武汉中交试验检测加固工程有限责任公司 湖北 武汉 430052
摘要：结合具体工程实例，针对广东某高速公路废弃涵洞，经过排水系统验算，应用泡沫混凝土技术，并采用多种手段并用，着重封堵的可行性、安全性和可靠性，为今后同类废弃涵洞施工提供借鉴。
关键词：废弃涵洞；封堵方案；泡沫混凝土；安全性
1、引言
近年来，随着高速公路沿线经济的发展及高速公路自身改扩建的影响，部分涵洞由于路基扩宽被土石掩埋，丧失了基本功能。在后期的管养过程中，因未能找到涵洞位置或其他原因无法进入检测，失去了对该类涵洞现状及损伤情况的了解掌控，存在极大的安全隐患。
本文针对广东某高速公路在多年管养过程中因各种原因被掩埋失去使用功能的几座涵洞，经过水流量验算，满足废弃要求，采用泡沫混凝土技术对该类涵洞进行封堵处理。
2、工程概况
在该高速公路全线桥涵定期检查报告中，显示共有3座圆管涵位于互通或连接线上，由于地方路扩建，连接线向两侧扩宽，导致涵洞进出水口已被填土覆盖，完全掩埋；1座圆管涵由于地方路扩建，且另有规划过水涵，左右洞口已被红砖砌堵；1座盖板涵过水涵洞，进洞口已被浆砌片石人为封堵，已失去排水功能。
由于以上涵洞原设计功能均为排水涵，现由于各种原因其排水功能已完全丧失，涵洞实际已处于废弃状况。废弃涵洞的存在，不利于高速公路安全健康的运营。
3、废弃后过水流量验算
采用暴雨推理法计算出涵洞位置处的设计流量（汇水流量），并与该位置处周边涵洞过涵流量比较，若过涵流量大于设计流量，则说明涵洞废弃后，该处周边涵洞排水满足废弃后的要求。
暴雨推理法计算设计流量公式如下：
通过验算，盖板涵及圆管涵周边涵洞过水流量储备系数均大于1，表明涵洞封堵后周边排水系统满足过水要求。
4、封堵方案比选
涵洞封堵加固措施初拟三种方案：
方案一：开挖路基后拆除旧涵洞回填粘土压实
方案二：两端砌筑片石挡墙，采用粘土浆或水泥粘土浆充填洞内空腔
方案三：洞身间隔砌筑片石挡墙，中间灌注泡沫混凝土
方案一的分段开挖方案总体效果最彻底，但管涵埋置较深，开挖需中断交通，回填后需恢复路基路面，工程量大，影响较大。
方案二采用片石挡墙进行封堵洞口，并采用粘土浆或水泥粘土浆充填洞内空腔，可在两端片石挡墙预留孔上直接灌浆施工，施工方法简便，但处理效果一般，无法完全填充涵洞空腔，未根本解决问题。后期若涵洞顶部、涵身出现开裂、渗漏、破坏等，路基填土会随水流入空腔内，导致路基填土流失产生较大沉降和变形，易留下安全隐患。
方案三采用间隔砌筑片石挡墙，中间灌注泡沫混凝土，泡沫混凝土整体性好、可泵性好、流动性强、不需振捣碾压，可完全填充涵内空间，有效解决涵洞的接触渗水及涵内密实强度问题。且该方案与方案二同样施工简便，也无方案一开挖路基造成的道路中断封闭问题，采用泡沫混凝土封堵方案实施造价不高。
经综合对比分析，选用方案三的采用泡沫混凝土充填涵洞内空腔的涵洞封堵方案。
5、泡沫混凝土技术
泡沫混凝土具有高流动性、质量轻、整体性好、抗渗性好、施工方便。浇筑时自主流动，无需振捣而达到密实的混凝土。其优点如下：
（1）整体性能好，与旧涵洞结合紧密。采用发泡水泥体与原涵外表细小凹凸不平的基面填平，并可抓实、抓牢形成强有力的附着性能。
（2）提高生产效率，由于不需要振捣和碾压作业，混凝土浇筑需要的时间大幅度缩短，可进行远距离或在小空间内施工。
（3）防水能力强，流动性高。由于掺入的泡沫是水膜性的，在与水泥砂浆混合搅拌时，部分泡沫会破裂变成水，因此泡沫混凝土是一种大水灰比的材料，一般均在0.6以上，具有很高的流动性，具有自密实的特点。
