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第十九章涵洞的类型与构造第一节涵洞的分类一、涵洞的分类按建筑材料分类、按构造形式分类、按洞顶填土情况分类、按水力性质分类（一）按建筑材料分类1、石涵分类:石盖板涵和石拱涵特点：造价、养护费用低、节省钢材和水泥。
适用条件：产石地区、产石资源丰富地区。
2、混凝土涵分类：现场浇筑、预制成拱涵、圆管涵和小跨径。
特点：节省钢材、易于预制.适用条件：产石非丰富地区、跨径较小的涵洞。
3。
钢筋混凝土涵分类：管涵、盖板涵、拱涵和箱涵。
特点:涵身坚固、经久耐用、养护费用少，便于运输安装，用钢量少。
适用条件:产石非丰富地区,跨径较大的涵洞。
4.砖涵分类：砖拱涵特点：取材容易、强度低。
适用条件：非水流含碱量大或冰冻地区。
5.其他材材料涵洞分类;陶瓷管涵、铸铁管涵、波纹管涵、石灰三合土拱涵.(二)按构造形式分类1、管涵特点：造价低、不需墩台、圬工数量少。
2、盖板涵特点：构造简单、易于维修。
适用条件：低路基上修建3、拱涵特点：承载能力大、砌筑容易。
适用条件：跨越深沟、高路堤.4、箱涵特点:整体性强、用钢量多、造价高、施工困难。
（三）按洞顶填土情况分类1、明涵特点：洞顶不填土适用条件:低路堤或沟渠2、暗涵特点：洞顶填土大于50cm适用条件：高路堤、深沟渠。
（四）按水力性能分类1、无压力式涵洞特点：进口水流深度小于洞口高度，水流流径全涵保持自由水面。
2、半压力式涵洞特点：进口水流深度大于洞口高度，水流仅在进口处充满洞口，在涵洞其面。
3、有压力式涵洞特点；涵前壅水较高，全涵内充满水,无自由水。
4、倒虹吸管特点：路线两侧水深都大于涵洞进出水口高度，进出水口设置竖井，水流身.要求：涵洞宜设计成无压力式的【重点】涵洞的分类和适用条件？【注意】分类与相应的适用条件?【课堂作业】涵洞的分类和适用条件有哪些？第二节洞身和洞口构造一、涵洞的组成和要求1、涵洞的组成:由洞身和洞口建筑组成的排水构造物。
2、要求：有满足计流量的、坚固和稳定，洞口建筑物与洞身和路基边坡衔接要良好。
涵洞及涵洞的施工工艺涵洞是一种重要的交通设施，在道路、铁路和水利工程中广泛应用。
涵洞的主要作用是克服地形限制，使道路或铁路能够顺利通过，同时还能够有效地排除降水，确保道路或铁路的安全通行。
本文将介绍涵洞的定义、类型及其施工工艺。
一、涵洞的定义涵洞是指为了穿越路基下的自然或人工水流而设计和修建的通道。
涵洞一般由边坡、顶板、进水口、排水设施等组成。
涵洞通常分为封闭式的管涵和半封闭式的拱涵两种类型。
1. 管涵管涵是一种由管道构成的涵洞形式。
常见的管涵材料有铸铁管、钢管、混凝土管等。
管涵的施工工艺相对较简单，包括开挖基坑、安装管道、回填、修整等步骤。
2. 拱涵拱涵是一种由拱形结构构成的涵洞形式。
拱涵可以根据形状分为圆形拱涵、椭圆形拱涵、马蹄形拱涵等。
拱涵的施工工艺相对复杂，包括地基处理、拱体施工、填土回填、防水处理等步骤。
二、涵洞的施工工艺1. 前期准备工作涵洞施工前需要进行充分的前期准备工作。
首先是制定施工方案，包括设计方案、施工组织方案等。
其次是对施工现场进行勘察和测量，确定施工的地理条件和地形状况。
最后是准备施工所需的材料、设备和人力资源。
2. 地基处理涵洞的地基处理是确保涵洞稳定性的重要环节。
首先需要对施工现场进行地质勘察，确定地基的性质和稳定状态。
然后根据地基的情况采取相应的处理措施，如加固地基、排水处理等。
