設(shè)置一道通縫。設(shè)于頂、底板的上面和側(cè)墻的外面。共二十六頁6.1涵洞(hándòng)的構(gòu)造4.拱涵拱涵主要由拱圈、護(hù)拱、拱上側(cè)墻、涵臺（墩）、基礎(chǔ)、鋪底、沉降縫及排水設(shè)施等部分(bùfen)組成，如圖6-5所示。共二十六頁6.1涵洞(hándòng)的構(gòu)造（1）拱圈拱圈是拱涵的承重結(jié)構(gòu)部分，可由石料、混凝土、磚等材料構(gòu)成。（2）護(hù)拱主要作用是保護(hù)拱圈，防止荷載的沖擊。通常用石灰砂漿或水泥砂漿砌片石構(gòu)成，護(hù)拱高度一般為矢高的一半。（3）涵臺（墩）是支撐拱圈并傳遞荷載至地基的圬工構(gòu)造物。（4）沉降縫及排水設(shè)施沉降縫的設(shè)置方法與蓋板涵相同。排水設(shè)施設(shè)于拱背及臺背，其作用主要是排除路基的滲水(shènshuǐ)，使拱圈免受水的浸蝕，確保路基穩(wěn)定。共二十六頁6.1涵洞(hándòng)的構(gòu)造5.倒虹吸管涵

倒虹吸管涵是一種中段埋在地下的有壓力管道，見圖6-6。主要由進(jìn)口段、水平段和出口段三部分組成。進(jìn)口段主要由進(jìn)水口溝渠、沉淀池、進(jìn)水井(shuǐjǐng)等部分組成；水平段是倒虹吸管的主體，由基礎(chǔ)、管身、接縫等部分組成；出口段主要由出水井(shuǐjǐng)及出水溝渠組成。共二十六頁6.1涵洞(hándòng)的構(gòu)造6.1.2洞口建筑

洞口是洞身、路基、河道三者的連接構(gòu)造物。洞口建筑一般由進(jìn)水口、出水口和溝床加固三部分組成。其作用是平順連接涵洞與河道，使水流進(jìn)出順暢，還起著保護(hù)路基邊坡免受水流沖刷的作用。涵洞洞口的類型很多，有八字式、端墻式、跌水井(shuǐjǐng)、扭坡式、平頭式、走廊式、流線形等。其中的八字式、端墻式是常用形式，如圖6-7所示。共二十六頁6.2涵洞施工(shīgōng)準(zhǔn)備6.2.1準(zhǔn)備工作1.現(xiàn)場考察與圖紙核對涵洞開工前，認(rèn)真學(xué)習(xí)、分析和研究設(shè)計文件和圖紙，領(lǐng)會設(shè)計意圖(yìtú)，利用設(shè)計資料、結(jié)合工程現(xiàn)場的地形與地質(zhì)情況，對涵洞的位置、方向、孔徑、長度、出入口的高程，以及與灌溉系統(tǒng)的連接等進(jìn)行核對。2.施工測量與放樣在具體放樣中，涵洞施工設(shè)計圖是施工放樣的依據(jù)，根據(jù)設(shè)計中線的里程，在地面上標(biāo)定涵洞位置，并設(shè)置涵洞縱向軸線。共二十六頁6.3涵洞(hándòng)施工工藝6.3.1管涵施工

