设计未预料所造成病害的处治

梁开明

(黑龙江省公路勘察设计院，黑龙江 哈尔滨 150080)

设计未预料所造成病害的处治

梁开明

(黑龙江省公路勘察设计院，黑龙江 哈尔滨 150080)

涵洞遭受洪水冲刷破坏，大多由于上下游洞口处理不当所致。因此，应通过养护逐步改善进出水口的防护设施，提高涵洞的抗灾能力。 对于进出水口的处治，并应充分注意不得影响农田和其它建筑设施。

设计；未预料病害；处治

1 进水洞口

(1)涵洞上游路基边沟坡度较大，水流泥沙较多，经常造成洞口、洞底发生冲刷破坏或淤积现象时，应在进口处增设深于涵底的蓄水井，使其起到消耗和沉淀泥沙杂物之作用，同时应经常清除淤积和修复破损处。

(2)因涵前沟床的纵坡较大。故应在进水口前设置一段缓坡，其距离约为涵洞孔径的1～2倍，以消除水流在进水口处产生水跃的冲击。

(3)涵前沟床纵坡大于50%时，水的流速很大，在洞前产生较大水跃冲击洞口。所以，应根据地质情况，增设相应的跌水井等消能和加固措施，以减缓流速，削弱水能，保证沟槽稳定坚固。

上游沟槽的断面，不论为梯形或U形，除岩石外，沟槽均需根据土质情况铺砌加固，两侧边墙和槽底厚度一般采用20～40 cm，槽宽以等于涵洞孔径为宜。急流槽底每隔150～200 cm，需设防滑墙，必要时槽内增设加糙措施。

2 出水洞口

(1)涵洞出水口沟床水深在1.5～2.5 m时，上坎高一般可采用20 cm，下坎高可采用10 cm。三级挑坎中间平台的高度，不可突出上下坎顶的连接直线。

当出水沟床的水深小于1.5 m时，上下坎高度可按此比例酌量减低。

(2)上下坎的形状，一般采用梯形断面，并为保证上下坎的冲刷防护效果，梯形断面顶宽应尽量减小，宜采用5 cm宽，当沟床有大卵石时也可酌增。

为了提高挑坎本身强度，挑坎的迎水面边坡可做成1∶1或更为平缓的1∶2，边坡愈平缓，挑坎引起的水面波动也愈小，但应注意上坎的坡脚不得深入到洞孔中。

(3)当地形条件可能时，亦可采用降低下游沟0.7～1.0 cm床铺砌层标高的方式，使沟床面与上坎或下坎顶平齐，能得到较好的防护冲刷效果，可减少挑坎对上游的壅水影响。这样，不论出水口沟床的水流状态处于哪种情况，均能使下游水位达到等于或大于坎顶标高的要求，可使水流在翻过下坎顶后的底部形成纵向回流的必要条件。

(4)当涵洞与水流斜交，其交角不大时，可按原图尺寸设置挑坎。当交角较大时，应使挑坎与水流正交，其处理方法有二：(1)将挑坎分段设成锯齿形；(2)将主流部分设成与水流正交，其余部分设为斜交，或均设成正交。

3 陡坡涵洞进出水口病害的防治

陡坡涵洞，由于水流来势凶猛，致使进出水口发生水毁破坏较多。其原因主要是设计、施工中设置的洞口排水构造物不适当、不完善或未设置。因此，必须改善或增设涵洞上下游的排水构造物，使涵洞不致冲毁。

陡坡涵洞的排水构造物，一般由上游引水沟槽、涵洞本身和下游出水沟槽三部分组成。

对于陡坡涵洞进出水口病害的防治，应当根据地形、地质和水流条件，采用急流槽、跌水、缓流井、消力槛(池)和人工加糙等工程技术措施。

山区涵洞的进出水口遭受水毁破坏甚多，养护单位在修复时，大多在涵洞的上游或下游、或上下游增设陡坡排水工程。山区涵洞上下游的主要排水构造物有。

急流槽或具有人工粗糙面的急流槽(等截面或变截面)。

跌水或具有消能设备的跌水(单级和多级)。

跌水、急流槽被水毁破坏或增设时，其方法如下。

(1)因施工质量差或养护修理不及时者，按原设计修复；

(2)因设计不周者，应根据实际情况改善；

(3)必须增设者，可根据地形、地质和水流情况，可参照当地成功的模式，并结合实际情况设置；

(4)通过测设，精心设置。

跌水、急流槽，可单独或结合采用。其中无消能的跌水，在山区陡坡不宜采用，因铺砌过长，不经济，一般只用于较小的坡度上。

(1)普通急流槽

急流槽是将沟底高差分布于某一长度上，这个长度决定于急流槽的坡度(大于临界坡度)。急流槽可在较短距离内将落差很大的水流引到涵洞进口或使涵洞出口流速与下游加固的容许流速相适应。

急流槽的坡度，一般应小于1∶1.5，但当流量很小、地质条件良好时，也可采用较陡的坡度。

急流槽根据水流连接形式，分进水、急流槽和出水三部分。

急流槽加固类型有。

①单层干砌河卵石； ②单层或双层干砌片石； ⑧单层或双层水泥砂浆砌片石； ④混凝土板拼砌沟槽； ⑤混凝土护面加固，粗糙底面； ⑥石床防护铺砌； ⑦混凝土粗糙底面； ⑧混凝土横肋式或方块式粗糙沟槽； ⑨岩石中平整凿出的沟槽； ⑩粗凿出的岩石沟槽。

垫层一般用砂砾、砾石、碎石，厚为10～20 cm。单层铺砌厚15～20 cm，双层为35 cm。

(2)人工加糙的急流槽

为了减小纵坡很大的急流槽中水流的流速，常采用人工加糙的急流槽，其在平面上的形状与普通急流槽一样，水力计算也相同，只是粗糙系数采用人工加糙后的特种粗糙系数。常用的加糙形式有：矩形肋条、棋盘式方格、逆水流人字形横条等。

(3)急流槽的出水部分

为减少加固工程，在急流槽终端或出水槽的起点设置消能设备，使水跌形成淹没式。 一般消力池多采用矩形截面。分为有胸墙的消力池和无胸墙的消力池。

山坡很陡时，采用具有消能设备的单级或多级跌水，选用的联结形式能形成淹没式射流，使水流以最有利的形式通过。

具有消能设备的单级跌水，由进水槽、跌水坎和消力建筑三部分组成。常用的消力建筑形式有：消力池、消力槛和二者混合的复合建筑。

2017-05-11

U416.1

：C

：1008-3383(2017)07-0060-01