高速公路涵洞病害与防治

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摘要：随着经济建设的飞速发展，高速公路的兴建已是必然。本文通过对高速公路涵洞出现病害的原因进行分析，分别从设计、材料、施工、养护、运营、环境等方面来进行分析，针对性地提出相应的预防措施等技术建议，以期借鉴和重视。

关键词：高速公路；涵洞；病害；防治

Abstract: with the rapid development of economic construction, highway construction is inevitable. In this article, through analysis of the causes of defect arise from highway culverts, from design, materials, construction, maintenance, operation, environment and so on to carries on the analysis, puts forward corresponding preventive measures such as technical advice, in order to reference and attention.

Key words: the highway; Culvert; Disease; The prevention and control.

中图分类号：[TU279.7+2文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)

1.引言

由于长期受超载车辆的重复作用，地质资料或施工原因等，公路或铁路涵洞结构出现一些病害，受到不同程度的破损，涵洞的病害会进一步导致路面的病害，为保证其处于完好的工作状态，保障车辆安全通行，对涵洞的类型和原因进行分析，对于防治涵洞病害有着重要的意义。

2.涵洞的结构特点

（1）足够的洪水宣泄能力。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的刚度。保证在设计荷载的作用下，构件不被压坏，压沉和变形。

（3）较高的可靠性和耐久性。保证在自然的环境长期完好，不发生破损和水毁。

3.涵洞病害产生的原因

3.1设计原因（1）缺少涵洞勘察资料与涵洞设计验算资料，甚至不合理的涵洞设计标准图也对涵洞的设计产生一定程度的负面影响。当有不均匀沉降时，就容易造成涵节处分离、错口，水就可以从缝隙中渗漏出去，墙体基础埋深浅，对最大冲刷和最大冻深考虑不周，从而造成墙体的破坏。

（2）涵节之间的平直对接形式，中间缝隙用沥青麻袋填塞，其侧向抗剪力很小，当涵两侧路基土在填筑或夯实不均匀时在行车荷载的作用下，很容易使某些管节产生侧向位移，导致涵节处分离、错口。

（3）涵洞洞口铺砌面短，出水洞口一般都没有超过翼墙尾端，而且隔水墙外也没对沟渠底进行有效加固，造成涵洞的底部冲刷由此处发生，翼墙、端墙厚度偏小，墙背面坡比小，墙体自重轻，抗倾覆能力低，在墙外填土压力作用下，致使墙体向外倾斜，直至倒塌。

3.2材料原因涵洞防水材料通常有防水混凝土、沥青、油毡等，这些防水材料不能满足要求，导致防水能力下降，最终导致渗漏的发生，有的施工方用城建用的下水道涵管代替公路工程用涵管，所采用的砌石或混凝土强度达不到设计要求。

3.3施工原因不按施工规范和设计文件的要求施工，违规操作。偷工减料，没有采用渗透性材料回填，使水泥砂浆和混凝土标号低于设计要求，基础埋深未达到设计要求的深度等;对护坡、洞口铺砌及隔水墙等附属结构施工不重视，施工质量差。涵洞的破坏主要是由土压应力集中引起的纵向结构破坏和由沉降不均匀引起的横向结构破坏，或由这两个原因共同引起的结构斜向破坏。对基础开挖后的地基承载力未进行检测，造成地基承载力不能满足设计要求;为节省费用加快工程进度，施工单位对已破损的涵管不予更换，对涵洞安全使用留下隐患。

3.4养护原因管养单位和人员忽视规范的日常检查工作，不能及时发现病害和隐患，以致产生不良后果。施工时不重视对混凝土的后期养护，造成混凝土的收缩徐变过大最终导致混凝土开裂。

3.5运营原因

在运营中汽车的超速、超载造成并加剧病害发展、恶化。3.6环境影响

由于涵洞都处在恶劣的自然环境中，难免受到不同程度的影响。尤其在遭遇地震时，由于地形地貌产生剧烈变化，致使涵洞结构难以抵抗巨大的压力而导致破坏，地基失效致使基础急剧下沉或不均匀下沉也是引起涵洞结构破坏的的主要原因。

