公路工程施工_第六章

11涵洞通常是为了公路排水或跨越相交道路、管线以及其它障碍物而修建的结构物。在各条公路上都拥有相当数量的涵洞，一般情况下，平原区每公里有涵洞1111～3333道，山区3333～5555道，涵洞工程的投资约占公路工程总投资的15%15%15%15%～20%20%20%20%。涵洞设计与施工的合理性，对于整条公路的造价和使用质量有很大的影响。与此同时，涵洞还与农田水利建设有着密切的关系。第6666章涵洞施工6.16.16.16.1涵洞的构造洞身是涵洞的主体，其作用一方面保证水流通过，另一方面也直接承受车辆荷载的压力和上部填土的重量，并将其传递给地基。既要求它具有保证设计流量通过的必要孔径，同时又要求其本身坚固和稳定。洞身通常由承重结构（如拱圈、盖板等）、涵台基础，以及防水层和伸缩缝等部分组成。为了便于排水，涵洞洞身应有适当的纵坡，最小排水纵坡一般要求为0.3%。6.1.16.1.16.1.16.1.1洞身6.16.16.16.1涵洞的构造1.1.1.1.圆管涵圆管涵主要由管身、基础、接缝及防水层组成的，如图6-26-26-26-2所示。6.16.16.16.1涵洞的构造1）管身作为管涵的主要组成部分，管身通常由钢筋混凝土制作而成。管身多采用预制安装的方式，其预制长度通常有0.5m和1.0m两类；管径有0.50m、0.75m、1.00m、1.25m、1.50m、2.00m六种。管身的壁厚随管径大小和填土高度而异。（2）基础根据地基的强度的不同分为：混凝土或浆砌片石基础、垫层基础等几种类型。（3）圆管涵的接口构造及防水层6.16.16.16.1涵洞的构造2.盖板涵盖板涵主要由盖板、涵台、基础、洞身铺底、沉降缝及防水层等部分组成，如图6-3所示。6.16.16.16.1涵洞的构造（1）盖板盖板是涵洞的承重结构部分，可分为石盖板或钢筋混凝土盖板。跨径在2m以下，并且石料丰富时，可采用石盖板。当跨径大于2m或在石料贫乏地区时，宜采用钢筋混凝土盖板。（2）涵台、基础及洞身铺底这些部位多采用浆砌块、片石构成，砂浆强度等级可为M2.5或M5.0。一般情况下，基础厚度60cm，铺底厚度30cm。图6-4箱涵（3）沉降缝一般沿洞身方向每隔3～6m设置一道沉降缝，具体位置需结合地质的变化情况及路堤的高度而定；同时在涵洞与急流槽、端墙、翼墙等结构分段处也应设置沉降缝，以免洞口的沉降影响洞身。沉降缝应当贯穿整个断面（包括基础），缝宽约2～3cm。6.16.16.16.1涵洞的构造3.3.3.3.箱涵箱涵作为整体闭合式钢筋混凝土框架结构，具有良好的整体性和抗震性，在软土地基及高等级公路上应用广泛。主要组成部分有钢筋混凝土涵身、翼墙、基础、变形缝等，如图6-46-46-46-4所示。6.16.16.16.1涵洞的构造（1111）涵身由钢筋混凝土构成，洞口断面一般为长方形或正方形。箱涵常用的跨径有200cm200cm200cm200cm、250cm250cm250cm250cm、300cm300cm300cm300cm、400cm400cm400cm400cm、500cm500cm500cm500cm等，壁厚一般为22222222～35cm35cm35cm35cm。（2222）翼墙在涵身靠洞口侧的两端修建的钢筋混凝土薄壁结构，与洞身连成一个整体。壁厚一般为31313131～41cm41cm41cm41cm。翼墙主要用于洞身与进出口锥坡的连接，起支挡路基填土的作用。（3333）基础箱涵基础一般为双层结构。上层为混凝土结构，厚10cm10cm10cm10cm；下层为砂砾垫层，厚度为40404040～70cm70cm70cm70cm。（4444）变形缝一般设在洞身中部，连同基础变形缝设置一道通缝。设于顶、底板的上面和侧墙的外面。6.16.16.16.1涵洞的构造4.4.4.4.