涵洞類型與構(gòu)造涵洞類型及構(gòu)造特點

學(xué)習(xí)目標(biāo)認(rèn)知涵洞的類型；認(rèn)知常用涵洞的主要構(gòu)造組成；認(rèn)知各種涵洞洞口的構(gòu)造組成及水力特點。學(xué)習(xí)主要內(nèi)容涵洞的分類；常用涵洞的構(gòu)造及技術(shù)要求；涵洞洞口的形式。

涵洞類型與構(gòu)造公路跨越溝谷、溪溝、河流、人工渠道以及排除路基內(nèi)側(cè)邊溝水流時，常常需要修建涵洞。涵洞是公路構(gòu)造物的重要組成部分之一，其設(shè)計與該公路的等級、使用任務(wù)、性質(zhì)和將來的發(fā)展需要相適應(yīng)，遵循安全、適用、經(jīng)濟、美觀、有利于環(huán)保的原則。涵洞類型與構(gòu)造

涵洞的基本組成

涵洞是橫穿路基的排水構(gòu)造物，由洞身和洞口建筑兩部分組成涵洞類型與構(gòu)造一．涵洞的分類

按建筑材料分1．石涵：包括石蓋板涵和石拱涵。2．混凝土涵：多做成拱涵，少量用做圓管涵和小跨徑的蓋板涵。3．鋼筋混凝土涵：用做圓管涵、蓋板涵、箱涵和拱涵。涵身堅固，經(jīng)久耐用，養(yǎng)護費用少。圓管涵、蓋板涵的運輸和安裝較為便利，但耗費鋼材較多。

涵洞類型與構(gòu)造按構(gòu)造型式分1．圓管涵：對基礎(chǔ)的適應(yīng)性及受力性能較好，不需墩臺，圬工數(shù)量少，造價低。涵洞類型與構(gòu)造2．板涵：可根據(jù)路堤的高低不同分別設(shè)置成明涵或暗涵。其構(gòu)造簡單，維修方便。涵洞類型與構(gòu)造涵洞類型與構(gòu)造3．拱涵：跨越深溝或高路堤時可選用，承載能力大，砌筑技術(shù)易于掌握。涵洞類型與構(gòu)造4．箱涵：用于軟土地基，整體性強。但用鋼量多，造價高，施工復(fù)雜。涵洞類型與構(gòu)造按洞頂填土的情況分1.明涵：洞頂不填土或填土小于50cm的涵洞，適用于低路堤、淺溝渠。2.暗涵：洞頂填土大于50厘米的涵洞，適用于高路堤、深溝渠。按水力性能分1.無壓力式涵洞：入口處水深小于洞口高度，洞內(nèi)水流均有自由水面。2.半壓力式涵洞：入口處水深大于洞口高度，水流僅在進水口處充滿洞口，而在涵洞的其它部分均有自由水面。3．壓力式涵洞：入口處水深大于洞口高度，在涵洞全長的范圍內(nèi)都充滿水流，無自由水面。4．倒虹吸管涵：路線兩側(cè)水深都大于涵洞進出水口高度，且進出水口必須設(shè)置豎井。用于路線穿越溝渠，路堤高度小，而灌溉要求必須提高渠底時。涵洞類型與構(gòu)造二.涵洞的構(gòu)造洞身構(gòu)造

洞身通常由承重結(jié)構(gòu)(如拱圈、蓋板等)、涵臺（墩）、基礎(chǔ)以及防水層、伸縮縫等部分組成。常見的形式有以下幾種：1．圓管涵1)管身管身是管涵的主體部分，管身多采用鋼筋混凝土預(yù)制安裝，圓管涵洞身由分段的圓管節(jié)和支撐管節(jié)的基礎(chǔ)墊層組成。

