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[摘 要]公路涵洞的建设工程本身是一个较小的工程，实际的规模也不是很大，可是在整个的公路建设工程当中占有举足轻重的地位，它直接影响着整个公路建设工程质量的好坏。本文主要对山区公路涵洞水毁原因及设计预防措施进行分析研究。
[关键词]山区公路；涵洞；水毁；设计
中图分类号：U449.7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）22-0169-01
一、公路涵洞概述
涵洞是公路工程中的重要组成部分之一。无论是在工程数量还是在工程造价上，都占有相当的比重。一般说来在平原地区，每公里平均约有排水构造物1～3道（座）。小桥涵工程造价约占桥涵总额的50%以上，在小桥涵中，涵洞又占绝大多数，可以说不存在没有涵洞的公路。
由于涵洞是处在大自然环境（雨、雪、风、霜、冰冻、高温、水流冲击）和行车荷载反复、长期作用的条件中，因此要求涵洞必须具备如下特点：（1）足够的洪水渲泄能力。保证在设计洪水位的情况下，顺利、快捷地排除公路两侧的水流，不使路基长时间受到水的浸泡和冲刷。（2）坚固的整体强度和具有一定刚度。保证在设计荷载的作用下，构件不被压坏、压沉和产生位移与变形。（3）较高的可靠性和耐久性。保证在自然的环境中，长期完好，不发生破损和水毁。
二、山区公路涵洞水毁原因分析
2.1 设计原因
山区公路涵洞水毁出现的主要原因有以下几点：（1）涵洞类型选择不当，各种地形水文资料适应不一样的涵洞类型；（2）涵洞钢筋数量、配置和混凝土强度选择不当；（3）在涵洞洞口出口处的铺砌面不按实际情况铺筑，没有超过翼墙的尾端，并且在排水渠底部和隔水外墙之间没有进行有效加固，导致水流对铺砌面和涵洞底部冲刷严重；（4）山区公路涵洞节与节之间的对接设计不当，导致对接不上、对接偏差、侧移而发生错台；（5）墙体基础设计埋深不够，在设计的时候没有考虑到山区地区的冻土深度或者水流冲刷，会对墙体造成破坏。（6）翼墙和端墙背面坡度设计不当，导致翼墙或端墙出现外倾现象；（7）翼墙或端墙的厚度设计不当，如厚度过小导致墙体自重较轻引发坍塌现象。
2.2 涵洞周边地貌改造不合理
涵洞周边的地形地貌直接影响到涵洞的排水功能，涵洞周边的泥土斜坡变形、崩塌、滑坡等灾害可能会间接影响原有的排水路径，使泥土在涵洞内淤积，甚至直接封堵或改变涵洞的排水路径，尤其是处于平缓地形的涵洞，很容易在涵洞内或进出口形成淤积。因此，在设计及后期运营阶段，很有必要对涵洞周边微地貌进行合理改善。
2.3 对已有严重病害修复不及时
涵洞出现局部或整体下沉时，往往会伴随出现涵顶路面开裂、基础开裂、涵节错位或填缝脱落等病害，因此，在涵洞出现下沉的初期，就可采取措施加强涵洞地基强度和整体刚度，这样能避免涵洞出现其它病害。在后期运营中加大对涵洞病害的检查与维护，对出现多种病害的涵洞及病害发育程度为严重的涵洞进行及时修补和加固，以防止病害范围扩大或对行车造成更大的影响。例如调查中发现某涵洞进口处护锥已经完全被水冲蚀倾倒，一侧的斜坡坡脚因雨水长期浸湿而导致斜坡发生坍塌，涵洞进口处基础完全裸露于外界环境中，对该涵洞暂未做任何保护或维修措施。涵洞进口处的积水穿过地基后从出口处渗出，导致涵洞出口处的翼墙已经发生轻微的倾斜错位，因此，极需对此涵洞采取合理措施进行修护（图1）。
三、加强山区公路涵洞设计的有效措施
近年来，随着科学技术的进步，以及公路建设施工水平的提升，一些设计人员都在探讨能否在公路设计的过程中除去涵洞设计，经过反复的技术论证，最终明确了在公路设计的过程中，必须要进行涵洞的设计。换言之，涵洞在公路设计中起着举足轻重的意义，不能够被任何施工环节和施工技艺所取代。而近年来有一半的公路事故时因为涵洞的施工不当而引发的，对此，我们必须提高公路涵洞设计的重视程度，并逐渐在设计的过程中使其完善起来。
3.1 涵洞位置的选择
通常需要设置涵洞的情况及地理位置大致包括以下几种：（1）当施工路面的积水面积高于规定标准时，需要在施工路线与河沟相交的位置设置涵洞。（2）在施工路线必须穿过农田灌溉渠，而且存在影响农田灌溉的情况下，需要考虑通过设计和建设涵洞来解决问题，避免影响农田灌溉，造成不良后果。（3）在山区施工的的山坡面，为了保证有效的排除路基内侧边沟的积水的情况时，需要考虑通过设计涵洞解决问题。（4）在山区施工路线时，遇到易塌方路段时，要考虑雨季的积水量大、排水需求高等因素特点，配合施工情况设计施工涵洞，为公路和水利设施的安全使用，提供保障。
