钢波纹管在旧涵维修加固中的应用

吴卫聪

（广州市公路工程公司，广东广州 510075）



钢波纹管在旧涵维修加固中的应用

吴卫聪

（广州市公路工程公司，广东广州 510075）

摘要：通过广明（广州市番禺区—佛山市高明区）高速公路与金山大道共线段旧涵加固工程实例，介绍了钢波纹管在旧涵维修加固中的应用方法，简述了该维修加固方案的设计及施工工艺流程，分析了钢波纹管涵的特点及优势，以期为同类工程提供参考。

关键词：涵洞；钢波纹管；维修加固

涵洞作为公路工程的重要组成部分，广泛运用于各级公路中。在交付使用后，部分涵洞因负担沉重的交通荷载及繁重的交通量而不同程度发生各种病害或由于旧路升级改造，需要维修加固。钢波纹管涵作为一种新型公路桥涵构筑物，越来越广泛运用于涵洞设计与建造，特别是在旧涵维修加固中。下面以广明（广州市番禺区—佛山市高明区）高速公路与金山大道共线段旧涵加固工程为例，介绍钢波纹管在旧涵维修加固中的应用。

1　工程概况

广明高速公路广州段SG02标主线沿原金山大道布线，根据建设及设计单位的调查和验算，金山大道旧涵所处位置为广明高速公路主线路基的，需拆除重建或作加固处理。共有5座旧涵，包括D 1.5 m钢筋砼圆管涵、（2×2）和（4×2.5）m钢筋砼盖板涵3种结构及尺寸类型。经综合比选（如表1所示），对旧涵采用内衬钢波纹管维修加固方案。

表1　旧涵维修加固方案比选

2　维修加固方案设计

D 1.5 m钢筋砼圆管涵、（2×2）m钢筋砼盖板涵分别内衬D 1.25 m钢波纹管、D 1.7 m钢波纹管（如图1、图2所示），采用整体管型。（4×2.5）m钢筋砼盖板涵内衬D 3.5 m钢波纹管，为半圆形管（如图3所示），采用拼装管型，分片连接形式为板片搭接，采用M20高强螺栓。

图1　D 1.5 m圆管涵加固断面（单位：cm）

图2　（2×2）m盖板涵加固断面（单位：cm）

采用Q235热轧钢板。波纹钢板参数如下：波距l=200 mm；波高d=55 mm；波峰波谷半径r= 53 mm；钢板厚度，整体管型4 mm，拼装管型5.5 mm。防腐处理方法：热浸镀锌≥63μm（双面）；二次增涂沥青防腐（刷一层，双面）。

综合考虑受力及施工便利性等方面因素，钢波纹管分节间采用锥体形连接（如图4所示）。

图3　（4×2.5）m盖板涵加固断面（单位：cm）

图4　锥体形管节连接构造示意图

3　施工工艺

3.1施工工艺流程

（1）清淤，修补。清除原旧涵腔内的杂物、泥沙、水，并对病害进行检查，清除剥落砼碎屑，对裸露的钢筋进行除锈防腐处理，对涵台裂缝、裂开的伸缩缝进行修补处理。

（2）波纹管安装。将波纹管涵分节吊装至涵洞洞口，利用卷扬机分节拖入指定位置，按《JDHG金属波纹管安装操作规则》及设计图安装完毕后，对管节端底部两侧、顶部设置均匀支垫垫块，垫块可用砂浆砌砖或砼预制块，随后进行下一个管节的安装，与之前管节连接后，设置垫块固定该管节。如此依次进行波纹管安装。钢波纹管安装时，拼接处必须清理干净，密封材料可采用方形耐久性能较好的天然橡胶、氯丁橡胶、聚乙烯泡沫或耐候密封胶，确保拼缝密实。

（3）封端。所有管节安装完毕后，对波纹管涵和旧涵之间的空隙进行封端处理。采用水泥砂浆砌砖封端，砌3层砖（厚度不小于36 cm），表面采用砼砂浆封闭（砂浆厚度不小于3 cm），并在涵底高程较大的一侧预留泵送口和排气孔。封端完成后静置48 h，达到一定强度后再进行注浆。

（4）注浆。注浆分3步进行：1）泵送水泥砂浆，直至无法泵送为止；插入注浆钢花管，封堵泵送口，预留钢花管注浆口及排气口。2）通过钢花管压力注入砂浆，压力值宜为0.8～1.2 MPa，压浆至排气孔排出浆液浓度与入口一致为止。3）检测注浆质量，若有较大缝隙或气泡，改用压力注水泥浆。最后封闭出浆口，保持5 min的不小于0.8 MPa稳压期。采用水泥浆M20，其配合比（重量比）为水泥∶HL-80压浆剂∶水=1 435∶159∶446。采用P.O42.5水泥、饮用水或洁净的地下水。

（5）调顺排水。钢波纹管涵两个端部与洞口之间采用C20细石砼顺接，使排水通畅。

（6）定期检查。施工完毕2年内，设专人每月对加固钢波纹管涵进行常规检查，并作详细记录，2年后与其他涵洞一样作常规维护即可。检查维护重点为钢波纹管的变形、锈蚀等。

3.2施工注意事项

（1）材料进场检查。施工前检查波纹管是否存在因运输过程中受到撞击、磨损或其他原因造成的弯曲变形或截面端口变形等现象。损坏的钢波纹管应予以更换，镀锌层刮落部位应涂刷沥青防腐。

（2）波纹管端头封闭应牢固，表面平整无缝隙，预留管牢固无松动现象，确保注浆过程中不漏浆。

（3）若注浆过程中发现波纹管接缝处或周围坡（地）面有冒浆点，要暂停注浆，用水玻璃水泥砂浆封堵冒浆口后方可继续注浆。

（4）养生期间避免超载车辆通过。

4　钢波纹管涵的特点及优势

（1）强度高，轴向柔性好，同时具有刚性和柔性。钢波纹管强度为水泥管的1.5～3倍。《公路涵洞设计细则》指出，钢波纹管涵适用于地基承载力较低或有较大沉降与变形的路基。有利于改善软土地基结构物与路堤交界处的错台现象，提高行车安全性与舒适性。

（2）施工便捷，工期短。钢波纹管采用工厂标准规模化生产，质量稳定、可靠。管壁薄、重量轻，便于运输、存放。现场安装方便，不需使用大型设备。工期短，不受季节及地质情况影响，方便快捷。旧涵内衬钢波纹管进行维修加固，不影响路面交通。

（3）环保、后期养护方便。可减少水泥、砂石等材料的使用，有利于环保。结构稳定，抗腐蚀性高，寿命长。后期养护工作量小，养护成本低。

（4）造价低。减少了机械及材料的使用量，工期短，后期养护量小，可显著降低工程造价。

5　结语

实践证明，钢波纹管涵具有适用性广、造价低、施工便捷、工期短及后期养护简单等优势，特别是在旧涵维修加固中，不会对路面交通造成影响。随着越来越多公路交通基础设施的建设及投入使用，钢波纹管的应用及发展前景将更加广阔。

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中图分类号：U449.7

文献标志码：B

文章编号：1671-2668（2016）03-0239-02

收稿日期：2016-01-23