某220kV 变电站道路高填方盖板涵设计概述

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引言

某220kV变电站站址由一个山丘及一个冲沟组成，山地丘陵地貌。站址最高标高为318.0m，最低为290.0m，最大高差约28.0m。进站道路由国道引接，长度约381m，坡度约6.8%，冲沟位于道路约288m处。根据地质勘察报告，建、构筑物基础以粉质黏土作为持力层，承载力特征值为230kPa。进站道路在冲沟处的填土最深处达18m之多，道路两边的土方边坡坡度为1∶1.5，坡底采用重力式挡墙，整个盖板涵长达61m。

1 初步设计方案分析

由于上游汇水面积较大，初设方案采用Ф1000预制钢筋混凝土圆管涵进行排水，经讨论有以下不妥之处：

（1）预制圆管涵分节长度基本上为1m和2m，接口较多，由于每段管节上覆土高度不同，管节之间沉降差异较大，很难保证接口密封不漏。

（2）现有厂家预制圆管涵上覆土高度上限为14m，而覆土高度超过14m的管节长度约30m长，需对相应管节进行加固[1]。

2 设计方案优化

由于以上原因，经过方案比对，最终采用钢筋混凝土矩形盖板涵方案。选用侧壁底板整体浇筑，盖板预制的箱型结构，既保证在高土压下壁底相互支撑共同工作，也便于土建现场施工[2]。

高填方涵洞埋置于路基土体中，在结构本身安全的情况下，可看作是路基土体的一部分，它的沉降变形基本上是与周围土体同步产生。高填方路基下涵洞地基承载力基本上不作为控制设计的因素，重要的是要保证地基均匀性，避免由于涵洞的不均匀沉降导致结构物的破坏或影响使用效果。在涵洞设计时，适当考虑一定的沉降量是必要的，合理的沉降缝设置可避免不均匀沉降引起的结构物破坏。经过计算，按初期不考虑土拱效应条件下，覆土最深处的盖板涵最不利沉降量约为70mm，为了保证管节之间的沉降不会影响箱涵排水坡度，在矩形盖板涵断面高度方向上预留沉降影响的高度。同时盖板涵全长范围内，侧壁和基础每隔4～6m设置一道沉降缝，缝宽20mm。最终确定盖板涵断面尺寸详见图2，采用程序计算对人工计算配筋结果进行验算，盖板涵结构设计满足要求。

盖板涵的纵断面图详见图1。

图1

图2 盖板涵断面图

为控制施工质量，确保盖板涵运行良好，还提出了以下设计要求：

（1）盖板涵侧墙外侧在不小于两倍孔径范围内，回填透水性能良好的沙质土或砂砾石土，保持最佳含水量每10cm一层，分层对称夯实，相对密实度达到95%。

（2）沉降缝内用沥青麻絮或其他具有弹性且不透水材料填塞。沉降缝位置设在路基中部和行车道外侧，出入口挡土墙与盖板涵交接处等。盖板应在侧墙和底板沉降缝处理好之后再进行安装。

（3）盖板涵周围及上部土方回填时，应做好相应的施工措施，以免破坏盖板涵。盖板涵两倍孔径高度范围内的填土不得采用大型施工机械进行回填施工。施工过程中，当涵顶覆土厚度小于0.5m时，严禁任何重型机械和车辆通过。

（4）盖板涵进水口设置拦污栅并要求定期清理。

3 施工过程处理

整个盖板涵施工过程中，设计人员及时与施工方沟通，使施工方能完全领会设计意图，且多次派工代在关键施工节点进行质量检查和验收。现在盖板涵已经完成施工，整体质量良好[3]。

4 经验和建议

本变电站进站道路过水涵洞经过多次修改设计方案，最终方案较好地解决了不同高度覆土沉降差异的困难，但还有部分改良的地方：

（1）采用特殊的施工措施，使盖板涵工后沉降几乎达到稳定。即在施工阶段，先浇筑盖板涵底板和侧壁，待强度达到要求后内外同时进行回填，作为施工临时通道。经过预压，盖板涵可完成一定程度的沉降，最后将涵洞内土挖出，对沉降缝构造进行适当修补，铺好顶板，再进行整个进站道路的填土及路基施工。

（2）当箱涵截面尺寸较大时，可采用中松侧实地基（加固处理涵洞两侧地基），提高涵台两侧填土压实度，人为调整上部土压的分配，起到卸荷作用，改善箱涵的受力工作条件。