通道、涵道因其点多面广,设计是否得当,对公路工程的建设质量、建设进度及使用效果有很大影响。一、涵洞涵洞设计,必须根据公路等级、性质及发展需要,结合河沟地形、地物特点和涵址处地质条件,保证设计洪水、泥石流、漂浮物的顺利通过,以确保路基的安全,方便日后养护,同时公路涵洞应充分考虑农田排灌的需要。(一)涵洞型式的选择涵洞孔径大小选择首先以水文计算为基础,根据流量大小确定孔径;然后充分考虑河沟地形、地貌、人文环境、植被、地质等条件,对可能发生的泥石流、漂浮物、动物遗骸等引起的进口淤积、堵塞、壅水等做出判断和预测,对涵洞孔径进行相应调整。就我省陕北、陕南山区公路,涵洞孔径宜能大不小。以国道210线清涧~绥德段公路为例,该段公路位于黄土丘陵沟壑区,沟壑纵横,支离破碎,黄土覆盖不厚,岩石裸露较多。基岩割切很深,剥落风化严重,水土流失极为严重。降水量较少,分布很不均匀,春夏冬干旱,秋季暴雨集中。沿线冲沟发达,冲沟长度一般在0.5~2.0公里左右,沟头与沟口高差大,最大可达成100余米。这样的河沟特点,导致流域面积虽不大但暴雨时洪水来势猛烈,水头极高,速度较快,洪水挟带着大量泥沙、风化页岩碎块,水面漂浮物(树木、动物遗骸)较多。一旦因孔径小或其它因素引起排水不畅,极易引起进口淤塞,壅水增高,轻则洪水冲上路面,重则冲毁公路。这样的问题在该段公路进行二级改建测量时,就多次遇到。水力性质方面新建涵洞应尽量采用无压力式涵洞。压力式涵洞(倒虹吸),对涵身渗水的防治,涵洞铺砌要求较高,一旦处理不好,极易造成涵洞沉陷,故不提倡采用。构造型式的选择选取涵洞型式时要因地制宜,尽可能就地取材,并充分考虑沿线施工技术水平。陕北、陕南石料丰富且开采加工方便,优先采用石拱涵,当路基高度较低时考虑采用钢筋混凝土明板涵。关中平原地区,石料匮乏,运距较远,宜优先选用钢筋混凝土圆管涵,当路基高度较低时考虑采用钢筋混凝土明板涵,路基高度较高时考虑采用钢筋混凝土暗板涵,当涵址处地基松软,地质条件不良时,可采用钢筋混凝土箱涵。选择涵洞型式要方便施工,一条路上不宜采用过多的涵洞类型。涵洞预制件尽可能定型化,以便于工厂化集中制造,提高质量,但同时必须考虑运输条件(尤其是在陕南秦岭山区)和方便安装。国道210线清涧~绥德段二级公路改建测设时,当地交通部门就提出尽可能采用石拱涵,以充分利用沿线石料丰富,易于开采,且当地群众擅长石料加工的优势,便于加快工程进度。又如西安~阎良高速公路,地处西安市郊,考虑水泥制品厂较多,就大多采用钢筋混凝土圆管涵;当采用板涵时,由于当地人工费较高,台身尽可能不用浆砌块片石,而采用浇筑方便的混凝土。(二)涵洞勘测测设人员应树立全局意识,不能只局限于桥涵构造物本身,对路线定线、拉坡、路基综合排水、路基可能采取的防护措施等要胸中有数,在勘测中合理确定涵址纵断面测设长度,防止内业设计时资料不够;当涵址处河沟纵坡较大,上下游横断面不一致时,应沿河沟纵向加测若干涵址横断面。勘测时应走访当地群众以获得历史洪水大小、洪痕、洪水位等资料,调查旧路构造物现状是否完好,是否曾被水毁,有无重修。另外,准确地勾绘涵址地形示意图,是桥涵测设人员基本功之一,有助于设计时把握全局,确定较好的方案。(三)山区公路涵洞布设山区河沟,由于暴雨集中,流量较大,且河沟纵坡较大,水头高,流速快,洪水携带泥沙、石块、树木较多,且常伴泥石流发生,所以应尽量保持河沟水流的天然状态,做到一沟一涵,不提倡合并设涵。这一点在清涧~绥德段旧路上反映就比较明显。对于较小的冲沟,原设计者采用边沟截流至较大冲沟设涵处排出的方法,但由于前述原因,洪水并没有按照设计者的意图按边沟排出,而是淤平边沟后翻上公路横向排出,雨后路面上堆满泥沙。路线处于半填半挖或挖方路段上,河沟被挖断时,如下游河沟较路线设计高度为低者,可采取涵洞进水口设置急流槽或急流坡,适当开挖涵前河沟的方法,不宜采用进水口设置跌水井的方法。设置跌井,由于消能过大,泥沙、石块沉淀极易造成进口跌水井淤塞。