浅谈涵洞的设计

赫 宏，高新梅

(1.鹤大公路鸡西分指挥部;2.尚志市公路管理站)

1 涵洞设计的一般原则

(1)宜就地取材，尽量节约钢材。

(2)尽量套用标准设计，加快设计、施工进度。

(3)在同一段线路范围内尽量减少涵洞类型，以便大量集中制造简化施工。

(4)充分考虑日后维修养护的方便。

(5)同一段线路的涵洞应作合理的布局，使全线桥涵能形成畅通无阻的、良好的排水系统。

(6)设计中应加强方案比选工作。除技术条件外，应充分考虑经济效益，节省投资。

2 涵洞类型的选择

涵洞类型的选择应综合考虑以下因素。

2.1 地形、地质、水文和水力条件

涵洞类型选择时应考虑水流情况、设计流量大小、路堤填方高度、涵前允许最大壅水高度、地基承载能力等。一般当设计流量在10 m3/s左右时，宜采用管涵;在20 m3/s以上时，宜采用盖板涵;设计流量更大时，宜采用拱涵。地基情况较差时，可考虑采用箱涵。

2.2 经济造价

因地区不同，涵洞造价往往差异很大。涵洞造价主要取决于材料的料场价格，其次是材料的运输费用和当地的人工、机具费用。

2.3 材料选择和施工条件

涵洞材料选择要因地制宜，尽可能就地取材，优先考虑圬工结构，少用钢材。为方便施工，一段线路上不宜采用过多类型的涵洞，便于集中预制，节省模板，保证质量，加快施工进度。

2.4 养护维修

为便于养护，孔径不宜过小，洞身不宜过长。冰冻地区不宜采用倒虹吸管涵，否则，应在冰冻前将管内积水排除，并将两端进口封闭。

3 涵洞孔径的确定

根据设计流量确定涵洞的净跨径。在确定涵洞净跨径时，应结合涵洞净高综合考虑。根据计算的涵洞净跨径套用标准跨径。《公路桥涵设计通用规范》规定的涵洞标准化跨径有75 cm、100 cm、125 cm、150 cm、200 cm、250 cm、300 cm、400 cm八种。

4 涵洞布置

4.1 涵洞的平面布置

涵洞的平面布置主要是解决好涵位及涵轴线与路线交角的问题。涵洞应尽量布置成正交，当天然河道与路线斜交，经过技术经济比较，不宜改河时，则采用斜交涵洞。斜交涵洞的斜交角通常取5°为一级，以便利用标准图中的尺寸。

4.2 涵洞的立面布置

(1)涵洞标高确定涵洞顶面中心标高应服从路线纵断面要求，可从路线设计标高推算出来。涵底中心标高一般与天然沟床标高一致或略低一些。如果是老涵改建，涵底的标高应考虑涵洞进出口沟底标高，以此确定涵底中心标高。

(2)涵底纵坡涵底纵坡最好选用临界坡度，此时涵洞的排洪能力最大。但实际设计时，涵底纵坡通常根据沟底纵坡确定。最小纵坡不小于0.4%，以防淤积;也不大于最大坡度，以防涵底铺砌被冲毁。

(3)涵底基础设置在天然地基上的涵底基础，除岩石、砾石及粗砂地基外，其地基为冻胀性土时，均应将基底埋人冰冻线以下不小于0.25 m。当基底下有软土层时，为了将基础置于好土层上或需人工加固地基时，往往需将基础埋置于较深的土层中。当沟床坡度大于5%时，涵底基础宜每隔3～5 m设置防滑横隔墙或把基础分段做成阶梯形(见山坡涵洞)。在无冲刷处，涵洞基底除岩石地基外，一般应设在天然地面或河底面以下1 m，如河床上有铺砌层时，一般宜设在铺砌层顶面以下1 m。

5 涵洞尺寸及工程数量

当涵洞选择标准跨径后，其细部尺寸及工程数量均可套用相应的标准图，使用时应注意。

(1)荷载应与标准图一致，不能大于标准图的规定。

(2)材料强度等级、地基承载力不能低于标准图的要求，否则应进行强度验算。

(3)当设计的墙身高与标准图不一致时，应选用标准图上大一级墙身所对应的各部分尺寸。

(4)当有些工程数量无法从标准图上查得时，应通过计算确定。

6 洞口形式

涵洞的洞口形式应根据涵洞进出口的地形和流量大小确定。选定后，也可套用标准图。

无论采用的是何种洞口形式，其进水口均须铺砌。