（1.云南创峰建筑工程有限公司 云南 昆明 650011）
（2.云南省交通规划设计研究院 云南 昆明 650011）
【摘 要】涵洞是高速公路的重要组成，在高速公路运行使用过程中起到排水作用，同时还能够为人、动物及过往车辆提供安全、便捷的通道，与附近居民的日常生活息息相关，还会影响高速公路基础功能的有效发挥。要想充分体现高速公路的作用和价值，就需要从涵洞施工设计环节入手，严格把控各个设计要点，并制定针对性策略提升涵洞设计质量水平，为完成高质量的高速公路涵洞施工提供基础保障。
【关键词】高速公路；涵洞；设计要点；设计质量水平；策略
【中图分类号】U449 【文献标识码】A 【文章编号】1002-8544（2017）06-0017-02
某高速公路全线长度156.38km，部分线路与当地省道重合，为避免高速公路施工对省道的正常运营造成影响，设计人员在对周围环境及交通条件进行全面勘察之后，对原有省道经由路线进行了调整。同时，该高速公路约一半线路位于山区地段，全长77.60km，设计人员做好工程全面调查，征求当地政府及民众意见之后，在该路段设有涵洞20道，包括圆管涵洞2道，盖板涵洞16道、拱涵2道，每道涵洞之间平均间隔3.88km，现将设计过程整理如下。
1.涵洞地质介绍及地基处理
该高速公路所经山区地段地质构造复杂，地貌形态主要包括构造侵蚀-剥蚀区、侵蚀-堆积阶地等几种，在设计涵洞之前，使用轻型钻探在涵洞预定布设位置做施工条件勘察，并结合地面调查资料，根据涵洞布设位置所在地质特点，推断涵洞地基类型。经初步分析后，涵洞地基类型主要有粉质粘土、砾卵石、软土、砂质板岩等几种，根据涵洞布设要求及施工标准，工程设计人员在确定涵洞基础形式、高度以及埋深深度之后，从涵洞地质情况入手，对16道涵洞地基进行了换填处理，所用换填材料为M5.0浆砌片石，换填厚度从0.8m到3m不等，确保了涵洞地基的稳固定及安全性[1]。
2.高速公路涵洞设计要点
在开展高速公路涵洞设计工作时，为确保设计方案的科学性及可行性，需要从涵洞设计关键环节进行分析，高速公路涵洞设计要点主要包括以下几方面。
2.1 涵洞平面设计
在进行涵洞平面设计时，应沿沟壑方向，坚持“一沟一涵”的基本原则，确保涵洞排水作用的充分发挥。对涵洞预设位置的沟壑情况进行调查，发现大多数沟壑中间位置弯曲程度较小，且沟壑深度较浅，除3处沟壑坡度较大位置的涵洞之外，其余涵洞都设置在沟壑中间位置。同时，在确保上游排水通畅性的前提下，为减小工程量，将位于地势水平高度波动较小区域内的沟壑进行合并，开挖排水沟将沟壑连接到一起。另外，部分涵洞的垂直坡度较大，底部存在半曲线结构，并且曲线直径较小，为避免水流的不断冲刷侵蚀高度较低侧路基，需要采取必要的防护措施，提高路基边坡的稳定性，并增设排水涵，提高涵洞排水效率，对高速公路排水体系进行补充和完善，避免涵洞处出现积水现象[2]。
2.2 涵洞立面设计
涵洞立面设计形式包括纵坡和纵坡组合两种，设计人员根据涵轴断面情况，科学选择涵洞里面形式。在涵洞纵坡立面设计形式中，如果以坡度大小不同为标准，还可以将其分为缓坡涵洞和陡坡涵洞两种，该高速公路路段中，有8处位于天然河谷中的涵洞以及5处涵洞所在沟壑坡度较小，所以，共设有13道缓坡涵洞，具体设计方式是从涵洞位置处，沿上游方向在涵洞底部进行铺砌。另外，剩余几处涵洞所在天然河谷或者沟壑坡度较大，为保证涵洞具有良好的稳定性，采用阶梯设计形式。因为阶梯式涵洞设计复杂，后期养护清淤工作难度较大，为减少阶梯涵数量，方便人畜及车辆通行，将涵洞一侧边坡进行铺砌处理。
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2.3 涵洞形式选择