3. 结构施工涵洞的结构施工是涵洞施工的核心环节。
对于管涵的施工，需要先开挖基坑，然后将管道安装到基坑中，最后进行回填和修整。
对于拱涵的施工，需要先进行拱体的浇筑，然后进行填土回填和防水处理。
4. 排水设施安装涵洞的排水设施安装是为了保证涵洞内的水流畅通。
通常包括进水口、出水口、排水管道等。
排水设施的安装需要根据设计要求进行施工，确保水流能够顺利通过涵洞。
5. 环境保护涵洞施工过程中需要注重环境保护。
施工现场应采取适当的防尘、防噪声措施，控制施工活动对周围环境的影响。
施工过程中产生的废弃物和污水应按照相关法规进行处理和处置。
涵洞的类型、计算、施工涵洞是一种特殊的桥梁结构，通常用于在道路、铁路或河流下方的交通道路中。
与其他桥梁结构不同，涵洞是一种长达几十米的管道或隧道，主要用于过河、过桥、过路等。
涵洞的设计、计算和施工具有一定的难度，需要采用专业的设计和施工工艺。
本文将从涵洞的类型、计算和施工三个方面阐述涵洞的设计和施工。
一、涵洞的类型涵洞的类型有很多，根据不同的设计和施工要求，可分为以下几种类型：1.钢筋混凝土涵洞钢筋混凝土涵洞是目前比较常见的一种，主要由混凝土和钢筋构成，具有较高的坚固性和耐久性，在抗洪抗压等方面具有一定的优势。
2.管状涵洞管状涵洞主要由管材组成，通常用于河流、湖泊等水域之下，其结构相对简单，施工方便，可大大降低工程成本。
3.土工织物涵洞土工织物涵洞采用土工布和土工格栅等材料制成，具有轻便、耐用、抗洪等特点，同时具有良好的透水性，能有效降低安装难度。
二、涵洞的计算涵洞的计算是涵洞设计的重要步骤，涉及到涵洞的结构和安全性，必须根据设计要求认真计算。
涵洞计算需要考虑的主要因素有以下几个方面：1.水文条件涵洞的水文条件是计算涵洞设计的重要数据，需要考虑的包括洪水过程、流量损失、涵洞闸型等要素，以保证涵洞的稳定性和安全性。
2.岩土参数涵洞的岩土参数也是涵洞计算的重要考虑因素，主要包括土壤类型、堆积物的配合比、土壤的弹性模量、抗剪强度等等，以保证涵洞的结构和安全。
3.涵洞截面尺寸涵洞截面尺寸直接关系到涵洞的几何形状和尺寸的大小，需要在保证涵洞结构稳定的前提下，设计合理的涵洞截面。
三、涵洞的施工涵洞的施工虽然难度较大，但可以通过科学的施工方法，提高施工效率和施工质量。
涵洞施工需要注意以下几个方面：1.施工环境涵洞施工的环境要求高，施工场地必须满足施工要求，同时需要有良好的通风、排水、光照等环境条件，以保证施工效果。
2.施工技术涵洞施工需要采用科学、先进的施工技术，包括新材料、新工艺、新设备等综合施工技术手段，以保证施工质量。
涵洞的分类及土建计量知识点讲解涵洞是一种用来穿越河、渠、路隧道的建筑结构，具有一定的土建计量知识点，不同类型的涵洞根据其结构、形式、应用范围等方面可分为不同的分类。
本文将对涵洞的分类以及土建计量知识点进行讲解。
一、涵洞的分类1.按结构形式分类依据涵洞的结构形式，可将涵洞分为几何涵洞和拱形涵洞两种类型。
几何涵洞主要通过非承载结构来实现支撑和泄洪的效果，是建筑结构中最简单的一种；拱形涵洞则是利用弧形承载结构来承载地面荷载和向下施加的压力，结构稳定性高，适用于穿越较大跨度的道路和水渠。
2.按穿越对象分类按照涵洞的穿越对象可以分为道路涵洞和水渠涵洞两种类型。
道路涵洞主要用于通过山区、高速公路等自然障碍，使道路贯穿其中；水渠涵洞则是穿越河道、沟渠、排涝渠等，它的主要功效在于提高了水流经过的效率，避免了水渠中断。
