水利工程箱涵工程的应用分析

苏育财

摘要：箱涵因其施工方便、造价低、结构稳定、形式简单等特点，在防洪、排水、交通等方面得到了广泛的应用。本文总结计算了箱涵在工程实际应用中的溢流能力，设计了箱涵的配筋、内力、荷载和尺寸。为箱涵结构可靠性在水利工程中的推广应用和设计提供理论参考。

关键词：箱涵工程;结构设计;优缺点分析;水利工程。

引言：与一般水工建筑物相比，箱涵工程周边环境更为复杂，施工场地位置更为复杂。项目建设不可避免地受到气候、水文等因素的影响。因此，在不同的自然条件下，施工必须严格按照工程规划进行，这些影响因素往往具有难以控制的特点，箱涵工程主体结构为明涵段。暗涵断面、填石、防腐槽、干砌、浆砌、翼墙、消力池等，基坑施工完成后，采取基础结构支护等技术措施。由于其稳定性好、溢流能力强、地基处理简单、承载力高，在实际工程中得到了广泛的应用。

1、箱涵在水利工程中的应用

1.1箱涵过流能力

防汛路面工程主要涉及到干流中下游及干支流的治理。中下游治理长短768米，在其中江河治理长短为768米，新项目宣布执行前，施工单位：设计方案企业和建设单位应保证本工程项目施工图纸预审和施工方案设计方案由施工企业、设计方案企业和建设单位互相配合。由设计方案企业新项目专业技术人员对相关设计方案技术参数和指标进行安全技术交底。并对施工图中的不足进行解决，确保施工企业能按照计划开展工程施工，依据溢流过程中箱涵的压力状况，它可分成有压流和无压流两种。依据管道流量，对箱涵的压力流量开展了剖析，主要研究了工程项目中不设压力流量标准下箱涵的溢流能力，计算方法也有所不同。

1.2箱涵结构设计

一是涵洞尺寸，在工程实践中，考虑到涵洞的主要用途、顶进标准、工程施工环境和水文地质标准，明确隧洞规格。多孔材料是工程项目实际操作中最普遍的管涵方式，具体为矩形框和正方形横截面，为有利于模板支撑，箱涵高宽比一般设定在1.8～3.0M中间。箱涵宽度应科学规范调节，跨距过大，箱涵壁厚过大，影响其合理性;但跨度过小，易产生山体滑坡堵塞状况，箱涵设计总长144m，分成14座箱涵，其中平行线段1座12m长箱涵，平行线段2座十米长箱涵。直线段13座10m长箱涵，直线段14座10.84m长箱涵，结合上述情况及技术要求，本工程箱涵跨度约4.6m，其中3孔净宽4.4m，采用C30海上混凝土，W4防渗等级为119.74m的封装涵段，封装涵段土方开挖采用斜坡支护和LarsenⅣ型钢板桩。

二是箱涵载荷，箱涵按载荷方式可分成不同种类，永久性载荷为自重压力、土压力造成的固定不动载荷。平屋面原材料净重和构造自身重量，可变性载荷关键由机械设备载荷和车辆载荷造成，意外载荷主要包含别的不可抗拒和地震灾害功效造成的载荷，以确保工程项目的安全可靠。针对箱涵，箱涵设计方案应根据不利载荷组成的较大内力。

三是箱涵钢筋计算及内力设计方案，构造预制构件选用1米长箱涵。在没有考虑到弯矩对载荷功效影响的状况下，箱涵内力按以上最不好载荷组合计算，无腋缝的弯矩一般低于有腋缝的弯矩。在这类状况下，为了更好地确保构造的安全可靠，很难设计箱涵，因而，根据对杆顶负弯矩的平行解决，消除了安全风险。曲轴径向端弯矩数值曲轴径向负弯矩。箱涵建筑钢筋按内功组成的最不利方式设计方案，其中断面纵筋可根据计算的轴向力和弯矩确定。截面按剪力值计算，当屋面受弯构件轴向力较小时，可选择屋面受弯构件的配筋设计;如果跨度继续增大，则端弯矩值逐渐增大，从而节省了建筑材料的加固量。

1.3箱涵施工

箱涵基础基坑开挖选用人力基坑开挖和机械设备基坑开挖，基坑开挖前排水管道设备到位，随后沿建筑变形缝基坑开挖。并做好临时性锚杆支护，地基基础后应整平压实，检验承载力，在固定底板和腋角建筑钢筋时，应去量定垫层。制作建筑钢筋布置位置和立模边框线，随后捆扎建筑钢筋。固定时要在室外设定临时性无缝钢管支撑架，避免灌注桩形变，选用连接管支撑架构造，无缝钢管安装间隔不超1米。内支撑点选用横无缝钢管与内膜连接，并且用无缝钢管管箍固定不动，以提升横着内支撑点的可靠性，内膜选用1.5m²模板，表层光洁。模板接口处粘贴止水带，平屋面建筑钢筋按设计规定捆扎，支撑点建筑钢筋焊接可合理避免网格形变，外模选用一般钢膜组装而成。牵引带杆选用Φ16内、外反拉固定不动，无缝钢管支撑点[3]。

