涵管作為重要的地下工程構(gòu)筑物,因其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、施工便捷的特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于多個(gè)工程領(lǐng)域,主要服務(wù)于流體導(dǎo)排、通道構(gòu)建及管線保護(hù)三大功能。其應(yīng)用場景可概括為以下五類:
一、水利工程領(lǐng)域
在河道治理、水庫樞紐等項(xiàng)目中,涵管承擔(dān)著泄洪導(dǎo)流的功能。直徑1.5-3米的混凝土涵管可穿越堤壩實(shí)現(xiàn)水位調(diào)節(jié),避免水體滲透風(fēng)險(xiǎn)。南方多雨地區(qū)的城市防洪工程常采用涵管群構(gòu)建地下排水廊道,如珠江三角洲區(qū)域布設(shè)的復(fù)合式涵管系統(tǒng),單日排水量可達(dá)百萬立方米級(jí)。
二、交通基礎(chǔ)設(shè)施
鐵路、公路工程中,涵洞作為立體交叉的關(guān)鍵構(gòu)件,可保障路基穩(wěn)定及生物遷徙通道。青藏鐵路建設(shè)中創(chuàng)新應(yīng)用耐寒型鋼波紋管涵,在凍土區(qū)域?qū)崿F(xiàn)零擾動(dòng)穿越。城市軌道交通盾構(gòu)隧道施工時(shí),預(yù)制混凝土涵管作為臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu),有效控制地表沉降。
三、市政管網(wǎng)系統(tǒng)
現(xiàn)代化都市的地下管網(wǎng)普遍采用涵管技術(shù)構(gòu)建雨污分流體系。直徑0.6-2.4米的HDPE雙壁波紋管憑借耐腐蝕特性,成為污水輸送主力管材。綜合管廊建設(shè)中,裝配式混凝土涵管模塊化施工技術(shù)大幅提升工程效率,深圳前海地下管廊即采用3.5米×4米矩形涵管構(gòu)建。
四、農(nóng)業(yè)灌溉網(wǎng)絡(luò)
節(jié)水灌溉工程中,U型混凝土涵管構(gòu)成的主干渠系統(tǒng)較明渠減少60%水量蒸發(fā)。西北干旱地區(qū)的滴灌項(xiàng)目,采用PVC涵管構(gòu)建地下輸水網(wǎng)絡(luò),配合智能控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)灌溉。在鹽堿地改良工程中,波紋鋼管涵構(gòu)成的地下排鹽暗管系統(tǒng),可有效降低土壤鹽分。
五、工業(yè)特種應(yīng)用
石化園區(qū)地下管線廊道普遍采用防爆型鋼制涵管,配備智能監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)時(shí)感知?dú)怏w泄漏。站循環(huán)水系統(tǒng)使用預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管(PCCP),其抗?jié)B等級(jí)達(dá)W12,可承受0.8MPa工作壓力。近年新興的微型隧道施工技術(shù),使小口徑涵管開挖敷設(shè)于復(fù)雜地層。
隨著材料科技發(fā)展,玻璃鋼、聚乙烯等新型復(fù)合涵管正逐步替代傳統(tǒng)制品。工程實(shí)踐中需根據(jù)水文地質(zhì)條件、荷載等級(jí)及使用年限等參數(shù),通過有限元分析進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì),確保涵管系統(tǒng)在全壽命周期內(nèi)的功能性及安全性。