3.按工程用途分类按照涵洞的工程用途，可以分为排水涵洞和通风涵洞两种类型。
排水涵洞主要用于疏通雨水，避免因雨水过多而导致的水土流失和交通安全问题；通风涵洞则主要用于排放道路、铁路等车辆产生的尾气、烟尘等污染物。
二、涵洞的土建计量知识点讲解1.混凝土砼量的测算涵洞的结构建造一般都是以钢筋混凝土为主，这就需要在建造的过程中进行混凝土砼量的测算。
测算时需要考虑到涵洞的尺寸大小、设计强度等因素，以确定建筑结构所需的混凝土用量。
2.土方工程量的计算涵洞工程建设中还需要进行土方工程量的计算，这主要是为了计算出涵洞周围的填挖深度和土的运输量，以便于更好地构建建筑结构。
3.砌体工程量的计算在涵洞的建设过程中，还需要砌体工程量的计算，这主要是为了计算出所需砖头或水泥等材料的用量和使用时间，以便于更好地实现涵洞的建设。
4.钢筋用量的计算涵洞的建设必然需要使用大量的钢筋材料，因此在建造涵洞的过程中，需要计算出所需钢筋用量，以方便进行钢筋的采购和使用。
总之，对于涵洞建设工程来说，涵盖了混凝土砼量、土方工程量、砌体工程量和钢筋用量等多种土建计量知识点，必须做好合理的规划和计算，才能确保涵洞的结构稳定，并达到预期效果。
涵洞施工涵洞作为公路组成的重要部分之一，在排水结构上有着不可替代的地位。
而涵洞的施工方法、洞口施工形式以及地基的基础选择，很多都取决于施工现场的环境条件限制。
1概述图：常见涵洞示例一般来说，涵洞普遍具有如下特点：(1)满足排泄洪水能力，保证在50年一遇洪水的情况下，顺利快捷地排泄洪水。
(2)具有足够的整体强度和稳定性，保证在设计荷载的作用下，构件不产生位移和变形。
(3)具有较高的可靠性和耐久性，保证在自然环境中，长期完好，不发生破损。
1.1 涵洞分类与构造涵洞大致可以分为三个部分：基础、洞口、洞身。
其中洞口又可分为端墙、翼墙、截水墙、缘石，主要作用是保证涵洞基础和两侧路基免受冲刷，使水流顺流顺畅。
洞身则是分为圆管涵、盖板涵、拱涵、箱涵，作用是承受活载和土压力。
1.1.1 圆管涵圆管涵主要由管身、基础、接缝及防水层组成。
图：圆管涵示例1）管身：作为管涵的主要组成部分，管身通常由钢筋混凝土制作而成。
管身多采用预制安装的方式，其预制长度通常有0.5m和1.0m 两类；管径有0.50m、0.75m、1.00m、1.25m、1.50m、2.00m六种。
管身的壁厚随管径大小和填土高度而异。
2）基础：根据地基的强度的不同分为：混凝土或浆砌片石基础、垫层基础等几种类型。
3）圆管涵的接口构造及防水层。
1.1.2 盖板涵盖板涵主要由盖板、涵台、基础、洞身铺底、沉降缝及防水层等部分组成。
图：盖板涵示例1）盖板：盖板是涵洞的承重结构部分，可分为石盖板或钢筋混凝土盖板。
跨径在2m以下，并且石料丰富时，可采用石盖板。
当跨径大于2m或在石料贫乏地区时，宜采用钢筋混凝土盖板。
2）涵台、基础及洞身铺底：这些部位多采用浆砌块、片石构成，砂浆强度等级可为M2.5或M5.0。
一般情况下，基础厚度60cm，铺底厚度30cm。
3）沉降缝：一般沿洞身方向每隔3～6m设置一道沉降缝，具体位置需结合地质的变化情况及路堤的高度而定；同时在涵洞与急流槽、端墙、翼墙等结构分段处也应设置沉降缝，以免洞口的沉降影响洞身。
涵洞第一节涵洞类型及构造涵洞是为宣泄地面水流而设置的横穿路基的排水构造物，由洞身和洞口建筑两部分组成，如图5—l。
