公路工程施工-第六章

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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(qíngkuàng)下，平原区每公里有涵洞1～3道，山区3～5道，涵洞工程的投资约占公路工程总投资的15%～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6章涵洞(hándòng)施工共二十六页6.1涵洞(hándòng)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(bìyào)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%。6.1.1洞身共二十六页6.1涵洞(hándòng)的构造1.圆管涵圆管涵主要由管身、基础、接缝(jiēfénɡ)及防水层组成的，如图6-2所示。共二十六页6.1涵洞(hándòng)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(jǐzhǒnɡ)类型。（3）圆管涵的接口构造及防水层

共二十六页6.1涵洞(hándòng)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(bùfen)组成，如图6-3所示。

共二十六页6.1涵洞(hándòng)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(fēnduàn)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。共二十六页6.1涵洞(hándòng)的构造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(liánghǎo)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6-4所示。共二十六页6.1涵洞(hándòng)的构造（1）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200cm、250cm、300cm、400cm、500cm等，壁厚一般为22～35cm。（2）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31～41cm。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。（3）基础箱涵基础一般为双层结构。上层为混凝土结构，厚10cm；下层为砂砾垫层，厚度(hòudù)为40～70cm。（4）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。共二十六页6.1涵洞(hándòng)的构造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(bùfen)组成，如图6-5所示。共二十六页6.1涵洞(hándòng)的构造（1）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。（2）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。（3）涵台（墩）是支撑拱圈并传递荷载至地基的圬工构造物。（4）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(shènshuǐ)，使拱圈免受水的浸蚀，确保路基稳定。共二十六页6.1涵洞(hándòng)的构造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6-6。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(shuǐjǐng)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(shuǐjǐng)及出水沟渠组成。共二十六页6.1涵洞(hándòng)的构造6.1.2洞口建筑

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(shuǐjǐng)、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6-7所示。共二十六页6.2涵洞施工(shīgōng)准备6.2.1准备工作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(yìtú)，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.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。共二十六页6.3涵洞(hándòng)施工工艺6.3.1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.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(guānxì)，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。共二十六页6.3涵洞(hándòng)施工工艺2.管涵基础修筑（1）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0.4m厚的砂垫层；出入口两端的端墙、翼墙下，在岩石层上用C15混凝土作基础，其深度(shēndù)应埋置在风化层以下0.15～0.25m，并且最小等于管壁厚加5cm。当风化层过深时，可改采用片石圬工基础，最深不大于1m。管节下为硬岩时，可用混凝土抹成与管节密贴的垫层。（2）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。共二十六页6.3涵洞(hándòng)施工工艺（3）地基土为粘土时，管节下应采用0.5m厚的圬工基础，出入口两端的端墙、翼墙基础埋置深度为1.0～1.5m；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1.5m时，可在圬工基础下用卵石和砂换填至冻结深度。（4）管涵地基土为软土时，应根据软土层的厚度进行(jìnxíng)相应的处理。共二十六页6.3涵洞(hándòng)施工工艺3.管节安装

管节安装应从下游(xiàyóu)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。共二十六页6.3涵洞(hándòng)施工工艺

管节安装可根据地形及设备条件(tiáojiàn)，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。共二十六页6.3涵洞(hándòng)施工工艺管节安装的施工(shīgōng)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。共二十六页6.3涵洞(hándòng)施工工艺6.3.2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(ānzhuāng)两大类。1.就地浇筑（或砌筑）的拱涵、盖板涵（1）拱涵与盖板涵基础、涵台、拱圈、盖板的施工（2）拱架和支架的安装和拆卸1）安装施工。2）拆卸施工。共二十六页6.3涵洞(hándòng)施工工艺2.就地浇筑箱涵

箱涵又称矩形涵，它与盖板涵的区别(qūbié)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6-11。共二十六页6.3涵洞(hándòng)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(yùnshū)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(yùnshū)方法分为：（3）施工和安装共二十六页6.3涵洞(hándòng)施工工艺6.3.3涵洞(hándòng)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.防水层施工要点2.沉降缝施工

（1）设置位置（2）沉降缝的施工方法共二十六页6.3涵洞(hándòng)施工工艺3.涵洞(hándòng)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。共二十六页6.3涵洞(hándòng)施工工艺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：（1）回填涵洞缺口时，应将已成路堤土方挖出台阶。（2）填土路堤在涵洞每侧不小于两倍孔径的宽度及高出洞顶1m范围内，应采用透水性良好的材料、改良(gǎiliáng)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。（3）使用机械填筑涵洞缺口时，须待涵