而设置急流槽(急流坡)由于涵前沟底纵坡与涵底坡度平顺衔接,水流通畅,不易淤积。但涵前天然河沟纵坡大于50%时,仍应设置跌水井或设置带消力池、消力槛的急流槽。在西康公路柞水~镇安二级公路勘测中,发现旧路上大量的进口设置跌水井的涵洞淤塞、淤死的现象。调查发现,淤塞的跌水井内淤积物主要为泥沙石块,夹杂大量枯枝树叶。分析产生原因,当地生态环境遭到坡坏后,水土流失加剧,再加上人为抛弃杂物,引起进口泥沙沉积,漂浮物增多,一场洪水过后,漂浮物与泥沙混杂在一起沉淀下来。而由于跌水井消能过大,下一次洪水并不能将上次沉淀物冲走,再加上新的沉淀物,这样几次洪水下来就可能造成涵洞进水口淤死的现象,严重时一次洪水就可能造成进水口淤塞,公路的安全营运受到严重威胁。如新建公路设计高较低,洪水沿原有河沟排出已无可能时,公路上方应设置较为完善的截水沟、排水沟,确保洪水安全泄出。(四)山前区、丘陵区公路涵洞布设山前区、丘陵区如有明显河沟,亦应一沟一涵。如无显著沟槽,可按照分片宣泄洪水的原则,结合水流出路选择低洼处设置涵洞。在山前区修建沿河公路时,应充分注意,由于有时主河道河底纵坡陡然放缓,洪水携带的泥沙大量沉积下来,再加上人工修筑拦水坝、发电站等构造物,主河床逐年缓慢上升,两岸汇入的河沟同步上淤。修建沿河公路时必须考虑这一影响,否则涵洞净空会随着主河槽的上淤逐年减小,影响冲沟洪水顺利排出,给公路运营留下了安全隐患。国道210线清涧~榆林段旧路上就不乏这样的例子。无定河上修筑了大大小小的各类蓄洪、拦水、发电构造物,加上陕北黄土高原特有的水土严重流失现象,致使无定河河床逐年淤高,沿岸公路下涵洞淤塞,有一处1-2.5米石拱涵,涵顶填土2.5米,出水口距无定河200余米,现沟底已淤过起拱线,过水净空不足一半矢高。因此布设沿河线时,可适当抬高路线高度,涵洞尽可能采用较大净空,减小涵顶填土高度,甚至采用钢筋混凝土明板涵。(五)平原区公路涵洞布设平原区应根据现有的天然河沟和农业排灌渠道(管道)设置涵洞,避免破坏既有的耕作和排洪系统。应向当地水利部门和有关乡村政府调查农田基本建设规划,规划渠道、管道位置。路线通过较长的低洼地带时,可根据水流分布及洼地积水情况,在地面具有天然纵坡的地方多设置涵洞,以防止排水不畅及长期积水。当公路路线紧靠村庄时,要注意顺应村庄的流出路设置涵洞,以便及时排除村内的地面积水。合肥~南京高速公路,位于千里大平原上,由于各类桥涵布置得当,1991年长江流域特大洪水发生时不但自身安然无恙,而且为抗洪抢险发挥了巨大作用。由于公路特别是高速公路的建成,在一定程度上破坏了天然农田耕作系统,人为地把耕地切割开来,造成农民耕作不变,灌溉不便,这时仅仅按照原有灌溉系统设置涵洞就远远不够。关中平原耕地往往呈东西向或南北向分布,而路线走向并不规则,这样就把原本完整的耕地切成了许多小三角、窄长条、小方块,鉴于现有的行政区划和不同的生产生活习惯,使得调整土地无法实现,这时必须本着以人为本的原则,从方便群众耕作,从工程建设环境方面考虑,设置必要的涵洞。这就需要勘测中作大量细致入微的调查工作,分清地界,掌握灌溉水流方向,准确、恰当地布设涵洞。二、通道通道指高速公路跨越乡村道路时所设置的小桥,主要满足机动车和非机动车及行人下穿路线。乡村道路分为通行机动车道路和仅通行非机动车及行人道路两类。通行机动车道路又分为通行汽车道路和通行农用车的机耕道两种。(一)通道布设原则高速公路跨越乡村道路,通道规模、间隔应在对乡村道路现状和规划以及沿线经济发展水平,土地开发,群众生产生活的需要进行认真调查后确定。(二)通道与跨线桥的综合比较从西临线开始,我省所建高速公路随着沿线经济水平和整个社会发展水平的提高,路基高度也愈来愈高,这与关中平原当时经济发展水平是相适应的,与关中人口稠密,农民出行种田以步行为主是相适应的。当时每公里设置通道3道,涵洞3~4道,平均每公里小桥涵构造物在6~7道。但是随着经济的发展,仅凭提高路基高度的方法来解决通道通行净空、净宽问题以显然跟不上发展的要求。