梁開(kāi)明

(黑龍江省公路勘察設(shè)計(jì)院，黑龍江 哈爾濱 150080)

設(shè)計(jì)未預(yù)料所造成病害的處治

梁開(kāi)明

(黑龍江省公路勘察設(shè)計(jì)院，黑龍江 哈爾濱 150080)

涵洞遭受洪水沖刷破壞，大多由于上下游洞口處理不當(dāng)所致。因此，應(yīng)通過(guò)養(yǎng)護(hù)逐步改善進(jìn)出水口的防護(hù)設(shè)施，提高涵洞的抗災(zāi)能力。 對(duì)于進(jìn)出水口的處治，并應(yīng)充分注意不得影響農(nóng)田和其它建筑設(shè)施。

設(shè)計(jì)；未預(yù)料病害；處治

1 進(jìn)水洞口

(1)涵洞上游路基邊溝坡度較大，水流泥沙較多，經(jīng)常造成洞口、洞底發(fā)生沖刷破壞或淤積現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)在進(jìn)口處增設(shè)深于涵底的蓄水井，使其起到消耗和沉淀泥沙雜物之作用，同時(shí)應(yīng)經(jīng)常清除淤積和修復(fù)破損處。

(2)因涵前溝床的縱坡較大。故應(yīng)在進(jìn)水口前設(shè)置一段緩坡，其距離約為涵洞孔徑的1～2倍，以消除水流在進(jìn)水口處產(chǎn)生水躍的沖擊。

(3)涵前溝床縱坡大于50%時(shí)，水的流速很大，在洞前產(chǎn)生較大水躍沖擊洞口。所以，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)情況，增設(shè)相應(yīng)的跌水井等消能和加固措施，以減緩流速，削弱水能，保證溝槽穩(wěn)定堅(jiān)固。

上游溝槽的斷面，不論為梯形或U形，除巖石外，溝槽均需根據(jù)土質(zhì)情況鋪砌加固，兩側(cè)邊墻和槽底厚度一般采用20～40 cm，槽寬以等于涵洞孔徑為宜。急流槽底每隔150～200 cm，需設(shè)防滑墻，必要時(shí)槽內(nèi)增設(shè)加糙措施。

2 出水洞口

(1)涵洞出水口溝床水深在1.5～2.5 m時(shí)，上坎高一般可采用20 cm，下坎高可采用10 cm。三級(jí)挑坎中間平臺(tái)的高度，不可突出上下坎頂?shù)倪B接直線。

當(dāng)出水溝床的水深小于1.5 m時(shí)，上下坎高度可按此比例酌量減低。

(2)上下坎的形狀，一般采用梯形斷面，并為保證上下坎的沖刷防護(hù)效果，梯形斷面頂寬應(yīng)盡量減小，宜采用5 cm寬，當(dāng)溝床有大卵石時(shí)也可酌增。

為了提高挑坎本身強(qiáng)度，挑坎的迎水面邊坡可做成1∶1或更為平緩的1∶2，邊坡愈平緩，挑坎引起的水面波動(dòng)也愈小，但應(yīng)注意上坎的坡腳不得深入到洞孔中。

(3)當(dāng)?shù)匦螚l件可能時(shí)，亦可采用降低下游溝0.7～1.0 cm床鋪砌層標(biāo)高的方式，使溝床面與上坎或下坎頂平齊，能得到較好的防護(hù)沖刷效果，可減少挑坎對(duì)上游的壅水影響。這樣，不論出水口溝床的水流狀態(tài)處于哪種情況，均能使下游水位達(dá)到等于或大于坎頂標(biāo)高的要求，可使水流在翻過(guò)下坎頂后的底部形成縱向回流的必要條件。

(4)當(dāng)涵洞與水流斜交，其交角不大時(shí)，可按原圖尺寸設(shè)置挑坎。當(dāng)交角較大時(shí)，應(yīng)使挑坎與水流正交，其處理方法有二：(1)將挑坎分段設(shè)成鋸齒形；(2)將主流部分設(shè)成與水流正交，其余部分設(shè)為斜交，或均設(shè)成正交。

3 陡坡涵洞進(jìn)出水口病害的防治

陡坡涵洞，由于水流來(lái)勢(shì)兇猛，致使進(jìn)出水口發(fā)生水毀破壞較多。其原因主要是設(shè)計(jì)、施工中設(shè)置的洞口排水構(gòu)造物不適當(dāng)、不完善或未設(shè)置。因此，必須改善或增設(shè)涵洞上下游的排水構(gòu)造物，使涵洞不致沖毀。

