钢波纹涵管在水电站砂石加工系统的应用

杨宁安

(华电西藏能源有限公司大古水电分公司，西藏 山南 856000)

钢波纹涵管具有工期短、重量轻、安装方便、耐久性好、工程造价低、抗变形能力强等特点，广泛应用于涵洞、隧道、桥涵的中，而未见应用于水电站砂石加工系统中。

从钢波纹管涵施工情况看，如果人工、机械、材料、涵管和接头环及联接螺栓等都准备充分，3～5 d就可以施工1道(长×宽×高：7.5 m×3 m×3 m)钢波纹管涵洞，最长仅需5～7 d。钢筋混凝土盖板涵一般需要约2个月才能施工完成。如果考虑使用性能和耐久性，在相同的使用年限内进行全面的经济分析比较，则钢波纹管涵因其明显的耐冻性能和变性能力，更显得经济合理。钢波纹管涵与钢筋混凝土涵相比，存在着这几个方面的优势：适应地基变形能力强，对地基承载能力、平整度要求较低，工程实际造价比同类跨径的桥、涵洞相近或较低；施工工期短，土建工程与管节安装可分开实施，然后进行整体拼装；现场安装方便，不需使用大型设备；解决寒冷地区(霜冻)对管涵混凝土结构的破坏问题；减少或根本舍弃了常规建材，如水泥、砂、石子、木材的使用，环保意义深远；结构受力情况合理，荷载分布均匀，并有一定的抗变形能力。

1 工程概况

DG水电站地处西藏高原，砂石、混凝土系统及废水处理系统规划布置于坝址左岸下游1.2 km处，主要承担大坝、厂房等主体工程280.0万m3混凝土生产任务，砂石加工系统按满足混凝土高峰时段强度14.0万m3/月设计，混凝土生产系统按满足混凝土高峰月强度16.0万m3/月设计。

借鉴钢波纹涵管在公路中应用类似经验，考虑电站位于高海拔寒冷地带，物资供应困难，砂石系统施工工期紧、冬季混凝土施工难度大。调节料仓及成品料仓地弄采用钢筋混凝土涵，需选择合适施工时段，若冬季施工，易受气候影响，且易产生冻融破坏，需采取相应的保温措施，这样不仅增加施工成本，还会延长施工工期。在砂石加工系统调节料仓及成品料仓地弄选择采用钢波纹涵管，其中超细碎调节料仓布置四条直径3.5 m共80 m长的钢波纹管涵地弄，成品料仓布置两条直径3.5 m共216 m钢波纹管涵地弄，仅用两个月时间就地弄施工，缩短了施工工期，保证了系统按期投产。

2 钢波纹管涵在国内外的应用现状

在美国、加拿大、北欧等分布有多年冻土及沙漠的国家，波纹钢管涵已被广泛应用于公路工程，并制定了相应的设计、制造及施工安装手册，积累了较为成熟的修建经验，特别是在多年冻土地区及高寒地区的工程中，应用波纹管涵更显其优越性。由于钢波纹管的适用性和优越性，发展到现在其不仅仅应用于涵洞，还可以广泛的应用到水利治理、小跨度桥梁等许多方面。在韩国，钢波纹管被广泛应用于涵洞、隧道、小桥涵的建设中。国内钢波纹管涵洞的应用，首次出现在50年代修建青藏公路不冻泉段时的抢修工程中。但是由于历史背景和其他原因，未能广泛应用。国内使用钢波纹管涵是从2001年以后，已在河北、内蒙古、青海、宁夏、新疆、西藏等省市区的公路建设中得到广泛应用。

3 施工工艺

1)施工准备。准备挖机、装载机、吊车、振动碾及焊机等辅助设备，检测材料、各施工点和设备并做记录；根据设计图布置超细碎调节料仓和成品料仓波纹管地弄位置；

2)沟槽开挖。沟槽槽底净宽度按波纹管外径加0.6～l m确定，其他位置宽度不小于波纹管的外径；

3)基础处理。控制基础高度，不得扰动基面，基底设计标高以上0.2～0.3 m的原状土予 于保留，铺管前用人工清理至设计标高，不得挖至设计标高以下，局部超挖或者发生扰动，不得回填泥土，换填细骨料并平整夯实，基础差则考虑用毛石混凝土换填；

4)波纹管组装。波纹管到货后，制作拼装平台进行波纹管组装，拼装过程中用吊车辅助 拼装、移动就位；

5)管道直线敷设:按照设计图要求，成品料仓和超细碎调节料仓波纹管地弄倾斜设置，从波纹管尾部至头部进行安装，尾部采用钢板及角钢封堵，并埋设通风管；

6)进行回填。对管体楔形部、管体两侧进行回填处理；

7)卸料口和气动弧门加固。按照设计图纸在波纹管顶部切割出卸料口，采用角铁和钢板制作l m×l m或者0.7 m×0.7 m方形结构安装在卸料口上，底部和气动弧门进行焊接，安装完成后将卸料口顶部钢结构进行C20混凝土包浇；

8)管体顶部进行回填并进行荷载试验。对管体顶部进行回填，完成铺设，并对施工现场的零散材料、弃土、砂石、杂物进行清运、打扫和清洁，砂石系统投入运行后进行堆料的荷载试验，观测波纹管变形情况，做好记录；

9)完工验收：在堆料的生产过程中，在1～2个月内，根据波纹管变形量观测情况对该波纹管进行评定，若变形量不超过l0 cm，则通过完工验收(见图1)。

图1 施工工艺流程图

4 结 语

系统运行两年多以来钢波纹管廊道未发生变形，能完全替代砂石系统中传统钢筋混凝土廊道，减少或根本舍弃了常规建材，有利环境保护与资源节约。在砂石加工系统调节料仓及成品料仓地弄采用钢波纹涵管是可行的。