摘要：随着社会社会经济的发展，山区公路工程已经遍及全国各地。在山区公路防排水系统中涵洞非常的重要。而在山区公路的水毁中，涵洞的水毁占有很大的比例，并且破坏形式也多种多样，影响因素众多。因此针对山区公路涵洞水毁机理进行分析，提出合理有效的涵洞防护措施，对提高涵洞的抗水灾能力和山区公路的服务水平是十分必要的。
关键词：山区涵洞，水损调查，水毁因素，防护措施
正文：我国大部分地区的地质、水文条件复杂多变，自然灾害发生频繁，对桥梁、涵洞、隧道、公路等交通基础设施的正常运行造成了严重的威胁，特别是洪灾对公路涵洞等的危害尤为突出。涵洞是公路综合排水系统中重要的横向排水构造物，其排水和输沙抗淤能力直接影响到桥涵以及路基的安全稳定。所以开展山区公路涵洞水毁机理研究及提出必要的防护措施具有十分重要的意义。 水损灾害调查：在山区公路的水损中，涵洞的水毁占有很大的比例，我们应该做好全面的调查；
1、资料收集：主要是对自然气候条件、地质地形、流域范围、工程防护措施的图件与计算资料、工程定额等资料的收集。重点收集小桥涵的详细设计资料：水文地质、植被条件、地形等资料；降雨等气候资料；历年水毁详细记录，发生地点，规模，类型，原因；小桥涵的养护记录。
2、现场调查：现场调查资料的收集完整程度和可信度是进行水损防治的基础，必须严格地遵从一定的规则进行调查。对于小桥涵要调查清楚水毁的位置，原因，后果以及水毁类型，还要弄清楚区域汇水面积，水毁发生之前小桥涵的状态等。
3、调查资料的处理，对资料进行逐一的整理。
对于涵洞水损破坏形式，有：涵洞渗漏破坏，水压力超载破坏，翼墙受洪水冲刷破坏等，而且其影响因素众多。造成涵洞水毁的原因主要有冲刷作用、淤积、渗漏及水压力过大等几个方面。 1、冲刷作用 在调查中发现，山区公路涵洞水毁主要是由冲刷作用造成的，破坏形式主要有以下两类：
1）进出口冲刷破坏
山区公路所面临的山谷一般都有较陡的坡度，从山谷中下泄的水流流经涵洞时，涵洞孔径通常对天然河床都有较大的压缩，致使进口断面的流速中间较大，两侧较小，而水流进入进口断面以前，整个水流断面的流速都较大，这样会对涵洞的进口处两侧产生较大冲击力和冲刷作用。洪水来临时，涵洞的进口处的冲刷作用更加强烈，极易造成进口被冲刷破坏，就可能导致整个涵洞被冲毁。即使涵洞进口没有被水毁，遭受冲刷后防渗能力就会大幅下降，水流会深入涵洞洞身外围的岩土体，路基岩土体在下渗水流的入渗和潜蚀作用下，强烈急剧下降，造成涵洞整体破坏，如果水流继续发展，最终可能将路基冲毁。 2）淘空破坏 （l）基底淘空
当水流由自然河床流至涵洞入口时，由于河床底粗糙程度的变化、截水墙等原因，引起水流流速的变化，水流在这些部位周围以强烈的涡流形式冲刷自然河床面泥沙，产生冲刷坑，最终淘空基底而危及涵洞结构的稳定。涵洞的进、出水
口处和容易受到水流直接撞击的部位，由于防护设施和导流设施设计标准低，或者布置不合理，极易造成基底淘空，进而引起涵洞水毁。 （2）台背淘空
台背淘空是指涵洞台背回填部分受到来自河流、边坡坡面水的冲刷作用，造成回填材料流失而引起的结构物暴露、失稳破坏的现象。涵洞由于位置布设不合理或者防护措施不够，进口处翼墙或端墙直接承受洪水迎面冲击，导致台背填土淘空、垮塌，造成翼墙或端墙出现大裂缝或倾斜，危及涵洞安全。另外，涵洞出口段设计长度不足，扩散角太大而引起回流对翼墙淘刷，使得翼墙填土被淘空，导致翼墙倾斜、断裂、冲垮，从而影响涵洞的稳定性。 2、淤积
山区是多泥沙河流，善冲善淤，涵洞淤积现象严重。在自然情况下，河道水流驱使床面泥沙运动，泥沙运动后的床面又影响水流结构，河流总处于不断变化和发展过程中。当涵洞修建后，涵洞位置处产生奎水，该处因断面缩窄、流速增大而产生冲刷，大量泥沙在涵洞及其防护构造物的阻挡作用下，在其周围剧烈涡旋沉淀后形成淤积，从而影响水流的顺畅通过，并对涵洞整体造成威胁。另外，山区降水量大，降雨季节比较集中，洪水来临时，由于洪水流速快，沿途冲刷挟带泥沙或漂浮物能力大，使河床抬高，堵塞涵洞口，使涵洞过水断面减小，涵洞侧面受力过大，导致结构物的破坏，引起涵洞水毁。调查发现，淤积产生的原因主要有涵洞位置处排水不畅，汇水区上游山坡陡峻、河沟纵坡大，河水泥沙含量大等。另外，由洪水引发的滑坡、泥石流等自然灾害破坏力巨大，携带大量泥砂和树枝，堵塞涵洞洞口，水流无法通过，从而将下游路基整体摧毁。淤积造成的涵洞破坏。 3、渗漏
