第二章 涵 洞
四、涵洞洞身结构布置
1.进、出口段的形式与构造（平顺水流、减小水头损失、 防止洞口冲刷破坏） （1）锥坡式（一字墙式、端墙式）（图p146） 结构简单、水流条件差，适用于宽浅溪谷或孔径收缩较 大，一般用于小型涵洞。 （2）八字斜降墙式 翼墙扩散角20°— 40°，与端墙式相比，进流条件有 所改善，上游壅水时易封住洞顶。 （3）扭曲面式 （4）跌水式洞口 （5）流线和渐变式
第二章 涵 洞
3.构造 （1）分缝（适应地基不均匀沉降及温度变形）内设止水 缝距10m （≥2-3洞高），构造同坝下涵管 （2）防渗设施（防止洞顶及两侧渗漏）渠涵洞外填筑 0.5-1.0m粘土（洞身外涂沥青层）；排洪涵，根据排洪时 间长短具体情况 （3）洞内净空 无压涵洞，管涵和拱涵净空高度≥1/4洞 高；箱涵≥1/6洞高；净空面积≥1/4涵洞断面的10%-30% （4）洞顶填土（保证洞身较好的工作条件）填土厚度 ≥1m，当为渠下涵或渠道有衬砌时≥0.5m （5）基础 管涵采用砌石或混凝土刚性管座；拱涵、箱单位：m
进口净高 ≤≤3 >3
圆涵 ≥D/4 ≥0.75
拱涵 ≥D/4 ≥0.75
矩形涵洞 ≥D/6 ≥0.5
洞身水面以上的净空面积为洞身横断面面积的0.5/4=0.125， 满足不小于洞身横断面面积10%～30%的要求。 2.长、短洞的判别
无压流短洞的界线长度为 8H84.0532.4(m) 因洞长L=30m<8H，故此洞应为无压流短洞。
的过水流量。（可根据判别的流态直接按相应的流量公 式计算） （2）已知设计流量、进口水深及出口水深，确定洞身断面 尺寸（设计中常见）。 （3）已知设计流量、洞身断面尺寸及出口水深，确定进口 水深（设计中常见）。 （4）渠涵（暗渠）的水力计算。
第二章 涵 洞
无压流短洞孔径计算 例题1 已知某矩形断面涵洞设计流量 Q40m3/s，洞身长 度 L 30m ，纵坡 i 0.002，糙率 n0.014，进口水深
第二章 涵 洞
2.涵洞的流量计算公式 《水工手册 》《水工设计手册 》《水力计算手册》
《灌溉与排水工程设计手册 》 写出无压流涵洞、半压力流涵洞、压力流涵洞（淹没、非 淹没）计算公式（p150） 书上只列出了计算公式，没对设计中常用的算法进行说明。
第二章 涵 洞
3.涵洞的过水能力（孔径）计算类型和计算方法 （1）已知洞身断面尺寸、进口水深及出口水深，确定涵洞
3.洞身宽度计算BσεmQ2gH032
第二章 涵 洞
第二章 涵 洞
第一节 第二节 第三节 第四节
涵洞的水力计算 涵洞的荷载计算 箱涵的结构计算 涵洞进出口挡土建筑物设计
第二章 涵 洞
第一节 涵洞的水力设计（输水、排水）
一、涵洞工程设计规范（p5-6） 二、涵洞工程设计基本资料 三、涵洞的总体布置 四、涵洞的洞身结构布置 五、涵洞的水力设计
1.涵洞类型的选择及孔径确定 2.涵洞布置 3.洞口形式选择 4.涵洞长度计算
第二章 涵 洞
第一节 涵洞的水力设计（输水、排水）
一、涵洞工程设计规范
《水利水电工程等级划分及洪水标准》 《灌溉与排水工程设计规范》 《水工建筑物荷载设计规范》 《公路工程设计标准》（汽车荷载） 《公路桥涵通用设计规范》 《水工钢筋混凝土设计规范》 《水闸设计规范》（地基承载力计算、进出口连接段挡土 建筑物设计） 《公路桥涵地基与基础设计规范》
H 4.05m，出口水深h=3.5m，上游行近流速V=0.7m/s，
试计算确定洞身断面尺寸。 解： 1.流态判别 根据进口水深及出口水深高度，拟定洞身高度为D=4.0m 据H/D=4.05/4=1.012,知H=1.012D<1.2D；同时因下游水深 低于洞顶，可判定其流态为无压流。 水面以上净空高度为D-h=4-3.5=0.5（m）符合净空的要求 。
第二章 涵 洞
二、涵洞工程设计基本资料
1.建筑物的级别。 2.输水涵洞的设计流量及加大流量、进出口水位及设 计水头，渠道水力要素等。 3.排洪涵洞的控制流域面积、雨量资料、河道纵横断 面、河床地质、水文资料等。 4.排涝涵洞的排涝面积、雨量资料、排涝时间、水位 资料等。 5.地形资料 （排水1/5000 ～1/10000）。 6.地质资料 （地基岩性及物理力学指标等）。 7.建筑材料调查（砂料、石料及混凝土骨料的产地、 储量、质量及开采运输条件，以及钢材、水泥、木料 的供应情况）。
第二章 涵 洞
2.洞身段的形式与构造（图p147） （1）管涵（钢砼）：管径0.8m—0.5m，壁厚为内径的1/1 0—1/15，具有较大的填土压力和内水压力，水力条件好。 （2）箱涵：适应地基不均匀沉降，经济高宽比1:1— 1:1.5，壁厚为跨径的1/8 —1/12 双孔顶板厚为跨径的1/9-1/10，侧墙厚为其高度的1/12— 1/13(当跨径大于2m时做成双孔或多孔) （3）盖板涵：适用于铅直荷载较小或跨径不大的无压洞 （4）拱涵：适用于填土较高、泄流大的无压洞 混凝土拱厚≥20cm，砌石拱厚≥30cm，侧墙重力式货轻型 桥台式。
第二章 涵 洞
五、涵洞的水力设计
任务：确定洞身断面尺寸、演算过流能力和洞前水面壅高。 1.涵洞的流态判别 （p148）
流态判别、洞口出流淹没与否判别、短洞与长洞判别 2.涵洞的流量计算公式 3.涵洞的过水能力计算类型和计算方法及孔径计算算例 4.涵洞进口水深与水位流量关系计算 5.渠涵（暗渠）的水力计算 6.涵洞的消能防冲设计
第二章 涵 洞
三、涵洞的总体布置(渠涵、路涵、排洪涵)
1.洞线应尽量选在地质条件好、地基承载力较大的地段， 以免不均匀沉降引起洞身断裂。 2.洞轴线尽量与交叉的路（渠）轴线正交，排洪涵洞尽 量与溪谷方向一致，缩短洞长，使水流顺畅。 3.洞底高程及纵坡 排洪涵：洞底高程等于或接近于溪谷底高程，纵坡等于 或稍陡于天然溪低的底坡，i=1%-3%。 渠涵：通过设计流量时进出口水头损失接近渠系规划给 定的允许值，由水力计算定。 i=1/500-1/1500(通常 设计为无压)