高速公路常见涵洞形式包括圆管涵洞、盖板涵洞、拱涵、箱涵等几种，在该工程项目中，结合地质地貌以及涵洞要求，主要选用前三种形式的涵洞，三种形式的涵洞数量分别为2道、16道、2道。2道圆管涵洞的设置位置填土高度较高，涵洞周围可以利用的石料较少，因为管涵涵洞水面线与涵低线包围的面积较小，并且涵洞底部形态为圆弧状，会降低水流流通的通畅性，所以管涵涵洞的排水能力一般。当高速公路路基填土高度较小时，应优先选择盖板涵洞，可以根据实际情况，采用明涵和暗涵两种设计方式[3]。需要注意的是，因为盖板涵洞填土高度较小，所以涵底到涵顶之间的空间也比较小，在设置盖板涵洞时，应严格控制填土高度，最大不能超过20m，如果填土高度超过该数值时，则应该舍弃盖板涵洞，选用拱涵。与圆管涵洞相比，盖板涵洞具有过水断面大、排水效率高等优点。在该路段中，有两处欲选用盖板涵洞所在位置沟壑较深，其填土高度超过了20m，所以对原有设计方案进行了调整，将这两道涵洞改为了拱涵形式。拱涵承载能力较大，涵洞结构稳定性更强。
2.4 涵洞洞口设计
涵洞洞口形式的选择，也是高速公路涵洞设计中的一个重要方面。因为该高速公路路段地质情况复杂，所以在选择涵洞洞口形式的时候，需要对涵洞位置的地形地貌进行全面勘察，并了解路基横断面构造情况。涵洞洞口分为出口和进口，涵洞出口设计形式主要有两种，分别为八字墙与挡墙结合以及八字墙与急流坡结合，涵洞进口设计形式主要有三种，分别包括八字墙、跌水井、急流坡，在选择涵洞进出口形式的时候，需要根据实际情况进行综合考虑。并且，在涵洞洞口设置八字墙的时候，应该严格控制好张角角度，严禁出现直角，并且要保证八字墙与周围排水沟的整体协调性。如果涵洞洞口形式为急流坡，应该在涵洞中设置阶梯，为后期养护清淤工的顺利开展，以及人畜和车辆通行提供方便。同时，涵洞洞口处应该设置沉杂池，将水中沉积的杂物集中到一起，减小对水流的阻力，提高涵洞排水能力[4]。
3.提高高速公路涵洞设计质量水平的策略
在对高速公路涵洞设计要点进行分析之后，需要采取必要的策略来提高施工方案设计水平，确保涵洞施工质量。
3.1 综合周围环境进行全面考虑
在设计高速公路涵洞施工图纸之前，应做好外业调查工作，从农田、林田灌溉以及水利工程和道路交通等方面进行综合考虑，根据分析结果确定涵洞位置、孔径、高度等。当涵洞与农田、林田灌渠存在交叉现象时，应对两者交叉时所形成的角度进行测量，并以此为依据，在确保灌渠功能正常发挥的基础上，科学设置涵洞。当涵洞穿过当地原有交通路线时，应根据原有道路的交通需求及交通能力，确定最佳的涵洞标准及形式。
3.2 做好工程设计建设协调工作
通过加强工程设计建设协调，能够显著提升高速公路涵洞设计水平质量。因为涵洞设计与施工，受当地道路、水渠影响较大，经常需要对原有道路和水渠进行改移，所以在设计施工图纸和编制施工方案的时候，就需要加强不同设计人员的沟通，做好技术衔接，严格执行互提资料的传递和确认，提高工程设计建设整体协调力度。同时，在进行业内设计之前，应该先做好地质勘查工作，获取准确、全面、有效的地质资料，这就需要加强地质勘查人员与涵洞设计人员的交流，确保涵洞设计方案的科学性及合理性。
4.结语
涵洞设计与施工对高速公路的正常使用和稳定运行影响较大，要想实现高速公路建设效益的最大化，就需要明确涵洞设计及施工的重要性，提高对涵洞设计的重视力度。通过对高速公路涵洞设计要点进行分析，并采取科学的管理控制策略，能够有效提高高速公路涵洞设计质量水平，实现更加理想的施工效果。
参考文献
[1]杨为华.龙永高速公路钢波纹管涵洞设计、施工与质量管理[J].交通企业管理,2014,(11):56-58.
[2]杨有辉,苏磊,米良.提高高速公路涵洞设计质量的对策与措施[J].湖南交通科技,2013,(4):119-121.
[3]何剑辉.提高桥梁涵洞施工质量的技术策略探索[J].工程技术:文摘版,2016,(4):128-128.
[4]杨德文.浅谈山区公路涵洞设计及病害处置[J].建材与装饰，2014,(50)：104-106.
论文作者:苗洪文,葛建波
论文发表刊物:《建筑知识》2017年6期
论文发表时间:2017/6/16
标签：涵洞论文; 高速公路论文; 沟壑论文; 形式论文; 盖板论文; 洞口论文; 高度论文; 《建筑知识》2017年6期论文;