拱涵拱涵主要由拱圈、护拱、拱上侧墙、涵台（墩）、基础、铺底、沉降缝及排水设施等部分组成，如图6-56-56-56-5所示。6.16.16.16.1涵洞的构造（1111）拱圈拱圈是拱涵的承重结构部分，可由石料、混凝土、砖等材料构成。（2222）护拱主要作用是保护拱圈，防止荷载的冲击。通常用石灰砂浆或水泥砂浆砌片石构成，护拱高度一般为矢高的一半。（3333）涵台（墩）是支撑拱圈并传递荷载至地基的圬工构造物。（4444）沉降缝及排水设施沉降缝的设置方法与盖板涵相同。排水设施设于拱背及台背，其作用主要是排除路基的渗水，使拱圈免受水的浸蚀，确保路基稳定。6.16.16.16.1涵洞的构造5.5.5.5.倒虹吸管涵倒虹吸管涵是一种中段埋在地下的有压力管道，见图6-66-66-66-6。主要由进口段、水平段和出口段三部分组成。进口段主要由进水口沟渠、沉淀池、进水井等部分组成；水平段是倒虹吸管的主体，由基础、管身、接缝等部分组成；出口段主要由出水井及出水沟渠组成。6.16.16.16.1涵洞的构造6.1.26.1.26.1.26.1.2洞口建筑洞口是洞身、路基、河道三者的连接构造物。洞口建筑一般由进水口、出水口和沟床加固三部分组成。其作用是平顺连接涵洞与河道，使水流进出顺畅，还起着保护路基边坡免受水流冲刷的作用。涵洞洞口的类型很多，有八字式、端墙式、跌水井、扭坡式、平头式、走廊式、流线形等。其中的八字式、端墙式是常用形式，如图6-76-76-76-7所示。6.26.26.26.2涵洞施工准备6.2.16.2.16.2.16.2.1准备工作1.1.1.1.现场考察与图纸核对涵洞开工前，认真学习、分析和研究设计文件和图纸，领会设计意图，利用设计资料、结合工程现场的地形与地质情况，对涵洞的位置、方向、孔径、长度、出入口的高程，以及与灌溉系统的连接等进行核对。2.2.2.2.施工测量与放样在具体放样中，涵洞施工设计图是施工放样的依据，根据设计中线的里程，在地面上标定涵洞位置，并设置涵洞纵向轴线。6.36.36.36.3涵洞施工工艺6.3.16.3.16.3.16.3.1管涵施工公路工程中的管涵多为钢筋混凝土圆管涵，一般采用在工厂预制管节，然后运往现场安装的施工方法。其施工工艺一般为：管节预制、管节运输和管涵的安装等。1.1.1.1.管节的预制和运输圆管涵管节预制时可采用振动制管器法、离心法、悬辊法、立式制管法等。成品圆管涵的尺寸应满足设计要求，管节的端面与其轴线应满足相应的角度关系，管节的端面和管壁内侧等部位应平滑、直顺，管节的强度应符合设计要求。6.36.36.36.3涵洞施工工艺2.2.2.2.管涵基础修筑（1111）地基土为岩石时，管节下可采用无圬工基础，管节下清除风化层或挖除软土层后，填筑0.4m0.4m0.4m0.4m厚的砂垫层；出入口两端的端墙、翼墙下，在岩石层上用C15C15C15C15混凝土作基础，其深度应埋置在风化层以下0.150.150.150.15～0.25m0.25m0.25m0.25m，并且最小等于管壁厚加5cm5cm5cm5cm。当风化层过深时，可改采用片石圬工基础，最深不大于1m1m1m1m。管节下为硬岩时，可用混凝土抹成与管节密贴的垫层。（2222）地基土为砾石土、卵石土或砂砾、粗砂、中砂、细砂或匀质粘性土时，管节下一般将采用无圬工基础。6.36.36.36.3涵洞施工工艺（3333）地基土为粘土时，管节下应采用0.5m0.5m0.5m0.5m厚的圬工基础，出入口两端的端墙、翼墙基础埋置深度为1.01.01.01.0～1.5m1.5m1.5m1.5m；当地下水的冻结深度较浅时，埋深应不少于冻结深度；当冻结深度大于1.5m1.5m1.5m1.5m时，可在圬工基础下用卵石和砂换填至冻结深度。