3.2 涵洞孔径的设计
涵洞的孔径主要起到的是稳定涵洞使用性的作用。如何通过涵洞孔径的设计，在利用现有资源的情况下，最大限度的节约构建成本是涵洞孔径设计的关键。矢跨比是指涵洞切面的直径与涵洞高度之间的比值，主要用于衡量涵洞孔径的关键性数据，经过长期的实践经验总结，在涵洞洞径的该比值控制在0.75～1.125之间是最佳的范围。
3.3 涵洞基础设计
涵洞基础的设计主要需要考虑施工地的地理情况，通常可以设置在地面、河床低等位置。在河床底设置涵洞时必须要将其设置在河床底1m以下的位置。在考虑将涵洞设置在地面时，要考虑其地基土质的情况，需要适当将地基进行处理。例如在遇到柔软地质的情况时，需要通过铺垫粉砂桩或者砂砾垫层来调整地基地质。
3.4 涵洞洞口布置与设计
关于涵洞的洞口设置通常情况下相对灵活，具有多种形式。在实际设计施工中比较常见的是一字型洞口和八字形洞口，以及与之相关的组合型洞口。涵洞洞口的主要作用在于进出水，以及协调和美化涵洞与周围的环境。另外，在涵洞洞口的设计和布置时，要考虑是否能够保证水流的顺畅，以及与路面、路基的顺接、是否易损坏或者腐蚀等情况。
結束语
导致山区公路涵洞水毁病害的原因很多，其主要是在设计、施工方面出现了问题，在设计中缺乏实地考察，没有考虑到实际的地质水文情况，导致设计和实际不符；施工不按照规范和设计要求施工，不能保证施工质量，加上监理和业主监管不到位致使施工产品质量不达标，为涵洞今后出现病害埋下了隐患。本文建议严格按照规范设计，依照规范和设计施工，控制涵洞施工质量，保证涵洞施工的科学性、经济学性及可靠性。
参考文献
[1] 罗昌飞，杨海峰.关于公路桥梁涵洞施工的几点思考[J].门窗，2014（2）：356.
[2] 王婷婷.关于公路桥梁涵洞施工的若干思考[J].黑龙江交通科技，2014（3）：142.
[3] 史立恒.公路涵洞病害成因及防治措施分析[J].交通世界，2016.11
[4] 刘晓曦，岑国平，王旭，等.路堤下涵洞沉降监测及有限元计算[J].武汉理工大学学报（交通科学与工程版），2009，（33）.
[关键词]山区公路；涵洞；水毁；设计
中图分类号：U449.7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）22-0169-01
一、公路涵洞概述
涵洞是公路工程中的重要组成部分之一。无论是在工程数量还是在工程造价上，都占有相当的比重。一般说来在平原地区，每公里平均约有排水构造物1～3道（座）。小桥涵工程造价约占桥涵总额的50%以上，在小桥涵中，涵洞又占绝大多数，可以说不存在没有涵洞的公路。
由于涵洞是处在大自然环境（雨、雪、风、霜、冰冻、高温、水流冲击）和行车荷载反复、长期作用的条件中，因此要求涵洞必须具备如下特点：（1）足够的洪水渲泄能力。保证在设计洪水位的情况下，顺利、快捷地排除公路两侧的水流，不使路基长时间受到水的浸泡和冲刷。（2）坚固的整体强度和具有一定刚度。保证在设计荷载的作用下，构件不被压坏、压沉和产生位移与变形。（3）较高的可靠性和耐久性。保证在自然的环境中，长期完好，不发生破损和水毁。
二、山区公路涵洞水毁原因分析
2.1 设计原因
山区公路涵洞水毁出现的主要原因有以下几点：（1）涵洞类型选择不当，各种地形水文资料适应不一样的涵洞类型；（2）涵洞钢筋数量、配置和混凝土强度选择不当；（3）在涵洞洞口出口处的铺砌面不按实际情况铺筑，没有超过翼墙的尾端，并且在排水渠底部和隔水外墙之间没有进行有效加固，导致水流对铺砌面和涵洞底部冲刷严重；（4）山区公路涵洞节与节之间的对接设计不当，导致对接不上、对接偏差、侧移而发生错台；（5）墙体基础设计埋深不够，在设计的时候没有考虑到山区地区的冻土深度或者水流冲刷，会对墙体造成破坏。（6）翼墙和端墙背面坡度设计不当，导致翼墙或端墙出现外倾现象；（7）翼墙或端墙的厚度设计不当，如厚度过小导致墙体自重较轻引发坍塌现象。
2.2 涵洞周边地貌改造不合理
