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[摘 要]结合山区高速公路小桥涵建设的实践，系统归纳、总结、介绍了山区高速公路小桥涵设计的思路与原则。
[关键词]山区高速公路；小桥涵；设计
中图分类号：TU445.57 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）35-0357-01
1.概 述
山区高速公路的建设是以后我国一段时间内的建设重点。在公路勘察与设计中，小桥涵设置恰当与否，是公路排水设计的重要环节，直接关系到路基稳定及工程的造价。而在山区，因其地形复杂、山势险峻、坡陡沟深的特点，为高速公路建设制造了诸多困难，小桥涵的正确布设就显得更为重要。
2. 小桥涵布设
2.1总体布设
桥涵选址一般要在地质条件较好、地基稳定的位置，以确保桥涵基础的稳定和减少基础加固的工程量与投资。同时要避免因小桥涵位置的不当而造成排洪不畅、冲毁路基、积水淹田或正常交通受到影响等不良后果。在涵洞形式的选择上要综合考虑地形与填土高度及工程量、工程造价的因素。在山区高速公路设计中，由于地形复杂，相对高差较大，填方大于20m的路基比比皆是。目前为止涵洞设计还是采用现行规范进行，所以造成结构尺寸特别之大、基础设计采用特殊的钢筋混凝土扩大基础甚至桩基础，如果高填方路段又是分离式路基则难度更大。而在涵洞的施工中，高填方属于控制工程，待涵洞施工完毕后将有可能使工期严重滞后，这些问题都是选取合适的涵洞形式中不得不考虑的重点问题。
2.2平面布设
在山区高速公路平面布设小桥涵时一般要考虑以下原则：
（1） 顺沟设置一沟—涵。在地形陡峭山区小桥涵布设一般应顺应河沟水流方向，不宜改沟强求正交且路线与涵洞夹角设置不宜过小。
（2） 沟合并减少工程量。在较平坦地方，汇水面积不大，在不影响上游河流泄水情况下可将相临河沟间设置排水沟连接。
（3） 平纵排水结合选择小桥涵址。
（4） 与实际地形、地质条件相结合。如在连续鸡爪沟地形中，在沿路线总坡方向边沟汇水可行的条件下，可将两沟合设一个小桥或涵洞。
（5） 涵位高度的综合考虑
（6） 水塘下游处要注意考虑。当路线从山坡附近经过，山坡上游有开挖较大的水塘时，要设置涵洞以防止暴雨时溃坝淹没路基。
（7） 山区路段山泉的可能情况要加于考虑。
（8） 尽量发挥山区石料丰富的特点，在技术可行的情况下，优先采用石砌拱涵及片石筑砌桥台。以上只是平面小桥涵布设的一般原则，由于山区高速公路设计中有很多不可预见因素，这就要求在设计中要灵活运用。
2.3立面布设
小桥涵立面布设要结合地形、水文地质、路线要求来确定，还要做到进口要顺、基础要稳、出口不落空，同时要满足设计流量，做到水流顺畅。其中的关键是进、出口的处理。
2.3.1 缓坡小桥涵布设
当天然河谷、冲沟的坡度较缓时，小桥涵依实际地形设置，按较小缓坡 （ ≤0.3 ） 向上游延伸设置桥涵底铺砌，要注意上游与原来沟底坡率一致。如果从地质条件来看容易产生较大冲刷，则将小桥涵底面铺砌标高比原沟底标高降低 20cm 左右，以保证原沟冲刷后小桥涵底面不高于河床。当天然河谷、冲沟的坡度较陡 （≥5） ，而小桥涵基础通过缓坡方式设置时，常用的方式有将涵底砌石处理、涵底台阶式布设、调整涵洞方向、进口处开挖护砌、洞口悬空并加以处理等。下面分别叙述。
（1） 涵底砌石处理、涵底台阶式布设方式时，需要大量的石方，而且要求地質条件较好，不但保证基底有足够的承载力，而且纵横向要均匀。另外还要注意砌石方式尽量少采用紧密干砌法，地下水丰富或冲刷严重时要谨慎采用。在襄十高速公路涵洞设计中曾多处采用台阶式石拱涵。
（2） 调整涵洞方向：在等高线较密的地方，若涵洞方向与等高线夹角偏大则有可能形成陡涵形式，此时可考虑减小涵洞与等高线夹角从而降低涵底坡度。但是这时要注意妥善选择设计汇水、引水沟、导流构造物、护坡加固等工程，而且洞口形式选择要多加考虑。
