钢波纹管涵在国省干线项目应用总结

吴娟

【摘要】近年来，贵州省快速推进国省干线公路建设，各种新材料，新工艺广泛用于工程建设，涵洞作为一种重要的结构设施，在公路建设中承担着排水、通道等功能，钢波纹管涵以其施工周期短、造价低、适应地基变形能力强等诸多优点被用于涵洞工程。现就公司承建的G326线威宁县鸭子塘至黑石头公路改建项目中钢波纹管涵应用情况进行总结，便于在国省干干线公路改扩建工程中提供借鉴参考。

【关键词】钢波纹管涵；国省干线项目；应用总结

一、项目概况

国道326威宁县鸭子塘至黑石头公路第二合同段项目地处云贵高原贵州西部威宁县境内，是威宁县通往云南宣威主要通道，该项目的建成，对带动沿线地方经济发展，加强两地经济往来具有重要意义。项目起点桩号K773+920，终点桩号为K796+772.115，路线全长22.852169Km，按二级公路标准改建，路基宽度8.5米，设计汽车荷载-II级，涵洞55道，开工日期2014年4月9日，竣工日期2015年5月30日。

二、钢波纹管涵施工工艺

施工放样→基础铺砌；垫层填筑→管身安装→涵背回填→洞口铺砌及护坡防护。

1、施工放样

对施工场地进行平整，安排布置各种材料堆放场地，组织所需机械设备。施工前组织测量人员根据设计文件放出管涵轴线，打好中边桩，在涵管基础范围边缘撒上白色灰线，测出原地面高程。

2、基础垫层填筑

管涵基础底部铺设一层防水土工布，宽度为2D，长度和涵洞通长，以防止雨水浸泡基础，造成沉降，基础垫层材料采用厚100cm级配碎石，填筑宽度为2Dm。基础每层填筑厚度20-30cm，分层填筑压实，密实度达到95%。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应在基础顶部留设预留拱度，一般为管长的0.5-1%（涵底流水面纵坡应不小于3%），以确保管道中部不出现凹现或滑坡。

3、拼装管身安装

（1）管身安装前要求准确放出管涵的轴线和进、出水口的位置，拼装时要注意端头管节和中间管节的位置，管涵的安装必须按照正确的轴线和图纸所示的坡度敷设。

（2）管身安装应紧贴在碎石垫层上，使管涵能受力均匀。基础顶面坡度与设计坡度一致.

（3）管身采用Q235-A熱轧钢板几块连接一周整体成型后再进行纵向连接。整体由中心向两端对称进行安装。安装时先安装底片，然后分别向上拼接。

（4）管节安装需在管节内外搭设施工脚手架，以方便施工操作。

（5）管节全部拼装完成后，应检查管节位置是否符合设计要求。并在管身内侧所有钢板拼缝采用密封材料进行密封防止泄漏。

（6）管身安装好后，在管身内外管壁涂刷两遍沥青，以加强防腐蚀的作用。

4、安装方法

（1）整装管安装前准备工作

a、备齐安装工具及所需配件：梅花扳手（16—18和22—24）、活口扳手、小撬棍（?16mm长度50cm左右的圆钢）、撬杠（?50mm长度1.8m左右的钢管）、手锤、凿子、螺丝刀（一字形）、千斤顶、螺丝及橡胶石棉垫、绑丝0.5kg。

b、检测波纹管各管节的累计长度、直径是否与该处涵洞相符合。

c、涂刷沥青，从外观看管壁内外均匀的涂成了黑管即可。但是必须要等到沥青晾干后方可安装。一般沥青涂层的厚度要达到0.5～1mm。（遇有泥石流多发地区或强腐蚀地区，在管内做水泥砂浆保护），如涵管内过水为人畜饮用水或灌溉用水则慎用或不用沥青涂层，或改用喷水泥沙浆处理，同样也可以采用增加壁厚的方法增加使用年限，不刷涂沥青。

d、检查基础平整度、坡度和标高以及涵管的轴线和进、出水口的方向是否符合设计要求，并注意端头管节和中间管节的位置。管涵的安装必须按照正确的轴线和图纸所示的坡度敷设。

e、设涵管安装指挥员一名，负责指挥起吊及施工人员现场操作。

（2）安装操作方法

a、根据涵洞实际情况，排放涵管。安装时从一侧排放第一根管节，使其管子中心和基础纵向中心线平行，同样把第二根管放置就位，当两根管相邻法兰间相距3—5cm的缝隙时，用小撬棍对准法兰上的螺栓孔，使其两根管法兰上的螺栓孔对正，这时从第二节管的另一端用撬杠撬动管节，使其纵向平移，使两法兰间距在2cm左右，然后全部穿上螺栓，拧上螺丝，但不要紧固螺栓，开始镶嵌石棉垫。此后依此方式逐节依次连接。

b、镶石棉垫：由于现场地势等原因，有时相邻两法兰之间间距较小，这时用手锤、凿子把两法兰之间凿开大约1cm的缝隙，用螺丝刀把石棉垫镶在两法兰之间，（石棉垫镶在螺栓内侧）有时管子顶部两法兰间距较大，石棉垫镶嵌困难，用绑丝把石棉垫绑在螺栓上固定，然后工人开始对称锁紧螺丝。直至从外观看两法兰之间只有2—5mm的缝隙即可。

c、用千斤顶校正整道涵管，使其中心在所规定的中心线上。

5、涵背回填

（1）为保证涵管的回填质量，涵管楔形部位有以下两种处理方式：

①涵管楔形部位的填筑材料采用细石混凝土进行浇筑，振动棒震实。

②涵管楔形部位的填筑材料采用级配碎石回填粒径不超过3cm，采用人工木棒斜向捣实或用小型夯实机械楔形夯实，夯实机械夯实时不可碰触管壁。

（2）涵背两侧100cm范围内回填采用级配碎石，最大粒径不超过3cm。在管身最大直径两侧50cm外使用18T压路机碾压，50cm范围内使用小型夯实机械夯实，以避免压路机等大型机械设备对管涵的撞击。