一般每十米缝宽20毫米;变形缝应设定300mm宽的沥青板或止水带，轴塞应设定空隙间距，以拧紧橡胶止水带，变形缝应设定20毫米宽的沥青模板或300mm宽的止水带。在现浇混凝土工程施工、建筑钢筋、模板等处，立膜帽应设置间距模板。止水带等预埋件应按箱涵结构特性及设计图纸规定的浇筑方法分块，箱涵混凝土浇筑过程中应连续施工，不得有间断。尤其是底板混凝土浇筑时，应严苛依照混凝土浇筑程序流程进行，施工队伍应进到混凝土中振捣力度，以确保升高速率匀称，立即清除气泡。箱涵混凝土强度应进行试验。箱涵顶板混凝土达到设计强度的75%后，方可回填和拆除箱涵。回填质量合格的土方箱涵涵体两侧应同时回填并对称水平分层压实。只有当箱涵顶层回填厚度超过1m时，才可使用压路机进行压实。

本工程基础开挖采用机械设备与人工相结合的方法。开挖前应做好排水设施。设置变形缝时，应采用临时性支撑点对策。随后进行基坑和夯實，以检验承载能力情况，依据斗山300挖机基坑开挖方法，基坑开挖方法为从一端到另一端。随后用自卸货车选离路面，留50m厚人力清除，护坡基坑开挖坡比1：1.5，预留施工面宽度50cm，达到设计沟槽标高后，通知监理人及时进行沟槽检查，按设计要求检查基底轴线、位置、尺寸，检查合格后进行下道施工垫层铺设，底模采用单支模板成型。土墙选用短厚钢板压下葬中作为结构加固对策，间隔50cm，变形缝同一横截面的立模帽选用独立模板结构加固橡胶止水带法解决。箱涵现浇板方式见图1。

目前，箱涵工程应用越来越广泛，因洪水而采取的辅助措施也越来越方便可靠。实践表明，双孔涵洞具有良好的力学性能，可广泛应用于各种地质条件下。通过对比分析计算了影响双孔涵洞结构稳定性的关键因素，并对双孔涵洞的稳定性进行了分析和试验，同时结合工程实际应用，对双孔涵洞的稳定性进行了分析和试验。箱涵顶板最大厚度400mm，总工程施工载荷18.5kN/m²，本工程项目模板工程系统总工程施工载荷超过15kN/m2。针对每一个超出相应经营规模的分项工程，应编制大中型模板安全性重点工程施工方案，并组织方案论证和审查。

1.4箱涵清淤工程

用于排水沟、堤防等水利工程时，地下河流和排水沟的作用相似，应设置出入口，以便于泥沙的排放。针对车辆运输没法根据且截面较小的建筑物，选用人力疏通，依据箱涵长短的不一样挑选有效的入场方法，针对200m下列的箱涵，两边均设定箱涵;针对超过200m的箱涵，为便捷疏通人员出入，每200m设定一个进出口部位。疏通设备根据维修井运到路面，对于可由车辆运输的构筑物，200m以下为两端进水口。200m以上构筑物每隔200m设置一个进出口通道，保证河道有效疏浚。在对大型箱涵进行车辆疏浚时，还应考虑车辆掉头所需的空间。在堤坝和沟渠上使用的箱涵将形成地下河流。箱涵构造中设定检修口，以便于排沙，箱涵规格不可以达到驾驶要求时，只有选用人力疏通。当箱涵长短低于200m时，疏通工作人员需从箱涵两边进入。当管涵长短超过200m时，每过200m设定一个出水口，便于疏通工作人员最后根据维修井将疏通物迁移至路面。当箱涵长短低于200m时，可从箱涵两边进到箱涵，当长短超过200m时，应在箱涵两边设定，每200m设定一个出入口，便于疏通。此外，当车辆清除大型箱涵淤积物时，应充分考虑车辆转弯的需要，采用双孔或多孔箱涵，拆除中间墩，详见图1。

2、箱涵优缺点分析

其优势是，与后盖板构造两边基本上固定不动的管涵构造对比，基础安装面可扩宽，对基础承载能力规定相对性较低。箱涵承载能力强，构造规格小，与此同时做到车子淤泥处理的目的，更充足地运用土壤资源。缺陷是选用箱涵构造。当主汛期超出水灾规范时，非常容易产生箱涵构造不能排出来不必要的水，导致过流。这增加了人员伤亡的可能性。如果箱涵入口被碎屑堵塞，箱涵的泄洪功能不能正常发挥，不能在进水口较陡的山区河流中使用，对于较长的箱涵结构，应设置疏浚渠道。但由于斷面尺寸有限，无法找到满足机械设备要求的作用点，如果长时间不疏浚箱涵结构，很容易产生有害的沼气，造成安全事故。

结束语

总的来说，在小排水工程设计方案中，关键选用箱涵设计方案，设计方案中应考虑到特大洪水的辅助对策。并对箱涵进出口和检修孔的沉积开展有效设计方案，具体运用说明，单孔隧洞承受力稳步增长，适用各种各样地质环境标准。根据实验测算和不一样载荷下的比照，能够定性分析影响单孔隧洞构造特性的关键要素对构造可靠性的影响。

参考文献：

[1]李铁刚.箱涵在小型水利工程中的应用探讨[J].黑龙江水利科技，2018，46（02）：150-151，223.

[2]张伟立.箱涵端部斜交段的内力计算与结构设计[J].结构工程师，2016，32（04）：29-34.

[3]林治鑫，吴有坤.箱涵在小型水利工程中的应用[J].水利建设与管理，2015，35（06）：5-7，4.

[4]陈宇明.浅谈双孔箱涵在城市内河整治工程中的应用[J].陕西水利，2012（06）：55-57.