渗漏是山区公路涵洞常见病害之一，如果不加重视，必将影响涵洞的结构稳定性、耐久性、外观质量以及台背路基的稳定性等。
4、水压力过大
山区特殊的地形地貌、气候特征和环境特点使得山区成为暴雨多发区和高值区，暴雨具有强度大、历时短、雨量集中等特点。当洪水来临时，河流水位暴涨暴落，水流速度非常大。水流通过涵洞时，洪水超标，涵洞内的水压力变大，不断的冲击、撞击管壁，引起涵管壁破裂，造成涵洞水毁。另一方面，由于洪水巨大的冲刷、侵蚀作用，涵洞外水压力急剧增大，使得涵管外壁承受巨大的水压力，当超过一定界限，造成涵洞洞身出现较大裂缝，更严重的可以使涵洞洞身断裂，使得涵洞整体破坏。
山区公路涵洞防护措施： 增加涵洞后的铺砌长度，可以减少冲刷坑对涵洞的威胁，减少涵洞破坏的几率。特别是当流量较大时，铺砌越长，对涵洞的防护效果越好，效果越明显。采用较短的铺砌时，出口处水流的流速较大，水流来不及向两侧扩散，水流的流速不均匀，造成局部冲深过大，而采用较长的铺砌时，水流在铺砌段内流速趋向于均匀流，因此垂裙处冲刷深度较为一致，对下游河床的冲刷深度也较小，最大冲刷点也距离垂裙较远，由此可以得到，加长铺砌，可以改变水流的流态和流速的垂直分布，因而减少冲刷深度，但铺砌不宜过长，铺砌过大将大大增加工程的造价。
采用挑坎消能防护的方式，变冲为淤，可以减少水流对垂裙处的直接冲刷深度，特别是挑坎后有一段铺砌时，防护消能的效果也较好。挑坎防护系一种构造
物，来改变水流条件。它是紧靠涵洞加固段的末端变冲为淤的防护方法，通过设置一级、二级、三级挑坎来实现目的。当采用挑坎时，可以改变水流的流态，减小底流的流速，逐步形成面流的流态，并且当在铺砌的末端再加一级挑坎时，可以进一步降低底部的流速，水流的上部流速更加增大，可以减少对垂裙后泥沙的直接冲刷。挑流式消能方式消能率最大，横轴漩流的影响范围及流速值最小，水流流态比较好，防冲效果比较明显，是一种比较好的消能防冲方式。 抛石防护可以起到较好的防护效果，特别是采用较大的砾石、较长的铺砌长度铺砌垂裙后部时，冲刷坑的深度有较大的减少，其原因在于较大的砾石的起动流速较大，其起动需要较大的流速，同时它还可以调整垂直流速分布，使河床冲刷坑平、浅、长，避免底流使冲坑出现陡、深、短的情况；而且有助于水流的平面扩散，不使旁侧回漩，减小河床中部的冲刷坑深度，避免形成左右两个冲刷坑危及边坡的稳定。
涵洞水损的修复：
涵洞裂缝及渗漏的修补方法主要有：①用水泥砂浆或环氧砂浆进行表面处理；②灌浆处理；③开挖回填；④开挖回填与灌浆相结合；⑤表层裂缝处理有表层涂抹法，表层粘补法和喷浆修补法。
涵洞断裂的加固与修复措施：①涵洞地基加固；②涵洞进出口翼墙加固和改造；③补设必要的伸缩缝；④洞身设置沉陷缝；⑤涵洞内衬砌补强处理。
总结：目前国内对于山区公路桥涵的水损情况的经验较少，中、小桥涵的水毁防治应防治结合，以防为主，防范于未然，把水毁隐患消除在设计、施工和日常养护的各个阶段，对山区高速公路桥涵抗水毁技术进行系统研究，合理进行山区高速公路沿线桥涵抗水毁设计，有针对性地采取预防措施，提出涵洞防护与加固的经济合理型式。对山区公路涵洞的规划、抗水灾能力、养护皆具有十分重要的意义。不断积累成功的经验，吸取失败的教训才能切实有效的预防和减少桥涵水损情况的发生，确保公路安全，畅通。
参考文献：
①刘伟.山区公路涵洞水毁机理及其抗水灾能力综合评价的研究[D]. 西安：长安大学.2004.
②沈波，艾翠玲.我国山区公路排水问题及水毁调查分析[J]. 公路交通科技.2006，23（10）：5―10
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