（3） 进口处开挖护砌：以出水口处涵底标高为基准，按坡度顺延至进水口处，将进水口处开挖。这时要防止进水口的积水，防止进水口处路基因急流顶冲冲毁或因掏刷基础造成水毁。一般可在进水口处设置竖井，陡坡上设置急流槽以减少冲毁几率。
（4） 洞口悬空处理：若出口处有挡墙则只需要将落水点进行防冲刷处理，在一般情况下要将出口处砌以片石混凝土，从铺砌底面直至地面，将整个悬空部分砌实后再配以跌水设计，减小水流噪声。
2.3.2陡坡小桥涵布设
根据现场条件必须设置陡坡涵时，要充分利用地形与地质条件，做到经济合理，结构稳定。对于涵底纵坡≤10%的土质地基河沟、或涵底纵坡≤30% 的弱风化地基河沟可采用斜置式陡坡设置，基础底做成齿状或者采用扶壁式出口形式。当涵底坡度大于上述 2 种情况时，一般采用平阶式陡坡涵。当然在地势很陡的地方设置涵洞不一定要一定拘泥于形式，要根据实际情况灵活运用，也可以将陡坡与缓坡涵底形式联合应用，中间连接段设置跌水过度。
4 养护
小桥涵养护以预防为主。由于山区地形条件的影响，山区小桥涵比其它地区小桥涵更容易出现积水、淤泥、冰塞、冻涨等破坏。这就要求养护部门加大抽查频率，注意小桥涵铺砌裂缝的产生。如果发现了问题及时加固。小桥涵病害一般的原因有：地基承载力不足，填土压实不够，涵洞砌筑质量差等。
结束语
山区高速公路小桥涵的设计是一项复杂多变的工作，由于受地形、地质等条件的影响，在实地调查时给人们带来了一定的难度，这就要求在设计时要反复对比方案，多与实地相联系。在水流计算时要以临界水流状态为参考选择合理的桥孔或涵洞断面，在小桥涵位置的选取上要注意平面的整体协调、纵面的进出口形式选取与涵底铺砌纵坡的调整，还要注意以地形、地质条件的联系。为了更有效地消除小桥涵的水毁潜在因素一般要设置其它的设施，如急流槽、消力池、消力槛等。小桥涵运营后期的养护与加固也是其重要的部分，这些也是小桥涵布设时的考虑因素。只有全面综合考虑了各因素，才能确保路线的安全、舒适与经济。
[关键词]山区高速公路；小桥涵；设计
中图分类号：TU445.57 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）35-0357-01
1.概 述
山区高速公路的建设是以后我国一段时间内的建设重点。在公路勘察与设计中，小桥涵设置恰当与否，是公路排水设计的重要环节，直接关系到路基稳定及工程的造价。而在山区，因其地形复杂、山势险峻、坡陡沟深的特点，为高速公路建设制造了诸多困难，小桥涵的正确布设就显得更为重要。
2. 小桥涵布设
2.1总体布设
桥涵选址一般要在地质条件较好、地基稳定的位置，以确保桥涵基础的稳定和减少基础加固的工程量与投资。同时要避免因小桥涵位置的不当而造成排洪不畅、冲毁路基、积水淹田或正常交通受到影响等不良后果。在涵洞形式的选择上要综合考虑地形与填土高度及工程量、工程造价的因素。在山区高速公路设计中，由于地形复杂，相对高差较大，填方大于20m的路基比比皆是。目前为止涵洞设计还是采用现行规范进行，所以造成结构尺寸特别之大、基础设计采用特殊的钢筋混凝土扩大基础甚至桩基础，如果高填方路段又是分离式路基则难度更大。而在涵洞的施工中，高填方属于控制工程，待涵洞施工完毕后将有可能使工期严重滞后，这些问题都是选取合适的涵洞形式中不得不考虑的重点问题。
2.2平面布设
在山区高速公路平面布设小桥涵时一般要考虑以下原则：
（1） 顺沟设置一沟—涵。在地形陡峭山区小桥涵布设一般应顺应河沟水流方向，不宜改沟强求正交且路线与涵洞夹角设置不宜过小。
（2） 沟合并减少工程量。在较平坦地方，汇水面积不大，在不影响上游河流泄水情况下可将相临河沟间设置排水沟连接。
（3） 平纵排水结合选择小桥涵址。