涵洞類型與構(gòu)造

涵洞類型與構(gòu)造當(dāng)整節(jié)圓管無鉸時，稱為剛性管節(jié)（圖a）；當(dāng)沿管節(jié)橫截面圓周對稱加設(shè)4個鉸時，稱為柔性管節(jié)（圖b）。其預(yù)制長度通常有0．5m和1．0m兩種。涵洞類型與構(gòu)造2）基礎(chǔ)圓管涵基礎(chǔ)視地基強度不同可以有以下幾種類型：混凝土或漿砌片石基礎(chǔ)如（圖a），一般用于土質(zhì)較軟弱的地基上。墊層基礎(chǔ)在砂礫、卵石、碎石及密實均勻的粘土或砂土地基上，可采用砂礫石做墊層基礎(chǔ)。墊層厚度t值視土質(zhì)情況確定。對于卵石、礫石、粗中砂及整體巖層地基t＝0；對于亞粘土、粘土及破碎巖層地基t＝l5cm；在干燥地區(qū)的粘土、亞粘土、輕亞粘土及細砂地基t=30cm?；炷疗秸麑釉趲r石地基上，可不作基礎(chǔ)，僅在圓管下鋪一層墊層混凝土，其厚度一般為5cm，如圖b)涵洞類型與構(gòu)造涵洞類型與構(gòu)造3）接縫及防水層圓管涵多采用預(yù)制拼裝施工，為防止圓管接頭漏水，應(yīng)作接縫處防水處理，其形式如下：①平口接頭縫平口接頭縫有三種：a．如圖a)，接縫用熱瀝青浸煉過的麻絮填塞，再用厚lmm～2mm、寬15cm～20cm的鐵皮纏扎，鐵皮纏扎可做成兩個半箍的形式，然后夾起來。b．如圖b)，接縫用熱瀝青浸煉的麻絮填塞，然后用熱瀝青填充，最后用涂滿熱瀝青的油毛氈裹兩層或用熱瀝青浸煉的防水紙八層，粘合在外表。c．如圖c)，為鋼筋混凝土箍接頭。涵管縫用瀝青浸煉過的麻絮填塞后，再套上鋼筋混凝土箍。涵洞類型與構(gòu)造涵洞類型與構(gòu)造②企口接頭縫企口接頭縫亦有三種形式。圓管涵防水層一般用塑性粘土，厚度15cm～20cm。

涵洞類型與構(gòu)造2．蓋板涵蓋板涵洞身由蓋板、涵臺（墩）、基礎(chǔ)、洞底鋪砌、伸縮縫及防水層等部分組成。涵洞類型與構(gòu)造1)蓋板蓋板是涵洞的承重結(jié)構(gòu)部分，當(dāng)跨徑較小、石料豐富時，可采用石蓋板。當(dāng)跨徑大或在無石料地區(qū)時，宜采用鋼筋混凝土蓋板，其厚度為15cm～30cm，跨徑為1.50m、2.0m、2.5m、3.0m、4.0m、5.00m。2）涵臺（墩）、基礎(chǔ)及洞身鋪底一般用漿砌塊、片石構(gòu)成，也可采用現(xiàn)澆片石混凝土。①涵臺（墩）圬工涵臺（墩）的臨水面一般采用垂直面，而涵臺背面采用垂直或斜坡面，涵臺（墩）頂面一般做成平面。涵臺頂面有時也做成L型企口使其在支承蓋板的同時，借助蓋板的支撐作用來加強涵臺的穩(wěn)定。涵臺（墩）的下部用砂漿與基礎(chǔ)結(jié)成整體（圖a）。鋼筋混凝土蓋板涵的涵臺（墩）上部做成臺（墩）帽（圖b）。涵洞類型與構(gòu)造②基礎(chǔ)及洞身鋪底涵臺（墩）基礎(chǔ)可隨地基土不同而采用整體式或分離式。采用分離式基礎(chǔ)時，應(yīng)在基礎(chǔ)之間地面表層予以鋪砌，以免涵臺（墩）受沖刷破壞，鋪砌厚度30cm?；A(chǔ)厚度一般為60cm。

涵洞類型與構(gòu)造③沉降縫及防水層涵洞沿洞身長度方向應(yīng)分段設(shè)置沉降縫，以防止不均勻沉降，

沉降縫應(yīng)用填充料填筑。3．拱涵拱涵各部分構(gòu)造如圖，主要由拱圈、護拱、拱上側(cè)墻、涵臺、基礎(chǔ)、鋪底、沉降縫、防水及排水設(shè)施等部分組成。涵洞類型與構(gòu)造