4.高速公路涵洞病害的主要类型

病害主要表现为管涵基础下沉、顶底部线形弯曲，直至管节脱落。这些病害都可能造成严重的后果，轻则影响涵洞的正常使用，重则可能造成人民生命和财产的损失。

4.1由于基础发生不均匀沉降，导致涵洞结构的变形。随着地基沉降的加大，其后果是结构受力不均匀和附加内力的增加，以至于结构外载应力超过材料的容许应力，导致涵洞的开裂及其它病害。

4.2在个别涵节的侧墙或者涵顶结构上或底板上出现裂缝和微小裂纹，如不加以治理，很可能会发展成为贯通整个涵节的裂缝。所以在日常维护工作中，必须对细小的裂缝和裂纹进行认真检查，以防其进一步扩大。

4.3整个涵节贯通性的（横向或纵向）裂纹或裂缝；涵节间沉降缝的裂开和错位；涵顶结构与其两侧侧墙之间的错位，即出现水平或垂直方向上的位移；底板贯通性的纵向裂缝等破坏性较大的病害。

5.涵洞通道的处理方案5.1结构设计方面建议以公路规范体系作为设计依据，洞口铺砌和隔水墙，用钢筋混凝土板代替目前的浆砌块石，并保证与端墙、翼墙连接牢固。对构造物上的填土厚度小于1m的，在构造物的两侧换填基层或底基层的材料，对于构造物深入到基层的桥涵，要求进行高程调整，保证构造物上的基层或底基层的厚度不小于0.15m。在隔水墙以外且抗冲刷能力弱的条件下，可采取简易、有效、可靠的铺砌或防护类型加以防护，防止水毁的发生;沉降缝位置是最薄弱、最易渗水的位置，在可能的情况下，尽量少设沉降缝。与道路中心线斜交的方涵，其进出口边线应平行于道路边线，并与下游沟渠接顺，这样比较美观，如下图：

斜交涵进出口边线示意图

这样即可避免产生“斜角问题”，大多数情况下，由于道路边坡的存在，覆土较高时，方涵从中部至进出口的荷载时逐渐减小的，端部斜角处的内力反而会比标准断面小很多，这时，方涵端部配筋不需要加强，只须将标准断面钢筋合理过渡至端部即可。

5.2选用材料方面尽量采用塑性变表小的材料，保证缝隙的密实，不使用或少使用沥青麻絮填塞工艺，使用涂玻璃纤维布防水层及钢纤维混凝土保护层等新材料、新工艺，其具有良好的延伸性、防水性能强、耐老化、耐腐蚀、耐热、抗冻、不污染环境等优点，隔水墙以外的防护铺砌，对土质进行改善处理，提高其整体抗冲刷能力。

5.3施工方面

在进行公路桥梁的涵洞施工时，由于填土本身有一定的重力作用，在进行涵洞施工过程中，填土可能会造成涵洞的沉陷。要将混凝土管座以及管身紧密地相贴在一起，使得圆管能够均匀受力，并且应该密实夯填无基圆管的相应基底，同时，要做好弧形管座；要保证管节接缝以及沉降缝都有着优良的透水性；在进行管节接头施工时应该采用对头拼接方式，其接缝不应过大，要将接缝宽度控制在一定范围内，运用沥青麻絮或其它具有弹性的不适水材料进行接缝填塞；承载力要均匀、沉降缝要竖直、涵背填土要对称、出人口要及时铺砌疏通、碾压要均衡等环节。在公路桥梁的涵洞施工过程中，要严格控制各项施工指标，结合实际情况进行施工设计，采取有效措施实施施工优化，同时，应该注重公路桥梁的使用养护，提升施工质量，避免涵洞出现沉降、开裂以及裂纹现象的出现。

5.4日常养护方面在涵洞的运营过程中，要加强管理和维护。及时清除洞口及洞内的淤积物，以保持洞内排水畅通。经常检查附属设施与涵洞结合的整体性，发现裂缝要及时观察观测，确定裂缝是否稳定或发展，发现问题及早处理，做到防患于未然。

结语

综上，公路涵洞的处理措施应根据公路涵洞所处的地质条件以及气候环境等因素综合考虑。各级公路管理部门要提高对涵洞管理的认识，严格把好设计与施工质量关，提出涵洞新建及其病害预防合理的技术建议，为涵洞的设计施工及日常养护提供技术参考。

参考文献

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