（3）填筑时应分层填筑、分层压实，松铺厚度为20-30cm，压实度要求达到95%方可进行下层填筑。填筑前在管节两侧上用红色油漆按每20-30cm高度标注，填筑时按标注线控制。

（4）填筑必须在涵管两侧同步对称进行。

（5）管顶填土厚度超过100cm后，增设一层防水土工布，宽度2D，长度和涵洞通长，雨水较少及填土高度较低的涵洞可按实际情况采用或取消。

6、洞口铺砌及护坡防护

洞口采用端墙型式。洞口铺砌及护坡防护为M7.5浆砌片石，应选择几何尺寸相对长和短的石块交错在同一层使之形成错锁结构，保证错缝砌筑，不得出现竖缝、通缝。

7、其他注意事项

（1）如受水位升高等浮力影响，致使管上浮，应采取锚固设施防止管在回填中上浮。

（2）如施工环境对钢波纹管涵有腐蚀，应采取增加管壁厚度或增涂保护膜等措施。

（3）管径大于3米的钢波纹管，如钢波纹管两端洞口为一字墙形式，应将洞口采用钢筋混凝土加强。

（4）如波纹管涵的涵底纵坡大于5%，应采用必要的防滑移措施。

（5）如使用地区山区冲涮严重，可在管内壁下方弧长三分之一处采用混凝土护壁。

（6）地基为软基时，一定要进行特殊处理，尽可能设置比较大的预拱度。

（7）因南方雨水多，涵管回填材料必须采用透水性好的级配砂砾或级配碎石。

（8）涵管回填遇到分幅施工时，接头处的回填质量要特别控制。

（9）如遇到在管体修临时便道时，尽可能设在上下游洞口处，其他处回填完工后，便道及虚填部分要进行开挖，重新回填密实。

（10）洞口端墙基础及截水墙埋置深度要符合设计要求，否则会导致地基渗水，引起地基沉降。

三、钢波纹管涵安装主要施工技术

3.1重视防渗漏腐蚀处理：管壁内外涂乳化沥青或热沥青两道和煤油的拌和物，从表面看管壁内外均匀的涂成了黑管即可。一般沥青涂层的厚度要达到1mm。以增强防腐蚀的作用。

3.2、管节安装连接：从一侧安放首根管节，使其管子中心和基础纵向中心线平行，同样的道理把其次根管放置就位，当两根管相邻法兰间相距3～5cm的缝隙时，用小撬棍对准法兰上的螺栓孔，使其两根管法兰上的螺栓孔对正，此刻从其次节管的另一端用撬杠撬动管节，使其纵向平移，使两法兰间距在2cm左右，而后全部穿上螺栓，拧上螺丝，带平扣即可。此后依此方法逐节依次连接，每道涵洞中间管节无先后次序，可以随意连接

3.3基底回填压实处理

基坑开挖应宽度以三倍于钢波纹管涵的宽度为宜。如因工地过小不得以时至少应确保跨径以外1.0m以上的作业空间。要避免软弱基和岩基交叉的地基，如果实在不可避免软弱地基要用优质砂石及砾石压实成形，岩石地基挖掘后用沙砾重新换填，厚度至少20cm，尽量减少整道涵洞的沉降量。基础的厚度从钢波纹管涵的底部算起30-80cm左右为宜，用透水性好，粒度分布良好的沙质土或沙砾或碎石土成形，密實度达到设计要求。材料的最大粒径不得超过波长的1/2或不大于50mm。与波纹钢板接触部分要铺设厚度7-15cm的粗砂垫层，其最大粒径为12mm。并按照涵管安装要求在基础上预留0.3-1‰的预拱度。钢波纹管涵的楔形部回填料采用粗沙其含水量比正常大3%左右。两侧填土压实可用12-20T的压路机压实，靠近管体30cm范围采用用小型夯实机械夯实，压实度以达到95%为宜。靠进管体周围0.5米范围内，不允许有大于50mm的石块等硬物。钢波纹管涵两侧回填应同时进行，压实落差应小于30cm，对于有端部挡墙的涵洞，从两端向结构的中心进行回填；对于没有端部挡墙的涵洞，从结构的中心向两端进行回填。如果因偏土压造成钢波纹管涵变形时，应修正截面形象后重新压实。上部压实时，从顶部到最小填土高度范围内，应比照各规格波纹涵管最小填土高度要求施工。波纹涵管回填没达到最小填土高度时，严禁一切重型车辆通行。钢波纹管涵洞顶部及周围20米范围内，不允许强夯。

3.4 进出口处理

钢波纹管涵进出口直接采取加工成与路基边坡坡率相同的开口形式或端墙型式，与路床接头处进出口地面设坡面防护工程，接触部位采纳应用膨胀橡胶材料止水，避免水流在涵管进出口与护坡接触部位侵入。

四、结语：

钢波纹管涵在国道326威宁县鸭子塘至黑石头公路项目的使用，施工周期短，劳动力、安装设备投入少，节约工期，减少施工成本。可以大幅缩短建设工期，不仅加快了建设步伐，还充分体现了建设工期缩短使相对营运时间增加的经济效益。并充分发挥钢材的抗拉性能和良好抗变形能力，能适应各种复杂软弱地基，抗震性能良好，后期养成护成本低。在施工中不致出现因施工造成严重堵车，在山区国省干线公路建设以及抢修保通工程中，更能体现出明显的社会效益和经济效益。