钢波纹管涵施工的质量控制

陈 罡

（江西省交通工程质量监督站 南昌 330008）

九绕高速A5合同段K26＋116涵洞位于星子北互通一处高填方路段，与线路夹角90°，孔径1～4.0 m，涵洞长145 m，处于软土地基地段。涵身采用钢波纹管Q235热扎钢板压制成型，为防止波纹管涵锈蚀，波纹管节出厂前对内外表面进行了热浸镀锌处理，镀锌层厚度≥63μm，平均镀锌层厚度84μm。洞口侧墙基础、八字墙基础、洞口侧墙身、八字墙墙身采用C20混凝土浇筑成型。钢波纹管径大于2 m时为便于运输，将波纹管划分成若干片，运至现场后用螺栓拼接而成。

1 钢波纹管选用原则

钢波纹管涵的选用必须遵循适用、安全、经济的原则，在满足功能需求基础上充分发挥钢波纹管结构的力学性能优势。设计中除应充分考虑工程项目的基本特征，包括公路等级、地形地貌、不良地质状况、路基修筑等方面之外，还应考虑下列因素：施工条件、便利性、养护条件、二次防腐［1］。其次，下列地段可以优先考虑钢波纹管涵洞，如：①不良岩土地基的涵洞，包括多年冻土、膨胀土、软土、湿陷性黄土等；②人力资源缺乏或高危险、高原缺氧地区等工程；③砂石资源缺乏地区，水泥、钢材等运距较远的边远地区；④为加快施工进度，达到快速通车目的的应急抢险、救灾等工程。

2 各种土质地基处理方法

（1）优质土地基。未经筛分的砂、碎石、砂砾土以及砂质土都是比较理想的地基材料，但需清除10 c m以上的石块等硬物。

（2）普通地基。普通地基，一般需设一定厚度的基础。但若将涵管地基槽原状土经严格夯实（其夯实度到重型击实密实度的90%以上）以后，也可直接将波纹管置于地基上。

（3）岩石地基。除设计要求有规定之外，波纹管不能直接置于岩石或混凝土基床上，因过于刚性的支承，不但会降低管壁本身所具有的良好柔性，而且还会减小涵管的承载能力。因此，对岩石地基应挖掉一部分软岩，换填上一层优质土，并认真夯实。开挖软岩沟槽，不能使用烈性炸药和放深孔炮，以避免将过多的外层炸松散。岩石风化层地基不能作为基础，需换填3倍直径宽度的填土。

（4）软土地基。当涵管处于软土地基上时，根据软基厚度对软土路基进行处理。①当软基厚度小于2 m时，采用碎石进行换填；②软基厚度大于2 m小于5 m时，采用清淤抛石处理方法；③大于5 m时，采用CFG基桩处理，然后在其上填一层大于50 c m厚的优质砂砾垫层，并夯实紧密。

（5）喀斯特地形地基。当涵管处于喀斯特地形时，采用特殊处理，增加地基整体性，使其沉降一致，一般换填100 c m砂砾或碎石，分层密实，地基表面向下50 c m及100 c m位置设2道双向土工格栅，长度与涵洞通长。

3 施工工艺

（1）施工放样。根据设计文件对涵洞的轴线、高程进行现场实地放样，复核原地面与设计是否相符。若不符，进行工程变更；若相符，按施工方案确定涵洞基坑的开挖边线，进行现场技术交底。

（2）挖基。基础开挖有设计要求时，按照设计要求开挖地基；没有设计要求时，基础垫层厚和开槽宽度可参照厂家提供的参考表进行基础开挖，见表1。为了便于机械碾压，采用基础标准宽度。

表1 钢波纹管涵基础宽度参考表

基坑开挖应按要求进行，当基底土为淤泥等不良土层时，应换填处理。应避免超挖，如超挖，应将松动部分清除。基础挖至标高的土质基坑不得长期暴露、扰动或浸泡，并应及时检查基坑尺寸、高程、基底承载力。符合要求后，应立即进行基础施工。

（3）施工工艺流程［2］。放样→基坑开挖→垫层施工→垫层验收→管节安装→安装验收→洞口工程→涵背回填→结束。

4 质量控制

（1）基础垫层施工。基坑开挖成型经验收合格后，便可进行基础垫层施工，垫层材料可采用级配碎石或砂砾填筑。在进行底层施工时，要确保垫层的密实度符合设计要求。若设计有预拱度时，要进行预拱度设置。

（2）预拱度设置。埋设于一般土质地基上的波纹管经过一段时间后，常会产生一定的下沉，而且往往是管道中部大于两端。因此，铺设于路堤下的波纹管的管身要设置预留拱度。其大小根据地基土可能出现的下沉量、涵底纵坡和填土高度等因素综合考虑，通常可为涵管长的0.2%～1%，见图1。