1）拱圈拱圈是拱涵的承重結(jié)構(gòu)部分，可由石料、混凝土等材料構(gòu)成。常采用等厚的圓弧拱。拱涵拱圈厚度一般為250mm～350mm。2)涵臺(墩)

涵臺(墩)是支撐拱圈并傳遞荷載至地基的圬工構(gòu)造物。涵臺基礎(chǔ)視地基土壤情況，分別采用整體式或分離式。整體式基礎(chǔ)主要用于卵形涵及小跨徑涵洞。對于較大跨徑的涵洞，宜采用分離式基礎(chǔ)。3)護拱其作用主要用于保護拱圈，防止荷載沖擊。護拱高度一般為矢高之半。

4)拱上側(cè)墻、鋪底多用砂漿砌片石構(gòu)成。

5)防排水設(shè)施及沉降縫防排水設(shè)施設(shè)于拱背及臺背，其作用主要是排除路基滲水，使拱圈免受水的浸蝕，以確保路基穩(wěn)定。沉降縫設(shè)置方法同蓋板涵。

涵洞類型與構(gòu)造涵洞類型與構(gòu)造

4．箱涵箱涵為整體閉合式鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，具有良好的整體性和抗震性能。主要由鋼筋混凝土涵身、翼墻、基礎(chǔ)、變形縫等部分組成。涵洞類型與構(gòu)造1）涵身箱涵涵身由鋼筋混凝土組成，洞身斷面一般為長方形或正方形。常用跨徑為2.0m、2.5m、3.0m、4.0m、5.0m。2）翼墻翼墻在涵身靠洞口側(cè)的兩端，與洞身聯(lián)成整體，為鋼筋混凝土薄壁結(jié)構(gòu)。主要用于洞身與進出口錐坡的連接。當(dāng)采用八字墻洞口時，可不作翼墻。

3）基礎(chǔ)箱涵基礎(chǔ)一般為雙層結(jié)構(gòu)。上層為混凝土結(jié)構(gòu)，厚100mm，下層為砂礫石墊層，厚度為400mm～700mm。變形縫均設(shè)在洞身中部，連同基礎(chǔ)變形縫設(shè)置一道。用40mm×60mm的槽口設(shè)于頂、底板的上面和側(cè)墻的外面。涵洞類型與構(gòu)造二.洞口建筑洞口是洞身、路基、河道三者的連接構(gòu)造物。洞口建筑由進水口、出水口和溝床加固三部分組成。涵洞洞口類型很多，有八字式、端墻式、跌水井、扭坡式、平頭式、走廊式、流線型等，其中八字式、端墻式、跌水井是常用的形式。1．八字式洞口1）正八字式洞口⑴涵洞與路線正交八字式洞口由敞開斜置的八字墻構(gòu)成。八字墻洞口為重力式墻式結(jié)構(gòu)，特點是：構(gòu)造簡單、建筑結(jié)構(gòu)較美觀，施工簡單，造價較低。涵洞類型與構(gòu)造涵洞類型與構(gòu)造

潛入式八字翼墻

a）接小錐坡b）接水渠涵洞類型與構(gòu)造直墻式洞口

涵洞類型與構(gòu)造2）斜八字墻洞口①斜做洞口②正做洞口正做洞口的翼墻一般采用正翼墻，較長一側(cè)的翼墻叫大翼墻，較短的叫小翼墻。

涵洞類型與構(gòu)造2．端墻式洞口涵洞類型與構(gòu)造

3．跌水井洞口涵洞類型與構(gòu)造4．扭坡式洞口

5．平頭式(領(lǐng)圈式)洞口涵洞類型與構(gòu)造6．走廊式洞口涵洞的設(shè)計一、涵洞的勘測步驟

1．外業(yè)測量1）勘測前的準(zhǔn)備工作⑴收集沿線和區(qū)域地質(zhì)特征資料及地質(zhì)圖；⑵通過水利部門了解現(xiàn)有及規(guī)劃的水利設(shè)施、降雨等資料；〔3〕組織與配備完成該項勘測任務(wù)的人員、儀器、工具等。2）現(xiàn)場測量⑴確定涵洞的位置根據(jù)已定的路線的走向及水流流向確定涵洞中心樁號，并測定涵洞中線與路線的夾角（斜交角）；⑵河溝縱斷面測量河溝縱斷面一般沿溝底施測，施測長度為上、下游洞口外20米（如遇有跌水陡坡時要適當(dāng)增加施測長度），并采用1：100或1：200的比例繪出河溝縱斷面圖。