（4） 与实际地形、地质条件相结合。如在连续鸡爪沟地形中，在沿路线总坡方向边沟汇水可行的条件下，可将两沟合设一个小桥或涵洞。
（5） 涵位高度的综合考虑
（6） 水塘下游处要注意考虑。当路线从山坡附近经过，山坡上游有开挖较大的水塘时，要设置涵洞以防止暴雨时溃坝淹没路基。
（7） 山区路段山泉的可能情况要加于考虑。
（8） 尽量发挥山区石料丰富的特点，在技术可行的情况下，优先采用石砌拱涵及片石筑砌桥台。以上只是平面小桥涵布设的一般原则，由于山区高速公路设计中有很多不可预见因素，这就要求在设计中要灵活运用。
2.3立面布设
小桥涵立面布设要结合地形、水文地质、路线要求来确定，还要做到进口要顺、基础要稳、出口不落空，同时要满足设计流量，做到水流顺畅。其中的关键是进、出口的处理。
2.3.1 缓坡小桥涵布设
当天然河谷、冲沟的坡度较缓时，小桥涵依实际地形设置，按较小缓坡 （ ≤0.3 ） 向上游延伸设置桥涵底铺砌，要注意上游与原来沟底坡率一致。如果从地质条件来看容易产生较大冲刷，则将小桥涵底面铺砌标高比原沟底标高降低 20cm 左右，以保证原沟冲刷后小桥涵底面不高于河床。当天然河谷、冲沟的坡度较陡 （≥5） ，而小桥涵基础通过缓坡方式设置时，常用的方式有将涵底砌石处理、涵底台阶式布设、调整涵洞方向、进口处开挖护砌、洞口悬空并加以处理等。下面分别叙述。
（1） 涵底砌石处理、涵底台阶式布设方式时，需要大量的石方，而且要求地質条件较好，不但保证基底有足够的承载力，而且纵横向要均匀。另外还要注意砌石方式尽量少采用紧密干砌法，地下水丰富或冲刷严重时要谨慎采用。在襄十高速公路涵洞设计中曾多处采用台阶式石拱涵。
（2） 调整涵洞方向：在等高线较密的地方，若涵洞方向与等高线夹角偏大则有可能形成陡涵形式，此时可考虑减小涵洞与等高线夹角从而降低涵底坡度。但是这时要注意妥善选择设计汇水、引水沟、导流构造物、护坡加固等工程，而且洞口形式选择要多加考虑。
（3） 进口处开挖护砌：以出水口处涵底标高为基准，按坡度顺延至进水口处，将进水口处开挖。这时要防止进水口的积水，防止进水口处路基因急流顶冲冲毁或因掏刷基础造成水毁。一般可在进水口处设置竖井，陡坡上设置急流槽以减少冲毁几率。
（4） 洞口悬空处理：若出口处有挡墙则只需要将落水点进行防冲刷处理，在一般情况下要将出口处砌以片石混凝土，从铺砌底面直至地面，将整个悬空部分砌实后再配以跌水设计，减小水流噪声。
2.3.2陡坡小桥涵布设
根据现场条件必须设置陡坡涵时，要充分利用地形与地质条件，做到经济合理，结构稳定。对于涵底纵坡≤10%的土质地基河沟、或涵底纵坡≤30% 的弱风化地基河沟可采用斜置式陡坡设置，基础底做成齿状或者采用扶壁式出口形式。当涵底坡度大于上述 2 种情况时，一般采用平阶式陡坡涵。当然在地势很陡的地方设置涵洞不一定要一定拘泥于形式，要根据实际情况灵活运用，也可以将陡坡与缓坡涵底形式联合应用，中间连接段设置跌水过度。
4 养护
小桥涵养护以预防为主。由于山区地形条件的影响，山区小桥涵比其它地区小桥涵更容易出现积水、淤泥、冰塞、冻涨等破坏。这就要求养护部门加大抽查频率，注意小桥涵铺砌裂缝的产生。如果发现了问题及时加固。小桥涵病害一般的原因有：地基承载力不足，填土压实不够，涵洞砌筑质量差等。
结束语
山区高速公路小桥涵的设计是一项复杂多变的工作，由于受地形、地质等条件的影响，在实地调查时给人们带来了一定的难度，这就要求在设计时要反复对比方案，多与实地相联系。在水流计算时要以临界水流状态为参考选择合理的桥孔或涵洞断面，在小桥涵位置的选取上要注意平面的整体协调、纵面的进出口形式选取与涵底铺砌纵坡的调整，还要注意以地形、地质条件的联系。为了更有效地消除小桥涵的水毁潜在因素一般要设置其它的设施，如急流槽、消力池、消力槛等。小桥涵运营后期的养护与加固也是其重要的部分，这些也是小桥涵布设时的考虑因素。只有全面综合考虑了各因素，才能确保路线的安全、舒适与经济。