羅晟
甘肅通廣公路勘察設計有限公司
摘要:橋涵是公路工程中重要的排水設施,橋涵工程的質量對于公路工程的穩(wěn)定性和安全性有著重要的影響,受到施工設計不科學、施工材料不合格等因素的影響,容易在橋涵工程中發(fā)生水毀問題,造成較大的不良影響。本文主要分析了橋涵水毀的種類、原因以及防治措施。
關鍵詞:公路工程;橋涵工程;橋涵水毀
水毀是公路工程中常見的病害,輕微水毀會造成公路工程地基的不均勻沉降,嚴重的水毀則會沖毀路基,造成橋涵坍塌,導致公路工程無法使用,也會造成嚴重的經濟損失。在公路工程中,橋涵構造是最容易發(fā)生水毀的位置,而且受損嚴重的橋涵以石拱橋、圓管涵為主,因為這種形式的橋涵施工工藝較為簡單,且工程造價較低,因此受到很多施工單位的歡迎。
一、橋涵水毀的常見形式
1.掏空
橋涵發(fā)生水毀時會形成基底掏空和臺背掏空兩種形式。基底掏空是由于水流經由河床流至橋涵構造物時,水面以下的構造物產生的阻礙作用,而導致水流流速和方向發(fā)生變化,并且在橋涵的構造位置產生強烈的沖刷力,造成表面泥沙的不斷流失而危及橋涵結構的穩(wěn)定性。基底結構發(fā)生的位置主要集中在橋涵的進出口位置以及其他容易受到水流沖擊的位置。臺背掏空是由于橋涵臺背位置長期受到水流沖刷作用而發(fā)生的損毀,構造物的結構也會因此失去平衡和穩(wěn)定的狀態(tài),容易造成橋涵坍塌。
2.淤塞
水在流動的過程中會帶動泥沙、漂浮物等物質在橋涵的進出口位置不斷堆積,當這些雜物堆積到一定程度時,就會產生一定的阻隔作用,水流就會停滯在橋涵結構的進出口位置,橋涵通過的水流體積越來越小,當淤塞達到一定程度時,就會由于水的沖擊力而對橋涵結構產生破壞作用。
二、橋涵水毀的原因分析
1.自然環(huán)境因素
橋涵發(fā)生水毀的原因與工程所處位置的自然環(huán)境有密切的關系,如果橋涵工程的位置在山區(qū),如果遇到多雨季節(jié),就會經常由于大量的降水而導致當?shù)厮鞯脑黾?,這時便加大了水毀的發(fā)生幾率。
2.施工設計不科學
當前,我國公路工程橋涵的施工設計的相關規(guī)范中,關于橋涵設計的構造、類型、預埋深度等相應的系數(shù)都做出了詳細的規(guī)定,施工設計單位大多也可以嚴格按照施工設計規(guī)范的要求開展設計工作。然而,由于工程現(xiàn)場的實際情況不同,在施工設計時需要考慮到當?shù)氐臍夂驐l件、地質條件以及水文條件等外部環(huán)境因素,如果仍然對標準的施工設計規(guī)范進行生搬硬套,就無法保證設計的科學性。在橋涵設計過程中存在的問題,主要有:第一,橋涵的位置和結構的設計不合理。因為不同類型的橋涵有不同的使用要求,發(fā)現(xiàn)發(fā)生水毀的橋涵中,大多是由于橋涵結構設計不合理的引起的,在橋涵的形式、結構、尺寸等方面不合理,導致排水不暢,而引起橋涵水毀。第二,橋涵的基礎設計不合理。通常情況下,中小型的橋涵都是運用明挖淺基礎的設計方案,所以在基礎設計的方面需要考慮到地基的承載力以及基礎預埋深度,如果預埋深度不夠或者過大,就會導致水流的沖刷沒有作用在合理的位置,所以容易造成水毀。通常情況下,橋涵基礎的無沖刷處應該在地面或者河床位置以下至少1m的位置,有的設計人員就嚴格按照1m的標準,卻沒有根據(jù)現(xiàn)場的實際情況留有適當?shù)母挥嘀?,所以當橋涵遇到較大的水流時,容易使基礎受到長期沖刷作用而破壞。
3.施工工藝不合格
很多中小型的橋涵施工工藝都相對較為簡單,所以在公路工程中的應用也較為廣泛。但是,由于工程施工過程的機械化程度較大,大部分構造物的施工都依靠手工完成,所以在施工的質量方面無法保證。同時,橋涵施工使用的混凝土、砂石等材料的質量不達標,使得工程的質量存在一定的缺陷,這也為橋涵水毀埋下了安全隱患。
4.缺少必要的養(yǎng)護