公路工程中的管涵多為鋼筋混凝土圓管涵，一般采用在工廠預(yù)制管節(jié)，然后運(yùn)往現(xiàn)場安裝的施工方法。其施工工藝一般為：管節(jié)預(yù)制、管節(jié)運(yùn)輸和管涵的安裝等。1.管節(jié)的預(yù)制和運(yùn)輸圓管涵管節(jié)預(yù)制時可采用振動制管器法、離心法、懸輥法、立式制管法等。成品圓管涵的尺寸應(yīng)滿足設(shè)計要求，管節(jié)的端面與其軸線應(yīng)滿足相應(yīng)的角度關(guān)系(guānxì)，管節(jié)的端面和管壁內(nèi)側(cè)等部位應(yīng)平滑、直順，管節(jié)的強(qiáng)度應(yīng)符合設(shè)計要求。共二十六頁6.3涵洞(hándòng)施工工藝2.管涵基礎(chǔ)修筑（1）地基土為巖石時，管節(jié)下可采用無圬工基礎(chǔ)，管節(jié)下清除風(fēng)化層或挖除軟土層后，填筑0.4m厚的砂墊層；出入口兩端的端墻、翼墻下，在巖石層上用C15混凝土作基礎(chǔ)，其深度(shēndù)應(yīng)埋置在風(fēng)化層以下0.15～0.25m，并且最小等于管壁厚加5cm。當(dāng)風(fēng)化層過深時，可改采用片石圬工基礎(chǔ)，最深不大于1m。管節(jié)下為硬巖時，可用混凝土抹成與管節(jié)密貼的墊層。（2）地基土為礫石土、卵石土或砂礫、粗砂、中砂、細(xì)砂或勻質(zhì)粘性土?xí)r，管節(jié)下一般將采用無圬工基礎(chǔ)。共二十六頁6.3涵洞(hándòng)施工工藝（3）地基土為粘土?xí)r，管節(jié)下應(yīng)采用0.5m厚的圬工基礎(chǔ)，出入口兩端的端墻、翼墻基礎(chǔ)埋置深度為1.0～1.5m；當(dāng)?shù)叵滤膬鼋Y(jié)深度較淺時，埋深應(yīng)不少于凍結(jié)深度；當(dāng)凍結(jié)深度大于1.5m時，可在圬工基礎(chǔ)下用卵石和砂換填至凍結(jié)深度。（4）管涵地基土為軟土?xí)r，應(yīng)根據(jù)軟土層的厚度進(jìn)行(jìnxíng)相應(yīng)的處理。共二十六頁6.3涵洞(hándòng)施工工藝3.管節(jié)安裝

管節(jié)安裝應(yīng)從下游(xiàyóu)開始，使接頭面向上游；每節(jié)涵管應(yīng)緊貼在墊層或基座上，使涵管受力均勻；所有管節(jié)應(yīng)準(zhǔn)確地按設(shè)計坡度敷設(shè)。如管壁厚度不一致，應(yīng)使內(nèi)壁齊平。在敷設(shè)過程中，要保持管內(nèi)清潔，無多余的砂漿及其它雜物。共二十六頁6.3涵洞(hándòng)施工工藝

管節(jié)安裝可根據(jù)地形及設(shè)備條件(tiáojiàn)，采用滾動安裝法（圖6-8）、滾木安裝法、壓繩下管法（圖6-9）、龍門架安裝法和吊車安裝法等。共二十六頁6.3涵洞(hándòng)施工工藝管節(jié)安裝的施工(shīgōng)要點(diǎn)如下：（1）管座混凝土應(yīng)與管身緊密相貼，使圓管受力均勻。無基圓管的基底應(yīng)夯填密實(shí)，并做好弧形管座。（2）管座接頭采用對頭拼接，接縫不應(yīng)大于1cm，并用瀝青麻絮或其它具有彈性的不透水材料填塞。（3）管節(jié)沉降必須與基礎(chǔ)沉降一致。沉降縫寬一般為2～3cm，采用瀝青麻絮或其它具有彈性的不透水材料填塞。（4）各管節(jié)應(yīng)順流水坡度安裝平順，當(dāng)管壁的厚度不一致時，應(yīng)調(diào)整高度使內(nèi)壁齊平，將管節(jié)墊穩(wěn)坐實(shí)，清除管道內(nèi)部的遺留泥土等雜物。共二十六頁6.3涵洞(hándòng)施工工藝6.3.2拱涵、蓋板涵和箱涵施工