陡坡涵洞的排水構(gòu)造物，一般由上游引水溝槽、涵洞本身和下游出水溝槽三部分組成。

對(duì)于陡坡涵洞進(jìn)出水口病害的防治，應(yīng)當(dāng)根據(jù)地形、地質(zhì)和水流條件，采用急流槽、跌水、緩流井、消力檻(池)和人工加糙等工程技術(shù)措施。

山區(qū)涵洞的進(jìn)出水口遭受水毀破壞甚多，養(yǎng)護(hù)單位在修復(fù)時(shí)，大多在涵洞的上游或下游、或上下游增設(shè)陡坡排水工程。山區(qū)涵洞上下游的主要排水構(gòu)造物有。

急流槽或具有人工粗糙面的急流槽(等截面或變截面)。

跌水或具有消能設(shè)備的跌水(單級(jí)和多級(jí))。

跌水、急流槽被水毀破壞或增設(shè)時(shí)，其方法如下。

(1)因施工質(zhì)量差或養(yǎng)護(hù)修理不及時(shí)者，按原設(shè)計(jì)修復(fù)；

(2)因設(shè)計(jì)不周者，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況改善；

(3)必須增設(shè)者，可根據(jù)地形、地質(zhì)和水流情況，可參照當(dāng)?shù)爻晒Φ哪Ｊ?，并結(jié)合實(shí)際情況設(shè)置；

(4)通過(guò)測(cè)設(shè)，精心設(shè)置。

跌水、急流槽，可單獨(dú)或結(jié)合采用。其中無(wú)消能的跌水，在山區(qū)陡坡不宜采用，因鋪砌過(guò)長(zhǎng)，不經(jīng)濟(jì)，一般只用于較小的坡度上。

(1)普通急流槽

急流槽是將溝底高差分布于某一長(zhǎng)度上，這個(gè)長(zhǎng)度決定于急流槽的坡度(大于臨界坡度)。急流槽可在較短距離內(nèi)將落差很大的水流引到涵洞進(jìn)口或使涵洞出口流速與下游加固的容許流速相適應(yīng)。

急流槽的坡度，一般應(yīng)小于1∶1.5，但當(dāng)流量很小、地質(zhì)條件良好時(shí)，也可采用較陡的坡度。

急流槽根據(jù)水流連接形式，分進(jìn)水、急流槽和出水三部分。

急流槽加固類(lèi)型有。

①單層干砌河卵石； ②單層或雙層干砌片石； ⑧單層或雙層水泥砂漿砌片石； ④混凝土板拼砌溝槽； ⑤混凝土護(hù)面加固，粗糙底面； ⑥石床防護(hù)鋪砌； ⑦混凝土粗糙底面； ⑧混凝土橫肋式或方塊式粗糙溝槽； ⑨巖石中平整鑿出的溝槽； ⑩粗鑿出的巖石溝槽。

墊層一般用砂礫、礫石、碎石，厚為10～20 cm。單層鋪砌厚15～20 cm，雙層為35 cm。

(2)人工加糙的急流槽

為了減小縱坡很大的急流槽中水流的流速，常采用人工加糙的急流槽，其在平面上的形狀與普通急流槽一樣，水力計(jì)算也相同，只是粗糙系數(shù)采用人工加糙后的特種粗糙系數(shù)。常用的加糙形式有：矩形肋條、棋盤(pán)式方格、逆水流人字形橫條等。

(3)急流槽的出水部分

為減少加固工程，在急流槽終端或出水槽的起點(diǎn)設(shè)置消能設(shè)備，使水跌形成淹沒(méi)式。 一般消力池多采用矩形截面。分為有胸墻的消力池和無(wú)胸墻的消力池。

山坡很陡時(shí)，采用具有消能設(shè)備的單級(jí)或多級(jí)跌水，選用的聯(lián)結(jié)形式能形成淹沒(méi)式射流，使水流以最有利的形式通過(guò)。

具有消能設(shè)備的單級(jí)跌水，由進(jìn)水槽、跌水坎和消力建筑三部分組成。常用的消力建筑形式有：消力池、消力檻和二者混合的復(fù)合建筑。

2017-05-11

U416.1

：C

：1008-3383(2017)07-0060-01