图5—l 涵洞的组成a)洞口b)洞身一．涵洞的分类（一）按建筑材料分1．石涵2．混凝土涵3．钢筋混凝土涵（二）按构造型式分1．圆管涵2．板涵3．拱涵4．箱涵（三）按洞顶填土的情况分明涵是指洞顶不填土或填土小于50cm的涵洞，适用于低路堤、浅沟渠；暗涵是指洞顶填土大于50厘米的涵洞，适用于高路堤、深沟渠。
（四）按水力性能分1．无压力式涵洞入口处水深小于洞口高度，有自由水面。
2．半压力式涵洞入口处水深大于洞口高度，水流仅在进水口处充满洞口，其它部分均具有自由水面。
3．压力式涵洞入口处水深大于洞口高度，在涵洞全长的范围内都充满水流，无自由水面。
4．倒虹吸管涵二、涵洞的构造（一）洞身构造1．圆管涵1)管身是管涵的主体部分，多采用钢筋混凝土预制安装，圆管涵洞身由分段的圆管节和支撑管节的基础垫层组成，见图5-2。
图5-2 圆管涵洞身①混凝土或浆砌片石基础如（图5-4a），一般用于土质较软弱的地基上。
②垫层基础在砂砾、卵石、碎石及密实均匀的粘土或砂土地基上，可做垫层基础，如图5—2。
③混凝土平整层在岩石地基上，可不作基础，在圆管下铺一层混凝土，其厚度一般为5cm，如图5-4 b)图5—4 圆管涵基础(尺寸单位：cm)a)软弱地基；b)混凝土平整面3）接缝及防水层圆管涵多采用预制拼装施工，为防圆管接头漏水，应作接缝处防水处理，其形式如下：①平口接头缝a．如图5-5a)，b．如图5-5b)，c．如图5—5c)，图5—5 平口接头缝②企口接头缝企口接头缝亦有三种形式，如图5—6。
图5—6 企口接头缝2．盖板涵洞身由盖板、涵台（墩）、基础、洞底铺砌、伸缩缝及防水层等部分组成（如图5-7）。
图5-7 盖板涵各组成部分1) 盖板盖板是涵洞的承重结构部分，其厚度一般为15cm～40cm。
做盖板石料强度等级应在40号以上。
当跨径大或在无石料地区时，宜采用钢筋混凝土盖板，其厚度为15cm～30cm，跨径为1.50m、2.0m、2.5m、3.0m、4.0m、5.00m。
2）涵台（墩）、基础及洞身铺底一般用浆砌块、片石构成，也可采用现浇片石混凝土。
砂浆强度等级为M2. 5或M5。
①涵台（墩）下部用砂浆与基础结成整体（图5-8a）。
钢混盖板涵的上部做成台（墩）帽（图5-8b）。
图5-8 盖板涵涵台（墩）②基础及洞身铺底涵台（墩）基础可随地基土不同而采用整体式或分离式。
基础厚度一般为60cm。
③沉降缝及防水层3．拱涵拱涵各部分构造如图5—9，主要由拱圈、护拱、拱上侧墙、涵台、基础、铺底、沉降缝、防水及排水设施等部分组成。
图5-9 石拱涵各组成部分1）拱圈拱圈是拱涵的承重结构部分，常采用等厚的圆弧拱。
2)涵台(墩)涵台(墩)是支撑拱圈并传递荷载至地基的圬工构造物。
3)护拱其作用主要用于保护拱圈，防止荷载冲击。
护拱高度一般为矢高之半。
4)拱上侧墙、铺底多用M5或M2.5砂浆砌片石构成。
流水以下部分用M5砂浆。
5)防排水设施及沉降缝图5—10 石拱涵排水设施(尺寸单位：cm)4．箱涵箱涵为整体闭合式钢筋混凝土框架结构，具有良好的整体性和抗震性能。
仅在软土基上采用。
箱涵构造及组成如图5—11。
由钢筋混凝土涵身、翼墙、基础、变形缝部分组成。
图5-11 钢筋混凝土箱涵各组成部分1）涵身由钢筋混凝土组成，洞身断面一般为长方形或正方形。
箱涵壁厚一般为220 mm～350 mm，箱涵内壁面四个折角处往往做成45°的斜面，以便于施工脱模，其尺寸为5cm× 5cm。
2）翼墙壁厚一般为300 mm～400 mm。
翼墙主要用于洞身与进出口锥坡的连接，支挡路基填土。