混凝土和鋼筋混凝土拱涵、蓋板涵的施工，可分成就地澆筑和在工地預(yù)制安裝(ānzhuāng)兩大類。1.就地澆筑（或砌筑）的拱涵、蓋板涵（1）拱涵與蓋板涵基礎(chǔ)、涵臺、拱圈、蓋板的施工（2）拱架和支架的安裝和拆卸1）安裝施工。2）拆卸施工。共二十六頁6.3涵洞(hándòng)施工工藝2.就地澆筑箱涵

箱涵又稱矩形涵，它與蓋板涵的區(qū)別(qūbié)是蓋板涵的臺身與蓋板是分開澆筑的（臺身也可以采用砌石圬工），構(gòu)成的是簡支結(jié)構(gòu)。而箱涵則是上頂板、下底板與左、右兩側(cè)的墻身是連續(xù)澆筑的，構(gòu)成了剛性結(jié)構(gòu)，見圖6-11。共二十六頁6.3涵洞(hándòng)施工工藝3.裝配式拱涵、蓋板涵和箱涵（1）預(yù)制構(gòu)件的模板預(yù)制構(gòu)件的模板可分為土模、木模、鋼絲網(wǎng)水泥模板、翻轉(zhuǎn)模板、拼裝式模板等。（2）構(gòu)件運(yùn)輸(yùnshū)構(gòu)件必須達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后，經(jīng)過檢查質(zhì)量和大小符合要求，才能進(jìn)行搬運(yùn)。搬運(yùn)時應(yīng)注意吊點(diǎn)或支撐點(diǎn)的設(shè)置，務(wù)必使構(gòu)件在搬運(yùn)過程中保持平衡、受力合理，確保搬運(yùn)過程中的安全。常用的運(yùn)輸(yùnshū)方法分為：（3）施工和安裝共二十六頁6.3涵洞(hándòng)施工工藝6.3.3涵洞(hándòng)附屬工程的施工

涵洞主要附屬工程施工主要是指防水層與沉降縫的設(shè)置、進(jìn)出水口處理和涵洞缺口填土等。1.防水層施工要點(diǎn)2.沉降縫施工

（1）設(shè)置位置（2）沉降縫的施工方法共二十六頁6.3涵洞(hándòng)施工工藝3.涵洞(hándòng)進(jìn)出水口

涵洞進(jìn)出水口是指涵洞端墻、翼墻以外的部分，如溝底鋪砌和其它進(jìn)出水口處理等。其施工要點(diǎn)如下：（1）平原區(qū)的涵洞出入口的溝床應(yīng)整理順直，與上、下系統(tǒng)（天溝、路基邊溝、排水溝、取土坑等）連接應(yīng)圓順、穩(wěn)固，保證流水順暢，避免損害路堤、村舍、農(nóng)田、道路等。（2）山嶺和丘陵區(qū)的涵洞縱坡超過5%時，除進(jìn)行上述整理外，還應(yīng)對溝床使用干砌或漿砌片石鋪砌，當(dāng)翼墻以外溝床的坡度較大時，也應(yīng)進(jìn)行鋪砌防護(hù)。共二十六頁6.3涵洞(hándòng)施工工藝4.涵洞缺口填土

建成的涵洞，在主體圬工強(qiáng)度達(dá)到規(guī)定的強(qiáng)度后，即可回填?；靥钍┕ひc(diǎn)如下：（1）回填涵洞缺口時，應(yīng)將已成路堤土方挖出臺階。（2）填土路堤在涵洞每側(cè)不小于兩倍孔徑的寬度及高出洞頂1m范圍內(nèi)，應(yīng)采用透水性良好的材料、改良(gǎiliáng)土或非膨脹性素土由涵洞的兩側(cè)對稱水平分層回填，仔細(xì)夯實(shí)，達(dá)到規(guī)定的壓實(shí)度要求。（3）使用機(jī)械填筑涵洞缺口時，須待涵