公路橋涵施工中需要采取有效的護理措施才能保證橋涵的質量,但是由于追趕工期等因素的影響,有的施工單位沒有對橋涵工程進行必要的養(yǎng)護,因此而導致混泥土結構容易出現(xiàn)裂縫,導致水毀問題的發(fā)生。
三、橋涵水毀的防治措施
1.科學的施工設計方案
科學的施工設計是保證橋涵工程施工質量的基礎,也是防止橋涵水毀問題的基本前提。因此,在橋涵設計中,應當考慮到以下幾個方面的問題:
第一,橋涵的正確選位。在普通的公路工程中,橋涵位置的選擇需要考慮到施工現(xiàn)場的地質、水文狀況,同時也要考慮路基、路面以及排水等相關要素的影響,保證橋涵位置的選擇技能保證公路工程線路的選擇要求,又要符合當?shù)厮鳁l件,避免水流對橋涵結構造成的嚴重沖刷。如果在山區(qū)公路工程中遇到滲溝大洼地帶,就需要對公路工程的路線進行必要的調整,這時橋涵的位置和結構也應當進行重新規(guī)劃,避免上游水位對橋涵結構造成的不利影響。橋涵立面的布置要根據(jù)邊坡的坡度與河流的流速進行合理計算,獲得相應的數(shù)據(jù)信息,再以此為依據(jù)進行橋涵陡坡的設置,可以提高橋涵結構的穩(wěn)定性。
第二,進出口選擇。為了減少橋涵水毀的問題發(fā)生,需要從根本上增強橋涵結構的穩(wěn)定性,通過進出口的合理設置保證水流的暢通性,可以減少水流對橋涵結構產生的沖刷。橋涵工程進出口有多重形式,如一字護坡、上下游跌水、八字翼墻等,根據(jù)公路工程的實際情況,可以選擇不同的橋涵洞口形式。如果整個橋涵工程結構處在縱斷面且水流平緩的位置,則可以選擇八字翼墻或者錐形護坡的方式,這兩種洞口形式都具有良好的水利條件,且施工工藝簡單,工程造價低;一字護坡的洞口形式大多用在邊坡規(guī)則的人工渠道??傊瑯蚝纯诘倪x擇需要本著降低水能的原則,根據(jù)橋涵工程的實際情況,選擇合適的洞口形式,提高橋涵工程的穩(wěn)定性。
第三,孔徑選擇。橋涵孔徑的選擇對于橋涵的排水性能有直接的影響,小型橋涵對于天然河床具有很大的壓縮能力,因此在實際的設計工作中,要根據(jù)橋涵周圍地區(qū)土體和水文條件,結合河床的特征、流量等數(shù)據(jù)進行合理設計,才能保證孔徑的設計符合橋涵施工需要。
2.加強施工質量的控制
施工質量的控制是影響橋涵工程是否出現(xiàn)水毀問題的重要因素,所以要加強對橋涵施工質量的控制。一方面,必須要嚴格按照施工設計的要求進行施工,確保是使用的施工材料以及施工工藝都符合施工技術規(guī)范的要求;另一方面要在橋涵施工中更多運用鋼筋混凝土結構,可以增強橋涵結構的穩(wěn)定性,也有利于降低水毀的危害。
3.加強對橋涵結構的施工養(yǎng)護
養(yǎng)護階段是工程施工結束后對混凝土結構采取的保護措施,通過合理的養(yǎng)護可以預防橋涵工程結構出現(xiàn)裂縫,減少水毀問題的發(fā)生幾率。根據(jù)橋涵結構不同的養(yǎng)護要求,可以指定不同的養(yǎng)護等級,采取相應級別的保護措施,通過日常養(yǎng)護和維護,延長橋涵工程結構的使用壽命。在日常管理工作中,也要定期對橋涵的管道和河道進行清理,減少河道淤泥等物質的堆積,避免造成淤塞。另外,需要由專人定期對橋涵的進水口和出水口的位置進行檢查和維護,并且做好周邊土體和植被的防護工作,減少外部水對橋涵構造產生的沖刷作用。
結束語:
綜上所述,橋涵水毀是公路工程常見的病害之一,水毀問題的發(fā)生會對工程結構造成嚴重影響,也會引起嚴重的經濟損失,因此,應當客觀的認識水毀的成因,并且在設計、施工和保養(yǎng)等方面采取有效的措施,提高橋涵施工質量,減少水毀現(xiàn)象的發(fā)生,保證公路工程的安全性和穩(wěn)定性。
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