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摘要：公路涵洞的设计和建设，对于整个公路工程的施工效果具有重要影响，需要结合现场施工情况，选择到合适的涵洞类型，控制好各项设计要点。本文主要是从公路涵洞施工实例分析入手，重点介绍了公路涵洞类型的选择情况，提出了一些科学合理的设计要点，为提升公路涵洞的总体建设水平提供良好借鉴和参考。
关键词：公路涵洞；类型；设计
公路涵洞建设施工进行中，确定涵洞具体位置、孔径以及选择到合适的涵洞类型，都是关键性问题，会影响到工程建设的质量。细致分析公路涵洞的具体类型，结合实际施工现场，选择到合适的涵洞类型，做好全方位的设计工作，将能够提升公路涵洞设计的整体水平。
1.公路涵洞施工实例分析
某公路A5合同段，起始于23（K75+121）段，和省际国道相通，沿着山边展线升坡到合同断的终点，即27（K80+184），合同段全长为7.85km。在此合同段内，存在51座涵洞，其中主线13座，互通12座，连接线方面共有26座。盖板涵、钢筋砼盖板涵建设方面的具体工程数量情况包含：1-1.5×1.5的工程段为246.5m，1-2.0×2.0的工程段为510.85m，1-2.0×1.5的工程段为54.4m，1-2.5×2.0的工程段167.1m，1-2.5×2.5的工程段63.8m，1-3.0×3.0的工程段为42.7m，1-4.0×3.5的工程段为79.6m，1-4.0×4.0的工程段为75.1m。
2.公路涵洞类型的选择
2.1盖板涵
某涵洞长度为35m，内径设计为3.5m，且施工现场路堤较高，采用盖板涵建设方式，可以起到良好效果。这种类型在公路涵洞建设中占据较大比重，由基础、涵台、盖板、支撑梁以及台帽共同构成，使用较为较为简单的施工技术，就可以拥有较大排洪能力。盖板涵作业中，采用就地浇筑方式，尽可能的使用组合钢模板可以发挥积极作用。盖板涵施工作业中，轴线偏位明涵允许偏差范围在20mm，暗涵则在50mm；结构尺寸在±20mm范围内；孔径可以允许偏差在±20mm范围内。以集中制造形式，建设盖板涵的盖板，施工工序得到有效优化，施工周期得以有效缩短，但是其对于施工工艺技术要求较高，相较于拱涵来说造价也较高。
2.2管涵
本次施工段中某涵洞长度为16m，设计涵洞内径应该在1.5m以上，拟使用管涵建设模式。管涵建设中常采用混凝土结构，实际应用钢筋数量级较少，可以使用预制的施工方式，推进工程施工速度有效加快，但是同时需要注意到，该结构类型给后期养护和维修工作增加难度。其中，预制钢筋混凝土圆管成品，需要控制好管节端面，使其保持着较高的平整性，并垂直于轴线，处理斜交管涵进出水口管节的外端面，需要采用斜交角度的方式。一旦出现地基不均匀沉降的情况，会促使管涵有开裂、渗水问题，影响到路基的整体施工效果。管涵通过无压流过水的方式，能够良好应对灌溉渠连接部位的施工要求。在很多公路涵洞工程的施工环节中，使用波纹管替代传统的钢筋混凝土管，其主要是使用多块波纹钢片组成，需要良好控制施工速度，避免路基路面不均匀沉降现象的发生。
2.3箱涵
箱涵施工技术含量较高，施工工序较为繁杂，钢材是主要的建设材料，总体造价比较高，且施工工艺也较为复杂。因而这种技术应用范围不够广，多是集中在特殊区域中。
2.4石拱形涵洞
在山区建设过程中，石拱形涵洞技术应用情况较多，主要是因为其过水能力较高，且拥有着高净空。山区和城市建设环境存在着较大的差异，山区复杂的地质环境，会容易出现山洪、泥石流等现象，积极使用石拱形涵洞建设技术，能够良好防御这些自然灾害。石拱形涵洞建设环节花费的成本较低，可以充分满足多种建设条件，但其施工过程中由于材料质量较重，对于地基本身的承受能力提出了较高要求。
2.5柱体钢筋混凝土
这一施工技术，将钢筋混凝土作为基本材料，按照施工需求和现场地质条件，选择到最终的公路涵洞类型，其中重点需要结合涵洞的长度和孔径情况，当涵洞长度处在15m～30m的范围内，内径或者净高需要保持在1.0m以上；而涵洞实际长度超过30m时则需要将内径或者净高控制在1.25m以上。柱体钢筋混凝土施工成本较低、施工技术简单，具备较强的承载能力对于农业灌溉设施方面的具有积极应用效果，但是由于其涵洞过水能力不够强，无法适应公路工程关于地基稳定性的要求。
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3.公路涵洞建设设计要点
切实开展公路涵洞建设施工作业的过程中，需要明确各项设计要点，采用科学合理的施工方案，强化工程施工效果。
3.1确定公路涵洞孔径
