涵洞施工技术

铁路跨越河川溪谷须修建桥梁，跨越较小沟渠时则须修建涵洞。涵洞是铁路跨越水流较小的河沟，或为排泄路基附近的地面水或路堤在跨越农业排灌沟渠时作为通道而设置的一种建筑物。它还可以作为横跨大小道路的立交涵洞，兼作排水和人、畜及车辆的通道。

涵洞作为过水建筑物和小桥相比，有施工简便、构造简单、维修工作量小、承受大于设计洪水时出现水害的机遇比小桥小的优点。然而在纵坡较陡的沟床上布置涵洞比布置小桥困难，在泥沙较多的沟床上容易淤塞。在某些特殊场合，还须考虑采用渡槽、倒虹吸管、泄水隧洞等其它过水建筑物。

一、涵洞的施工准备工作

涵洞施工前应对涵洞位置、孔径、长度、方向、出入口高程、与既有沟槽、排水渠道及道路的连接等，结合现场实际地形地质情况与设计文件进行核对。这是因为，新建线路的涵洞往往工程量多、建设地点分散，同时受其他结构物施工进度的影响，使得在勘察设计时所确定的涵洞位置、方向、孔径、长度、出入口高程以及排灌系统的连接等，可能有不够完善之处。特别是路基、隧道先行施工时，取土、弃土往往会影响原设计排灌系统。为了弥补这方面的不足，所以规定在开工前应进行核对，提出改善意见，必要时进行变更设计。

修筑涵洞的准备工作主要有场地规划、砂石备料以及基底疏干。

施工场地应该合理布置，做到砂石堆放场、工棚、施工运输便道等的设置互不干扰，以方便施工；同时应尽量选择在旱季施工。为防止水流进入基坑，对有小股流水的河沟应临时改沟导流。

二、涵洞基础施工 （一）基坑放样与开挖

修筑涵洞以前，需要在地面上把标志涵洞基坑的施工界线桩钉出来，作为涵洞基础施工的依据，这称为涵洞基坑的放样。放样依据是施工图上涵洞的位置和尺寸。放样方法是先测涵洞的纵向、横向中心十字线，再根据十字线，定出开挖边桩，即可开挖基坑．

涵洞基底纵向有坡度，因此端墙的基础比涵身的埋得深，这是在基坑放样时必须要考虑的，各点的实际开挖深度，应等于相应位置的基底标高与地面标高之差。

基坑开挖线应比基础轮廓线尺寸大一些，以方便施工。为减少挖基数量，

基坑边坡的坡度，可比照明挖基础放坡开挖的坡度适当放陡，若边坡较低，尚可考虑垂直开挖，但必须在土质较好的无水地点。基坑开挖至设计标高后，进行清理整平，经有关人员检查签证后定好基础样线，方可修筑基础。若基底不够密实，可进行原地面打夯，或夯填一层碎、卵石。

当涵洞较长，挖基数量大，且基底不需作特别处理时，可以采取自上游端开始，逐节开挖，逐节下基，逐节封闭的方法，以免基坑暴露时间过长，且可将后段开挖弃土利用到前段的回填封闭。

（二）基坑砌筑

基坑经检查合格后，应尽可能快地修筑基础，以免基底被水浸泡软化。 基础砌筑可分段进行，段与段之间用沉降缝隔离。沉降缝用涂过沥青的木板或沥青纸填塞，以保证其宽度。基础砌筑时按规定设置上拱度。上拱度的设置，一般采用三角形拱度，其数值按照基底土的种类（砂土或黏土）参照有关的规定取值。

圆涵是将预制的管节安装在基础上作为洞身，这要求各段基础的长度准确，以免造成基础和洞身的沉降缝对不齐。圆涵基础顶面的标高应等于流水面的设计标高减去管壁厚。若有加重管节的涵洞，由于加重管节的管壁比普通管节的管壁厚，为取得平整的流水面标高，加重管节下面的基础顶面，由于加重管节当比普通管节的基础顶面低一管壁厚之差。

拱涵和盖板箱涵的基础顶面即为流水面，流水槽两侧应接砌边墙，因此除流水槽面外，其余部分可不必抹平。

三、圆涵施工

新建铁路常须跨越为数众多的洼地、沟渠等，需要通过的流量很小，适宜采用圆涵，因此，圆涵为数最多。用预制钢筋混凝土管节铺设在事先做好的基础上，就构成了圆涵。

（一）管节生产

管节的生产一般是在专门的成品厂，集中生产，再运到各工点进行安装。当运输条件受限制且工地有砂石料时，也可组织专业队沿线逐点制作。

预制的管节，其质量应满足下列要求： 管壁内外应平直圆滑，管节端面平正并与其轴线相互垂直；管壁不得露筋；管节表面不得有蜂窝．如有蜂窝每处面积不得大于3cm×3cm，其面积不得超过全面积的1％，且必须进行修补后方可使用。

