孫國棟
(菏澤市洙趙新河流域工程管理處,山東 菏澤 274000)
近年來,隨著公路建設(shè)的發(fā)展,公路技術(shù)等級的不斷提高,尤其是高等級公路的大規(guī)模興建,橋涵構(gòu)造物在公路工程中所占的比重越來越大。橋涵構(gòu)造物在公路全線建設(shè)中所處的地位也越來越重,其安全和良好的使用性能已成為公路全線暢通的重要保證因素。因此,在勘測設(shè)計時應(yīng)做出對應(yīng)措施。
在舊路勘測中,應(yīng)根據(jù)舊路出現(xiàn)的問題,分析原因,做出判斷,在新的勘測設(shè)計中做出正確合理的應(yīng)對措施,使橋涵設(shè)計更加精確合理。
涵位的選擇是橋涵設(shè)計的核心問題。擇位當(dāng)否,直接關(guān)系到路基的穩(wěn)定、構(gòu)造物的耐久性、橋涵的使用功能和工程造價。擇位不當(dāng)是造成多次變更設(shè)計、工程報廢、養(yǎng)護困難的直接原因。主要有:1)單純考慮“一溝一涵”,未形成全線排水系統(tǒng)。2)簡單地按“溝心設(shè)涵”原則定位,未結(jié)合具體地形、水文以及農(nóng)田灌溉條件綜合考慮改溝、合并、岸坡設(shè)涵、農(nóng)田灌溉涵設(shè)涵要求。3)僅就涵位處定一中心樁號,其他未做詳細(xì)調(diào)查,進出口不管合適與否一律采用八字墻,造成進口不暢、出口懸空的事件。
1)進出口問題拘泥于形式。不管具體情況一律八字墻結(jié)構(gòu),涵前一律做土質(zhì)集水井,不考慮進出口是否積水,是否沖刷,未采取措施
2)特殊結(jié)構(gòu)未靈活處理。山區(qū)公路經(jīng)常大填大挖,填高甚至超過20m,此類結(jié)構(gòu)主要是按照現(xiàn)行規(guī)范設(shè)計,這樣造成結(jié)構(gòu)尺寸特別大,基礎(chǔ)設(shè)計采用鋼筋混凝土擴大基礎(chǔ),有的甚至采用樁基礎(chǔ),造成施工困難,嚴(yán)重影響工期。
根據(jù)原有舊路出現(xiàn)的問題,對于新線的勘測設(shè)計主要有如下幾點對應(yīng)措施:
1)綜合考慮改溝設(shè)涵。在河溝比較寬淺,河底縱坡平緩,河流較小時,可以考慮改溝設(shè)涵,改溝時要做好引水和防護工程,注意對下游農(nóng)田的影響。
當(dāng)兩條溝渠距離很近(丘陵區(qū)在200m以下)時,并且匯水區(qū)面積也很?。ㄒ话阍?0.03~0.05km),河溝縱坡小于3%,且水流流速不大,含砂量較小時,經(jīng)過經(jīng)濟比較后,可以考慮改溝合并減少涵洞數(shù)量。改溝合并注意開挖排水溝并加深加寬邊溝,并做好舊河溝的堵塞,截水墻及路基加固工程(如圖1、2示)。
圖1 裁彎取直
圖2 改溝設(shè)涵
2)適當(dāng)增加邊溝涵。路線由下坡變?yōu)樯掀掳夹呜Q曲線處,為排除內(nèi)側(cè)邊溝水流,考慮設(shè)邊溝排水。涵縱斷面縱坡由陡坡變?yōu)榫徠聲r,內(nèi)側(cè)邊溝水流由急變緩,容易變成水躍和泥砂沖積,不利排水,若在近距離內(nèi)沒有其他涵洞的時候,在變坡點處應(yīng)考慮設(shè)邊溝排水涵(如圖 3、4 示)。
圖3 上下坡邊坡處
圖4 陡坡變緩坡處
當(dāng)路線的偏角較大(大于90度)平面半徑較小,路線進入彎道前的坡度又為大于4%的陡坡時,邊溝水流直接頂沖路基內(nèi)側(cè),在曲線起(末)點附近,應(yīng)考慮設(shè)邊溝排水涵(如圖5示)。
圖5 陡坡急彎處設(shè)涵
3)設(shè)置岸坡涵。當(dāng)邊溝比較穩(wěn)定、土壤密室(一般為石質(zhì)或不透水亞粘土)河溝又很深時,可考慮將涵底移植岸坡上,以縮短涵洞長度,岸坡設(shè)涵時應(yīng)注意做好上下游的引水溝、截水壩及防護加固工程,避免水順老溝沖毀路堤及農(nóng)田。為排除地表積水,在原溝底面宜做片石盲溝然后填筑路堤(如圖6示)。
圖6 岸坡設(shè)涵
4)設(shè)置曲線涵。當(dāng)涵位在河灣處,涵身較長,改溝工程較大時為使洞內(nèi)水流暢通,可考慮設(shè)曲線涵。
小橋涵立面布設(shè)要結(jié)合地形、水文、地質(zhì)、路線要求來確定,做到進口順、基礎(chǔ)穩(wěn)、出口不落空,同時滿足設(shè)計流量,做到水流暢通,其中最關(guān)鍵的是進出口的處理。
1)緩坡小橋涵布設(shè)。當(dāng)天然河谷、沖溝的坡度較緩(<0.3%)時,小橋涵以實際地形向上游延伸,沖刷大時為避免上游沖刷堵塞,涵底考慮下臥20cm。當(dāng)天然河谷沖溝的坡度較陡(>5%)時,橋涵基礎(chǔ)有:a.涵底砌石處理、涵底臺階布設(shè)。b.調(diào)整涵底方向。在等高線密的地方,適當(dāng)調(diào)整減小下涵洞與等高線的角度,降低坡度。c.進口處開挖護砌。以出水口涵底標(biāo)高為基準(zhǔn),按坡度順延至進口。d.洞口懸空處理。將出水口從鋪地到地面砌以片石混凝土。
2)陡坡小橋涵布設(shè)。涵底縱坡<10%的土質(zhì)地基河溝或涵底縱坡<30%的弱風(fēng)化地基河溝,可采用斜置實式陡坡設(shè)置,基礎(chǔ)底做成齒狀或采用護壁式出口形勢。
當(dāng)天然涵底坡度大于上述兩種情況時,一般采用平揭式陡坡涵。
3)對于高填方路基涵洞設(shè)置,可以采用泄水隧道、拱涵或者波形鋼板涵等結(jié)構(gòu)形式,做到合理、靈活運用。
橋涵選址一般要在地質(zhì)條件較好、地基穩(wěn)定的位置,以確保橋涵基礎(chǔ)的穩(wěn)定和減少基礎(chǔ)加固的工程量和投資。在涵洞形式的選擇上,要綜合考慮地形與填土高度及工程量、工程造價的因素,不一定要拘泥于形式應(yīng)當(dāng)根據(jù)實際情況靈活應(yīng)用。
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[4] 周紹林,孫家駟.山區(qū)公路小橋涵測設(shè)中存在問題的探討與建議[J].公路交通技術(shù),2007(5).