涵洞的設(shè)計⑶測繪涵位地形圖內(nèi)容包括路線、河溝、附近建筑物的相對位置；涵位的路線里程樁號；歷史洪水位泛濫范圍；原地面（含河溝底）主要特征點的標(biāo)高等。⑷地質(zhì)勘探涵洞的位置應(yīng)盡量設(shè)在地質(zhì)構(gòu)造和河床穩(wěn)定之處。為了了解涵洞基底土壤的承載能力、地質(zhì)構(gòu)造和地下水情況及其對構(gòu)造物的穩(wěn)定性影響等，就必須進行地質(zhì)勘探。涵洞工程的地質(zhì)勘探采用調(diào)查與挖探、鉆探相結(jié)合?！?〕外業(yè)核對待路線設(shè)計線確定后，將涵洞結(jié)構(gòu)型式示意圖繪在河溝縱斷面上進行現(xiàn)場核對，最后確定涵洞布置方案、結(jié)構(gòu)型式、孔徑、涵底標(biāo)高、涵底坡度及洞口型式等。涵洞的設(shè)計二、涵洞設(shè)計

1．涵洞的平面布置涵洞位置一般應(yīng)服從路線走向，只有遇到大洼深溝或與路線斜交夾角太小，工程量過大或施工困難時，才進一步權(quán)衡利弊，在不降低路線標(biāo)準(zhǔn)的前提下局部調(diào)整路線，使之從較好的涵位通過。1）涵洞應(yīng)布置在地質(zhì)條件良好，地基穩(wěn)定的地段。當(dāng)無法避開不良地段時，涵洞基礎(chǔ)及地基必須進行特殊加固處理。2）涵洞位置和方向的布設(shè)，應(yīng)盡量與水流方向一致，以使水流順暢。3）山區(qū)河溝的涵洞布設(shè)⑴盡量保持河溝水流的天然狀態(tài)，一般應(yīng)一溝一涵，在條件允許的情況下可改溝合并；⑵設(shè)置截水溝的地段，在截水溝排水出口處應(yīng)設(shè)置涵洞（圖5-25），以免水順邊溝流經(jīng)距離過長而沖刷路面和路基。4）平原區(qū)河溝的涵洞布設(shè)涵洞的設(shè)計

圖5-25截水溝急流槽處設(shè)涵洞

涵洞的設(shè)計2．涵洞的立面布置根據(jù)地形、地質(zhì)及水文等條件，洞身立面布置有如下形式：1）平坦地段的一般形式

涵洞的設(shè)計

2）斜坡布置形式當(dāng)天然溝床縱坡大于5％～10％時，為使涵洞洞身與溝底天然坡度一致，并減少挖基土石方數(shù)量和縮短涵洞長度，常采用斜坡布置形式。常見布置形式如下：⑴洞身不變?nèi)宰饕话悴贾眯问剑谶M水口作跌水井或急流槽，使涵底與溝底順接。⑵設(shè)置填方涵洞涵洞的設(shè)計

⑶當(dāng)為非巖石河溝縱坡在10％以下，巖石河溝縱坡在30％以下時，可采用斜置式斜坡涵，如圖，并可結(jié)合地形、地質(zhì)情況采用齒狀基礎(chǔ)、扶壁式基礎(chǔ)及臺階形基礎(chǔ)等形式。涵洞的設(shè)計⑷當(dāng)非巖石河溝縱坡大于10％，巖石河溝縱坡大于30％時，可采用平置式斜坡涵(又叫階梯式)。布置階梯式涵洞時要注意以下幾點：①階梯分節(jié)長度一般不宜小于2m，相鄰兩段