主要存在四个问题:工程质量难以保证,路基高度愈高,地基处理、路基土压实存在相当多的问题。西宝高速公路路基多处沉陷,路面纵向裂缝明显就是明证。土方借方量巨大,西宝高速公路路线全长145公里,路基宽度24.5米,平均路基填土高度3米,全线共借土方1260万立方米,由此引起的大规模取土对沿线自然环境和社会环境造成了巨大影响。大型农业机械通行困难,西宝高速公路平均每2~3公里设一处分离式立交,交叉方式主要以通道为主,大型机械横穿时净空严重不足,若要通过就须长距离绕行,严重制约了当地农业的发展,沿线群众对此反映很大。部分通道排水不畅,由于高路堤方案决定了交叉方式主要以通道为主,为了满足净空要求,大量通道被交线采取下挖方式,下挖较大者设置了积水池,但雨季通道排水不畅,桥下积水还是无法避免。这就迫切需要寻找解决方法。从西阎高速公路开始,西安绕城公路北段、南段设计时相继充分借鉴了西三线低路堤设计的成功经验,对跨线桥和通道进行了综合比较,结合地形、地貌特点及被交叉公路、乡村道路的等级类型,在被交叉道路密集且等级较高路段较多用主线上跨方案,在丘陵地段及等级公路较稀少路段较多采用主线下穿方案。这样做,主线上跨路段,由于等级公路净空要求较高,相应地乡村道路通道的净空在考虑长远发展后基本同步得到满足,被交线基本不须下挖,排水问题得到解决,而个别路段即使大型农业机械通行净空不足,近距离绕行即可通过。主线下穿路段,根据情况可采用通道者即采用通道,其余采用了乡村道路上跨主线方案即跨线桥方案,这样做一是解决了大型农业机械通行问题,二是避免了过多的被交线上跨主线造成的景观较差现象。(三)通道型式的选择通道孔径大小选择,按照路线所处地理位置,可按大城市郊区和一般农村地区两类。大城市郊区,农业生产发达,汽车、农用车通行量大,大型机械使用频率高,汽车通道、机耕通道和通行大型机械的通道,净宽可按5.0m-9.0m选用,净高:汽车通道不小于3.5米,通行大型机械的通道不小于4.0米,机耕通道不小于3.0米;人行及架子车通道净宽不小于5.0米,净高不小于2.7米。一般农村地区,汽车通道、机耕通道净宽按4.0~8.0选用,净高汽车通道不小于3.2米,机耕通道不小于2.7米;人行及架子车通道净宽不小于4.0米,净高不小于2.5米。通道构造型式的选择,主要从路基填土高度和地基地质情况两方面考虑。一般情况下选用钢筋混凝土板式通道,可以在可能条件下尽量增大通道净高;路基填土高度较大或桥址处地基松软,地质条件不良时,宜采用钢筋混凝土箱式通道。(四)通道勘测勘测时应调查乡村道路行人、人力车、畜力车、拖拉机、汽车、大型农业机械的通行量,调查乡村道路现状(包括路面类型、路基宽度、排水系统),勾绘桥址处平面示意图,进行必要的测量(包括中线处、进出口桥址横断面及桥址纵断面),考虑被交线是否可以下挖,走访当地政府和群众,了解经济发展规划和生产、生活需要,然后根据调查情况合理确定通道净宽、净高及结构型式,或者是否具备乡村道路上跨主线可能。(五)通道布设通道布设尽量保持现有农村道路网,做到一路一通道,一般不合并设通道。如被交线与路线交角过大,可予以适当改移。如前平原区涵洞布设时所述,高速公路的建成,在一定程度上还是破坏了天然耕作系统,人为地造成了耕地割据状态,把原本规整的土地切割为两部分,形成了许多小三角、窄长条、小方块,给沿线群众生产带来了许多实际困难,鉴于耕地现状和行政区划往往难以谐调,各地农俗又有很大差异,这时就不能单纯从经济造价来布设通道(涵洞),而应从以人为本,方便群众的角度对待这一问题,该增加的通道(涵洞)必须增加,哪怕小三角、窄长条、小方块只有几亩地大小。在测设西阎高速公路时我们就遵循了这一原则,现在该路正在建设中,有关单位和当地群众反映良好,施工环境有了显著改善,工程进度得到了保证。综上所述,通道、涵洞布设成功与否,最主要有三条:维持河沟、道路的天然状态至关重要,即使必须改移也应顺应自然,因地制宜,过渡平顺;树立以