当采用八字墙洞口时，可不作翼墙。
3）基础箱涵基础一般为双层结构。
上层为混凝土结构，厚100 mm，下层为砂砾石垫层，厚度为400 mm～700 mm。
变形缝设在洞身中部，同基础变形缝设置一道。
用40 mm× 60 mm的槽口设于顶、底板的上面和侧墙的外面。
过水不设油毛毡，填塞沥青麻絮再灌热沥青。
（二）洞口建筑洞口是洞身、路基、河道三者的连接构造物。
洞口建筑由进水口、出水口和沟床加固三部分组成。
洞口的作用是：一方面使涵洞与河道顺接，使水流进出顺畅；另一方面确保路基边坡稳定，使之免受水流冲刷。
一般需要对涵洞洞身底面及进出口底面进行加固铺砌。
涵洞洞口类型很多，其中八字式、端墙式、跌水井是常用的形式。
1．八字式洞口1）正八字式洞口⑴涵洞与路线正交八字翼墙布置成对称的正翼墙，即沿洞口外张相同的角，此时角等于水流出入洞口的扩散角，一般角做成30°，也可为0。
八字式洞口由八字墙构成，如图5—12。
图5-12 八字式洞口有时为缩短翼墙长度，减少墙身圬工数量并使涵洞与沟槽顺接，可将翼墙末端做成矮墙的潜入式八字墙，如图5—13。
图5-13 潜入式八字翼墙a）接小锥坡b）接水渠当β＝0°时，八字墙墙身与公路中线垂直，叫直墙式洞口，如图5—14。
适用需集纳和扩散水流或仅疏通两侧农田灌溉的情况。
直墙式洞口翼墙短且洞口铺砌少，较经济。
图5—14 直墙式洞口2．斜八字墙洞口当涵洞轴线与路线走向斜交时，可以按以下两种型式布置八字翼墙：1）洞口帽石方向与路线方向平行，即斜做洞口，如图5-15示。
θ角为水流扩散角，角为涵轴线方向的垂线与路中线夹角(即涵洞斜度)。
故。
不超过60°最经济。
如图5-15 在反翼墙情况下，,当＝0°，翼墙工程数量最小，最经济。
5-15 斜交斜做洞口2)正做洞口一般采用正翼墙，较长翼墙叫大翼墙，较短叫小翼墙。
端墙和帽石可做成台阶式或斜坡式两种。
如图5—16。
大翼墙的角愈小愈经济；小翼墙的＝时最为经济。
图5—16 斜交正做洞口图5—17 正做洞口2．端墙式洞口在涵台两端修一垂直于台身并与台身同高的矮墙叫端墙(又叫一字墙)。
图中a)、b)在沟床稳定、土质坚实情况下采用。
c)用于洞口有人工渠道或不受冲刷影响的岩石河沟上。
改善水力条件可在c)沟底设置小锥坡构成。
d)、e)仅在洞口路基边坡设直立式挡墙才采用。
图5-18 端墙式洞口端墙配锥形护坡洞口是最常用的一种洞口。
如图5—19。
其端墙亦可做成斜坡式或台阶式。
图5-19 端墙式斜洞口3．跌水井洞口当天然河沟纵坡度大于50％或路基纵断面设计不能满足涵洞建筑高度要求、涵洞进口开挖大以及天然沟槽与洞口高差较大时，为使沟槽或路基边沟与涵洞进口连接，常采用跌水井洞口形式。
其形式可有边沟跌水井洞口与一字墙跌水井洞口两种，如图5—20、5—21前者主要适用于内侧有挖方边沟涵洞的进水口，后者适用于一般陡坡沟槽跌水。
图5—20 边沟跌水井洞口图5—21 一字墙跌水洞口4．扭坡式洞口如图5—22。
图5-22 扭坡式洞口5．平头式(领圈式)洞口如图5—23，常用于钢筋混凝土管涵，因需制作特殊的洞口管节模板，很少用。
6．走廊式洞口如图5—24。
这种洞口施工较复杂，目前较少采用。
图5—23平头式洞口图5—24走廊式洞口第二节涵洞的设计与计算一．涵洞设计（一）涵洞的勘测步骤涵洞勘测的目的，在于收集和初步整理出涵洞设计所需的外业资料。