（4444）管涵地基土为软土时，应根据软土层的厚度进行相应的处理。6.36.36.36.3涵洞施工工艺3.3.3.3.管节安装管节安装应从下游开始，使接头面向上游；每节涵管应紧贴在垫层或基座上，使涵管受力均匀；所有管节应准确地按设计坡度敷设。如管壁厚度不一致，应使内壁齐平。在敷设过程中，要保持管内清洁，无多余的砂浆及其它杂物。6.36.36.36.3涵洞施工工艺管节安装可根据地形及设备条件，采用滚动安装法（图6-8）、滚木安装法、压绳下管法（图6-9）、龙门架安装法和吊车安装法等。6.36.36.36.3涵洞施工工艺管节安装的施工要点如下：（1）管座混凝土应与管身紧密相贴，使圆管受力均匀。无基圆管的基底应夯填密实，并做好弧形管座。（2）管座接头采用对头拼接，接缝不应大于1cm，并用沥青麻絮或其它具有弹性的不透水材料填塞。（3）管节沉降必须与基础沉降一致。沉降缝宽一般为2～3cm，采用沥青麻絮或其它具有弹性的不透水材料填塞。（4）各管节应顺流水坡度安装平顺，当管壁的厚度不一致时，应调整高度使内壁齐平，将管节垫稳坐实，清除管道内部的遗留泥土等杂物。6.36.36.36.3涵洞施工工艺6.3.26.3.26.3.26.3.2拱涵、盖板涵和箱涵施工混凝土和钢筋混凝土拱涵、盖板涵的施工，可分成就地浇筑和在工地预制安装两大类。1.1.1.1.就地浇筑（或砌筑）的拱涵、盖板涵（1111）拱涵与盖板涵基础、涵台、拱圈、盖板的施工（2222）拱架和支架的安装和拆卸1111）安装施工。2222）拆卸施工。6.36.36.36.3涵洞施工工艺2.2.2.2.就地浇筑箱涵箱涵又称矩形涵，它与盖板涵的区别是盖板涵的台身与盖板是分开浇筑的（台身也可以采用砌石圬工），构成的是简支结构。而箱涵则是上顶板、下底板与左、右两侧的墙身是连续浇筑的，构成了刚性结构，见图6-116-116-116-11。6.36.36.36.3涵洞施工工艺3.装配式拱涵、盖板涵和箱涵（1）预制构件的模板预制构件的模板可分为土模、木模、钢丝网水泥模板、翻转模板、拼装式模板等。（2）构件运输构件必须达到设计强度后，经过检查质量和大小符合要求，才能进行搬运。搬运时应注意吊点或支撑点的设置，务必使构件在搬运过程中保持平衡、受力合理，确保搬运过程中的安全。常用的运输方法分为：（3）施工和安装6.36.36.36.3涵洞施工工艺6.3.36.3.36.3.36.3.3涵洞附属工程的施工涵洞主要附属工程施工主要是指防水层与沉降缝的设置、进出水口处理和涵洞缺口填土等。1.1.1.1.防水层施工要点2.2.2.2.沉降缝施工（1111）设置位置（2222）沉降缝的施工方法6.36.36.36.3涵洞施工工艺3.涵洞进出水口涵洞进出水口是指涵洞端墙、翼墙以外的部分，如沟底铺砌和其它进出水口处理等。其施工要点如下：（1）平原区的涵洞出入口的沟床应整理顺直，与上、下系统（天沟、路基边沟、排水沟、取土坑等）连接应圆顺、稳固，保证流水顺畅，避免损害路堤、村舍、农田、道路等。（2）山岭和丘陵区的涵洞纵坡超过5%时，除进行上述整理外，还应对沟床使用干砌或浆砌片石铺砌，当翼墙以外沟床的坡度较大时，也应进行铺砌防护。6.36.36.36.3涵洞施工工艺4.4.4.4.涵洞缺口填土建成的涵洞，在主体圬工强度达到规定的强度后，即可回填。回填施工要点如下：（1111）回填涵洞缺口时，应将已成路堤土方挖出台阶。（2222）填土路堤在涵洞每侧不小于两倍孔径的宽度及高出洞顶1m1m1m1m范围内，应采用透水性良好的材料、改良土或非膨胀性素土由涵洞的两侧对称水平分层回填，仔细夯实，达到规定的压实度要求。（3333）使用机械填筑涵洞缺口时，须待涵洞圬工强度达到容许强度，才可在涵身的两侧及涵顶运用人工或小型机具对称夯填，高出涵顶至少0.5m0.5m0.5m0.5m，然后再用机械填筑。