图1 预拱度设置示意图

（3）管身安装。管节安装前准备工作：放出管涵轴线，打好中边桩，在涵管中轴线和基础范围边缘撒上白色灰线，测出基坑地面高程，对垫层进行质量验收，检查涵管底部平整度、标高及基础预拱度的设置，验收合格后，即可确定涵管的位置、中心轴线、中心及标高。准备工作完成后进入管节安装环节。

（4）管节拼装、连接。①施工安装时应在波纹管内外壁涂刷沥青涂层，以提高波纹管的抗腐蚀性能；②定出第一节波纹管的准确位置，以此为起点向两侧拼装延伸，至涵管进出口端；也可从涵洞的一端向另一端进行拼装，直到管节拼装完毕；③拼装环形圈由下向上顺次拼装；搭接部分上片波纹管覆盖下片波纹管，沿圆周从两侧对称连接，相邻2片管节纵缝上下交替；④每节拼装成型后，应测定截面形状，达到标准再继续拼装，未达到标准应及时调整，采用定位拉杆固定，调整预紧螺栓，以达到设计的形状；⑤涵管拼装全部完成后，用定扭气动扳手紧固所有螺栓，紧固后底螺栓用红漆标识；⑥为保证达到螺栓扭力矩的要求值，在回填之前随机抽取涵身纵向接缝处2%的螺栓，用顶扭扳手进行抽检实验。如任一螺栓扭力矩值达不到规定值，则应抽检纵向和环向接缝所有螺栓的5%。如果上述抽检试验满足要求，则认为安装合格。否则应重新扩大检测范围检测，直到测到的扭力矩值符合要求止；⑦外圈搭接处螺栓拧紧并符合要求后，为防止波形钢片接缝和螺栓孔处渗水，在波形钢片连接处和螺栓孔处采用专用密封材料密封；⑧安装完毕后，在管内外均匀涂刷2遍沥青，沥青可为热沥青或乳化沥青，沥青涂层的总厚度应不小于1 mm；⑨安装完成对管节安装质量验收合格后方可进行回填。钢波纹管涵安装实测项目可参照厂家提供的资料进行对照检查，见表2。

表2 钢波纹管涵安装检查项目表

（5）两侧及顶部回填。①两侧及顶部（0.5～2 m范围内）回填材料要求与基础换填材料一致，顶部2 m以上范围采用路基填筑材料；②楔形部回填。钢波纹管涵的楔形部密实度很重要，回填材料应采用C20细石混凝土；③涵管两侧部位回填。管身最大直径两侧50 c m外可采用20 t的压路机压实，50 c m范围内应采用小型夯实机械夯实，避免大型机械设备对管涵的撞击。填筑必须在涵管两侧对称同步进行，两侧的回填土高差不得大于15 c m；④涵管顶部回填。涵管上方回填，厚度小于50 c m时采用手扶振动夯机压实。管顶填土大于50 c m时，可采用20 t压路机压实；⑤涵管顶部及两侧20 m范围内不允许使用机械进行强夯；⑥从回填开始到涵顶填土结束，最终截面尺寸与组装时的尺寸差异最大不得超过2%。如截面变形量超过变形范围，应立即终止施工，查明原因，采取相应措施将变形量控制在标准要求范围内。

（6）施工注意事项。①地基为软基时，一定要进行特殊处理，处理过后承载力应达到200 k Pa，合理设置预拱度。管顶上应铺设土工格栅；②涵管回填材料应采用透水性好的天然砂砾或级配碎石；③涵管回填遇到分幅施工时，接头处的回填相当重要，采用阶梯法回填，保证接头处管周回填压实度达到96%。

5 质量保障措施及检验标准

（1）一般规定。①钢波纹片在出厂前应严格按钢波纹片加工验收标准进行验收，并进行必要的试拼装；②钢波纹片现场拼装必须严格按设计以及钢波纹涵施工规范的要求进行施工。

（2）基本要求。①每座波纹钢板管涵单体出厂时，必须附有产品质量合格证书；②钢波纹片运至施工现场后，必须逐片检查，凡在运输过程中变形的钢片不得使用；③基础的地基承载力必须满足设计要求（见表3），严禁超挖回填虚土；④钢波纹管片在安装时，拼接处必须清理干净，以确保拼缝搭接紧密；⑤钢波纹片安装铺设应平顺、稳固，管底坡度不得出现反坡，管涵内不得有泥土、砖石等杂物；⑥采用有效措施，确保管涵外路堤回填土质量；⑦高强螺栓紧固后，在二次防腐处理前，应在搭接处用密封防水材料涂装。

表3 钢波纹管涵基础地基实测项目表

6 结语

钢波纹管涵具有良好的路用性能和使用功能，其特点是：对地基要求低、施工简易、能够快速安装，施工工期短等，这些特点是普通涵管所无法相比的，所以在今后的新改建工程或路基养护工程中，钢波纹管涵将会发挥积极的作用。

［1］ 石 跃.论述钢波纹涵管施工要点［J］.城市建设理论研究，2012（11）：226-227.

［2］ 宋继峰.浅谈钢波纹管涵施工工艺的质量控制［J］.山西建筑，2010（1）：28-29.