1．外业测量1）勘测前的准备工作2）现场测量⑴确定涵洞的位置⑵河沟纵断面测量⑶测绘涵位地形图⑷地质勘探⑷外业核对（二）涵洞设计1．涵洞的平面布置涵洞位置一般应服从路线走向，只有遇到大洼深沟或与路线斜交夹角太小，工程量过大或施工困难时，在不降低路线标准的前提下局部调整路线，使之从较好的涵位通过。
1）涵洞应布置在地质条件良好，地基稳定的地段。
2）涵洞位置和方向的布设，应尽量与水流方向一致，以使水流顺畅。
3）山区河沟的涵洞布设⑴尽量保持河沟水流的天然状态，一般应一沟一涵，在条件允许的情况下可改沟合并；⑵设置截水沟的地段，在截水沟排水出口处应设置涵洞（图5-25）。
图5-25 截水沟急流槽处设涵洞4）平原区河沟的涵洞布设⑴平原区应根据农业灌溉所需天然河沟和人工渠道位置按天然排洪系统设置涵洞，⑵路线通过较长的低洼地带及泥沼地带时，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，以防止排水不畅及较长期的积水。
2．涵洞的立面布置1）平坦地段的一般形式如图5-26 ，在天然沟床纵坡较小且涵长较短时采用。
按水流临界坡度(一般为1％～5％)设置涵底纵坡，并在进口做适当的开挖。
5-26平坦地段洞身布置2）斜坡布置形式当天然沟床纵坡大于5％～10％时，常采用斜坡布置形式。
常见布置形式如下：⑴洞身不变仍作一般布置形式，在进水口作跌水井或急流槽。
如图5-27。
图5-27 斜坡地段洞身布置a) 跌水井进口；b) 急流槽进口⑵设置填方涵洞。
如图5-28。
斜坡坡度一般为1：0.75～1：1．5。
图5-28 填方涵洞⑶当为非岩石河沟纵坡在10％以下，岩石河沟纵坡在30％以下时，可采用斜置式斜坡涵，如图5—29，并可结合实际情况采用齿状基础、扶壁式基础及台阶形基础等形式。
图5-29 斜置式斜坡涵a)齿状基础；b)扶壁式基础，c)台阶形基础⑷当非岩石河沟纵坡大于10％，岩石河沟纵坡大于30％时，可采用平置式斜坡涵(又叫阶梯式)，如图5—30。
图5—30 平置式斜坡涵3．涵洞孔径的确定1）计算方法确定涵洞孔径⑴涵洞孔径一般是通过调查访问，根据河沟断面形态采用流量－孔径计算法计算。
⑵涵洞的涵前水深可以低于涵洞净高或高于涵洞净高，按照涵前水深是否淹没洞口以及进水口建筑形式，涵洞可分为压力式、半压力式、无压力式（本章介绍）三种水力图式。
各类定型涵洞孔径计算的简化公式：①盖板涵及箱涵(5-2)(5-3)②石拱涵(5-4)(5-5)③圆管涵(5-6)(5-7)式中：—设计流量(m3/s)—涵前水深（m），如图5-31所示，根据水面降落曲线近似地按下式计算：(5-8)—洞口处水流深度（m），按洞口最小净高控制；(5-9)—进水口处壅水降落曲线水深计算系数，通常采用=0.87；—涵洞净空高度（m），计算时可先初步拟定；—进水口涵洞净空高度（m），净空高度规定见表5-3—涵洞净宽，即净跨径。
无压力式涵洞顶点至最高流水面的净高表5-3 涵洞类型圆管涵拱涵矩形涵进口净高（或内径）h（m）≤3≥h/4≥h/4≥h/6＞3≥0.5m≥0.75m≥0.5m2）确定涵洞孔径的经验方法⑴估算法①对于有明显河槽、河岸稳定、无冲刷现象的河沟，可以按以下三种情况估定孔径：a．洪水不溢槽，水深小于0.5m的，以水面宽度的一半来估定；b．洪水不溢槽，水深超过0.5m的，以水面宽度与沟底宽度之和的一半来估定；c．洪水溢槽的，采用沟顶宽度，再考虑溢槽水深和泛滥宽度，酌情加大孔径；②对于冲刷痕迹显著的河床最好在上、下游选择比较稳定的河段，参照以上方法估定孔径。