管节在运输、装卸过程中，应注意防止碰撞或应力集中，避免损坏或产生裂纹。

（二）管节安装

所谓管节安装是指按照管节布置图和安装前在基础上画出的中心线位

置把管节安到基础上形成涵洞的施工过程。管节安装的质量好坏直接影响到涵洞的修筑质量，因此，在管节安装时必须认真施工，仔细复查。

管节安装前必须核对基底高程、基础尺寸、管节的尺寸、质量以及沉降缝的位置等是否符合设计要求，如有误差过大情况，应及时调整。

安装管节的顺序，由下游或上游开始向另一端推进，亦可自中间开始向两端推进。前者应视管节的运输情况来决定，而后者当劳动力有富余时较为有利。

各管节应顺流水坡度成平顺直线，如果管壁厚度不一致，应在内壁取平。 每一管节安装定位后，应用小石块垫稳，以防走动；待全部管节安装好后，应尽快在管节外侧沿涵洞纵向两边全长的范围内填塞混凝土，做成凹形管座。做管座前应将管外壁的泥渣清洗干净。

管节安装所形成的整个涵洞其纵横断面必须符合设计标准，做到基础沉降缝与管节沉降缝对齐，洞身的纵向轴线与基础纵向轴线一致，各管节的轴线在一条直线上，骨壁内侧流水槽面平顺

对双孔涵洞进行安装时，管节要平行，并不得靠在一起，以免妨碍填筑混凝土。

四、拱涵的拱圈施工 （一）拱架的制作与安装

拱涵的拱架常用的有钢轨拱架和木拱架两种，为节约木材，应尽量采用钢轨拱架，在缺乏钢轨拱架时，可使用木拱架。另外，当木料缺乏时，也可用土拱（又名土牛拱胎）代替拱架，但此法不易控制质量。

1．钢轨拱架：应尽可能用整根钢轨弯制成型，以热弯或冷弯法加工均可，其优点是：构造简单，省工料，能多次反复使用。

2．木拱架：通常采用5cm厚的木板锯成梳形弧板，双层叠合以铁钉或螺栓组成。

3．土拱：就是当边墙完工后，在边墙外部和涵洞内部同时回填土，而内部回填土顶部作成拱形来代替拱架的一种支撑形式。在土胎面上应设保护层，保护层应具有一定强度和适当的光滑度并易于脱模。通常是在表面抹一层15～20mm厚的水泥砂浆，或铺一层油纸。土拱的构造形式见图4.5.1。填土必须在边墙圬工强度达到设计强度70％后方可进行，分层夯实，每层0 2～0 5 m。填土快到拱顶时应用样板校正，保证符合拱形要求。填土下层应有渗水盲沟，以便水流走，防止填土被水浸蚀。土拱也可采用木排架、三角排架及枕木排架制作。

混凝土拱圈在拱架上应满铺模板。拱架应支立牢固，拆卸方便，纵向连接稳定。拱架外弧应平整，以保证拱模平顺。拱架不得侵犯拱模位置，拱模不得侵入圬工断面。

（二）浇筑拱圈混凝土

已立好的拱架，经过检查无误后，即可砌筑拱圈。 拱圈混凝土应由拱脚两侧向拱顶中间对称浇筑，以防拱架变形，甚至造成拱架和边墙倒塌。就地浇筑的混凝土拱圈，要求一次性浇完，不能中途间歇，尽量减少施工接缝，如因工程量大，一次难于完成全拱时，可沿拱轴线方向分段浇筑，各分段的界面应与拱的中心线相垂直。浇筑时，应保证其沉降缝应与边墙、基础一致。

图4.5.1 全填土拱胎

（三）拱架拆除

拱圈砌筑合拢后，拱架的拆除通常采用两种方法，视施工的具体情况而定。一种是待拱圈圬工强度达到设计强度的70％时，方可拆除拱架，但必须达到设计强度100％后，才能填土。另一种是当拱架未拆除，拱圈圬工强度达到设计强度的70％时，可进行拱顶填土，但应在拱圈圬工强度达到设计强度100％后，再拆除拱架。

如为两孔拱涵，拆除拱架时，应在两孔内同时进行，避免两孔的承重不均匀，引起不良后果。

拆除拱架，应按程序进行，自中央向两侧，先松开对口木楔，拆除纵向联系，然后再拆除支撑，落拱架。

五、涵洞回填土

已建成的涵管，圬工达到设计所要求的设计强度后，应及时进行缺口回填土的工作。涵洞处路堤缺口填筑的方法与密实度，直接影响到涵洞的受力情况和使用寿命。因此，对于涵洞处路堤的填筑工作，应十分重视，要切实注意质量，严格按照有关施工规定和设计要求办理。

填土路堤在涵洞每侧不小于两倍孔径的宽度及高出洞顶lm的范围内，用不膨胀的土壤（即冻胀性弱的砂质土）从两侧分层对称地进行并夯实。每层厚度10～20cm，管节两侧夯填土应大于最佳含水量最佳密实度90％，最后能达到最佳含水量最佳密实度95％。管节顶部其宽度等于管节外径的中

间部分填土其密实度要求达到80％～85％，如图4.5.2所示。

图4.5.2 涵洞特别填石（土）示意图

填石路堤在管顶以上lm的范围内应分二层填筑：下层为20cm厚的黏土，中层为50cm厚的砂卵石，上层为30cm厚的小片石或碎石。在两端的上述范围及两侧每侧宽度不小于两倍孔径的范围内，码填片石，如图4.5.2所示。

用机械填筑涵洞缺口时，须待涵洞圬工达到容许强度后，涵身两侧应用人工或小型机具对称夯填高出涵顶至少1m，然后再用机械填筑。机械填土时，不得从单侧偏推、偏填，以防涵洞遭受偏压产生走动。