（4）在施工中具有很好的和易性和可泵性，抗压强度高。
（5）改善工作环境和安全性。
（6）可现场浇注施工，使用专业水泥发泡机自动化作业，施工简便，可减少工期，降低工程整体造价。
由于发泡剂是生产泡沫混凝土的关键，发泡剂的性能好坏对泡沫混凝上的性能有着很大的限制作用。发泡剂的种类不同，所制泡沫混凝土的质量相差较大，主要体现在浆体的稳定性、气孔孔径的大小与均匀性、硬化体的力学性能及抗冻性等。选择最佳的发泡剂品种和适宜的掺量是制备高质量泡沫混凝土的首要条件。
本工程采用的C15泡沫混凝土中发泡剂性能指标如下：
6、涵洞封堵加固实施
6.1盖板涵封堵方案
对盖板涵采用洞身间隔砌筑片石挡墙，中间灌注泡沫混凝土方案进行封堵，具体步骤如下：
（1）清理涵洞两端洞口，预留操作平台，并清除洞内杂物、淤泥和积水；
（2）沿涵洞洞身方向由中间往两端间隔5m砌筑一道25cm厚片石挡墙，注意预留混凝土泵送管道孔，并埋设Φ60mm注浆管，两端挡墙基础采用C15素混凝土，厚60cm；
（3）对挡墙用M7.5砂浆抹面防渗处理，并通过预留孔泵送C15泡沫混凝土，即干密度等级为A06，吸水率等级为W10的现浇泡沫混凝土；
（4）待泡沫混凝土达到一定强度后，为防止砼收缩导致洞身内空洞，通过预埋注浆管对其进行低压注浆，注浆完毕后再用水泥浆填补挡墙孔洞；
（5）重复2~4步骤，每5m一段，分段施工，直到涵洞两端洞口封闭完毕为止，最后对两侧洞口进行回填并夯实砂土至路面高度。
6.2圆管涵封堵方案
鉴于互通和连接线受地方道路扩建的影响，由原来双向两车道已扩建为双向六车道，原涵洞已完全被掩埋。因此，对些圆管涵采取路面深凿孔，泵送灌注泡沫混凝土方案进行封堵，具体步骤如下：
（1）利用地质雷达探测仪对废弃涵洞位置进行探测，并在路面标记涵洞具体位置，在涵洞中间段布置混凝土泵送孔和出浆孔，直径为10cm，两孔相近1m左右；
（2）从路面对泵送孔和出浆孔进行深凿孔，孔深穿过洞身即可，并排出涵洞内淤泥和积水；
（3）通过泵送孔泵送C15泡沫混凝土，即干密度等级为A06，吸水率等级为W10的现浇泡沫混凝土，直至出浆孔有泡沫混凝土冒出即可；
（4）浇筑完毕后，对泵送孔和出浆孔进行填补，并对路面砼进行恢复。
7、结论
随着高速公路沿线经济的发展及高速公路自身改扩建的需要，导致部分涵洞因各种原因丧失使用功能，且无法进行日常养护管理检测，存在很大的安全隐患，应引起高度重视。对该类涵洞的封堵加固工程应特别注意封堵措施的有效性和可靠性，避免埋下安全隐患，确保高速公路长久安全健康的运营。
此次对广东某高速公路废弃涵洞进行的封堵加固方案结合工程实际情况综合对比，应用泡沫混凝土技术，采用多种手段并用，着重封堵的可行性、安全性和可靠性，供其他工程涵洞、涵管等结构物封堵工程参考。
参考文献∶
[1]JTG/T D65-04-2007 公路涵洞设计细则，2007
[2]闫振甲 何艳君 泡沫混凝土实用生产技术，化学工业出版社，2006
[3]何远通 小型病险水库坝下涵洞封堵措施及替换方案探讨 中国水运，2013.9
论文作者:孙志宏
论文发表刊物:《基层建设》2016年31期
论文发表时间:2017/1/17
标签：涵洞论文; 混凝土论文; 泡沫论文; 挡墙论文; 方案论文; 发泡剂论文; 高速公路论文; 《基层建设》2016年31期论文;