涵洞周边的地形地貌直接影响到涵洞的排水功能，涵洞周边的泥土斜坡变形、崩塌、滑坡等灾害可能会间接影响原有的排水路径，使泥土在涵洞内淤积，甚至直接封堵或改变涵洞的排水路径，尤其是处于平缓地形的涵洞，很容易在涵洞内或进出口形成淤积。因此，在设计及后期运营阶段，很有必要对涵洞周边微地貌进行合理改善。
2.3 对已有严重病害修复不及时
涵洞出现局部或整体下沉时，往往会伴随出现涵顶路面开裂、基础开裂、涵节错位或填缝脱落等病害，因此，在涵洞出现下沉的初期，就可采取措施加强涵洞地基强度和整体刚度，这样能避免涵洞出现其它病害。在后期运营中加大对涵洞病害的检查与维护，对出现多种病害的涵洞及病害发育程度为严重的涵洞进行及时修补和加固，以防止病害范围扩大或对行车造成更大的影响。例如调查中发现某涵洞进口处护锥已经完全被水冲蚀倾倒，一侧的斜坡坡脚因雨水长期浸湿而导致斜坡发生坍塌，涵洞进口处基础完全裸露于外界环境中，对该涵洞暂未做任何保护或维修措施。涵洞进口处的积水穿过地基后从出口处渗出，导致涵洞出口处的翼墙已经发生轻微的倾斜错位，因此，极需对此涵洞采取合理措施进行修护（图1）。
三、加强山区公路涵洞设计的有效措施
近年来，随着科学技术的进步，以及公路建设施工水平的提升，一些设计人员都在探讨能否在公路设计的过程中除去涵洞设计，经过反复的技术论证，最终明确了在公路设计的过程中，必须要进行涵洞的设计。换言之，涵洞在公路设计中起着举足轻重的意义，不能够被任何施工环节和施工技艺所取代。而近年来有一半的公路事故时因为涵洞的施工不当而引发的，对此，我们必须提高公路涵洞设计的重视程度，并逐渐在设计的过程中使其完善起来。
3.1 涵洞位置的选择
通常需要设置涵洞的情况及地理位置大致包括以下几种：（1）当施工路面的积水面积高于规定标准时，需要在施工路线与河沟相交的位置设置涵洞。（2）在施工路线必须穿过农田灌溉渠，而且存在影响农田灌溉的情况下，需要考虑通过设计和建设涵洞来解决问题，避免影响农田灌溉，造成不良后果。（3）在山区施工的的山坡面，为了保证有效的排除路基内侧边沟的积水的情况时，需要考虑通过设计涵洞解决问题。（4）在山区施工路线时，遇到易塌方路段时，要考虑雨季的积水量大、排水需求高等因素特点，配合施工情况设计施工涵洞，为公路和水利设施的安全使用，提供保障。
3.2 涵洞孔径的设计
涵洞的孔径主要起到的是稳定涵洞使用性的作用。如何通过涵洞孔径的设计，在利用现有资源的情况下，最大限度的节约构建成本是涵洞孔径设计的关键。矢跨比是指涵洞切面的直径与涵洞高度之间的比值，主要用于衡量涵洞孔径的关键性数据，经过长期的实践经验总结，在涵洞洞径的该比值控制在0.75～1.125之间是最佳的范围。
3.3 涵洞基础设计
涵洞基础的设计主要需要考虑施工地的地理情况，通常可以设置在地面、河床低等位置。在河床底设置涵洞时必须要将其设置在河床底1m以下的位置。在考虑将涵洞设置在地面时，要考虑其地基土质的情况，需要适当将地基进行处理。例如在遇到柔软地质的情况时，需要通过铺垫粉砂桩或者砂砾垫层来调整地基地质。
3.4 涵洞洞口布置与设计
关于涵洞的洞口设置通常情况下相对灵活，具有多种形式。在实际设计施工中比较常见的是一字型洞口和八字形洞口，以及与之相关的组合型洞口。涵洞洞口的主要作用在于进出水，以及协调和美化涵洞与周围的环境。另外，在涵洞洞口的设计和布置时，要考虑是否能够保证水流的顺畅，以及与路面、路基的顺接、是否易损坏或者腐蚀等情况。
結束语
导致山区公路涵洞水毁病害的原因很多，其主要是在设计、施工方面出现了问题，在设计中缺乏实地考察，没有考虑到实际的地质水文情况，导致设计和实际不符；施工不按照规范和设计要求施工，不能保证施工质量，加上监理和业主监管不到位致使施工产品质量不达标，为涵洞今后出现病害埋下了隐患。本文建议严格按照规范设计，依照规范和设计施工，控制涵洞施工质量，保证涵洞施工的科学性、经济学性及可靠性。
参考文献
[1] 罗昌飞，杨海峰.关于公路桥梁涵洞施工的几点思考[J].门窗，2014（2）：356.
[2] 王婷婷.关于公路桥梁涵洞施工的若干思考[J].黑龙江交通科技，2014（3）：142.
[3] 史立恒.公路涵洞病害成因及防治措施分析[J].交通世界，2016.11
[4] 刘晓曦，岑国平，王旭，等.路堤下涵洞沉降监测及有限元计算[J].武汉理工大学学报（交通科学与工程版），2009，（33）.