设计公路涵洞孔径，首先，需要注重从公路工程建设应用需求、地质条件入手，针对洪水量、水流速度、洪水发生时间、河床水文地质等细节因素进行充分细致的研究，确定出最为合适的孔径大小。公路涵洞孔径的设计，需要确保洪水流量不会给公路工程构筑物造成负面影响，加强科学合理的设计效果，将能够有效避免设计方面造成的不必要损失。其次，按照公路工程施工规范，公路跨径和涵洞高度比值要控制在1：1～1：1.5范围内，可以起到良好效果。从公路涵洞施工标准要求出发，设计涵洞孔径，将能够提升其整体的施工建设水平。以通道式公路涵洞为例，当涵洞长度为15～30m，孔径需要超过1.0m；如果涵洞长度处在30～40m范围内，需要将孔径控制在1.25m以上。具体到设计环节之中，孔径和涵洞长度呈现正相关关系。对此，实际确定公路涵洞孔径的过程中，需要结合公路涵洞的长度，按照公路施工要求进行。再者，结合公路工程水利图示情况，开展涵洞孔径设计工作。常见的水利图示包含无压力式、半压力式以及压力式三种类型，其中无压力式涵洞应用程度较高，这种设计模式主要是指，如果水流未淹没整个洞身，上洞口存在着大量的水，但是却不够给洞顶造成影响。
3.2明确公路涵洞的位置
做好公路涵洞工程施工建设，需要选择合适的涵洞位置。（1）遵循科学原则加以选址。公路涵洞选址，将会直接影响到其功能的发挥效果、公路路基本身的稳定性以及工程施工造价情况。山岭地区地质环境较为复杂，且地形起伏度较高，纵断面控制是路线布置过程中的主要形式。从公路工程所在地的地形特征，选择好合适的涵洞布置位置，将能够提升工程施工水平。多是沿着沟的位置，保留着河沟原本的状态，确保涵洞轴线与水流方向一致，避免冲刷破坏下游情况，便于泄洪工作有效开展。（2）结合公路路基的排水特点，设计公路涵洞。截水沟、边沟以及急流槽等方面设施汇集水资源，从而良好集中在涵洞之中，还能够根据公路工程纵、横、平面情况开展设计[1]。
3.3设计公路涵洞基础
设计公路涵洞基础的过程中，首先需要针对当地地理条件加以分析和研究，将涵洞基础设置在地面、河床低的位置，可以发挥有效作用。其次，在河床底部设计，需要将其控制在其底部1m以下；而在地面上方加以设计，需要重点考虑到地基的土质，并适当处理好地基，确保地基的稳定性和坚固性[2]。
3.4选择合适的公路涵洞洞口型式
设计公路涵洞洞口的过程中，会面临着一定的问题，主要是集中在了洞口型式选择不够准确，无法满足进出口的要求；机械照搬定型图；洞口型式较为单一等方面。为此，需要积极开展科学合理的设计工作，做好全方位的现场勘察工作，包含水文状况、地质条件以及地形状况等，结合当前公路涵洞洞口型式设计的技术规范，尽可能的结合现场情况，选择到合适的设计型式。公路涵洞洞口设计中，经常使用的类型是跌水井洞口和八字墙型式，同时为良好适应工程项目的建设情况，可以选择一些扭坡、直墙式以及一字墙等型式的洞口。（1）八字墙式，这主要是适应公路涵洞洞口相对平缓的地势，河沟宽度较大，能够满足泄洪需求。的情况[3]。（2）如果施工现场河沟之中，有明显的沟渠和涵洞空间，具备基本的排水能力，切实调整好八字墙的洞口型式，使其扩展到0°状态，从而变为直墙式洞口，可以为后续开展施工建设工作提供良好的前提条件。（3）当公路涵洞所处的路基较高且长度较长，想要强化其整体的排洪灌溉能力，需要注重合理控制工程施工量，适当的升高盖板涵的进口，将八字墙加以良好配合，形成流线型进水口，并设置好科学的防护设施和排水设施，构建起健全的排水体系[4]。
3.5合理控制好设计环节的注意事项
开展公路涵洞设计工作的过程中，需要遵守相应的法律法规、行业建设标准，采用科学合理设计环节，注意各项设计细节，控制好总体的设计、施工效果。首先，需要避开施工现场的地下管线、地下设备等。很多地区地面下方都存在着复杂的管线，如水、电、暖系统，埋设涵洞之前，需要结合已有管线情况，结合涵洞顶部填土的高度、涵洞洞底的深度，确定出最终的设计标准。其次，需要设置好合理的沉降缝，这主要是在规定施工范围内、地址交汇处以及填土高度变化的位置方面加以设置。
4.结束语
公路涵洞类型的选择工作进行中，常见的涵洞种类包含盖板涵、管涵、箱涵、石拱形涵洞以及柱体钢筋混凝土方面。切实有效提升公路涵洞设计的总体水平，需要注重确定公路涵洞孔径，明确公路涵洞的位置，设计公路涵洞基础，同时还要选择合适的公路涵洞洞口型式。
参考文献：
[1]邢仕佐. 公路涵洞类型的选择及设计要点分析[J]. 交通世界，2017（20）：102-102.
[2]胡可，徐治华. 山区高速公路涵洞选型及设计要点分析[J]. 黑龙江交通科技，2017，40（9）：134-135.
[3]贾文世. 浅谈公路桥涵勘测设计中的常见问题和策略[J]. 科技创新与应用，2017（8）：248-248.
[4]张小林，梁炜. 浅谈小型水库涵洞除险加固设计[J]. 城市建设理论研究（电子版），2017（22）：200-201.
论文作者:李强
论文发表刊物:《建筑模拟》2019年第2期
论文发表时间:2019/4/3
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