高速公路钢波纹管涵施工质量监理探讨

夏正年

（山西交通建设监理咨询集团有限公司，山西 太原 030012）

一、工程概况

某高速公路全线里程123.56km，全线主线路共包括65道排水涵洞，其中有54道为管径2m～4.5m、管长38m～80m的钢波纹管涵，其余均为钢筋混凝土盖板涵。钢波纹管涵在总管涵中的占比为82.8%，钢波纹管涵之所以在该高速公路路基中大量应用，主要归因于其拼装简单、施工速度快、轻质、无需养护、耐久性良好、使用寿命长等性能优势，有助于工程经济效益和社会效益的显著提升。

二、钢波纹管涵施工前的监理

山区高速公路钢波纹管涵施工开始前，必须加强钢波纹管涵施工基础数据采集，避免管涵设计参数偏离工程实际。监理人员必须提前熟知设计图纸，结合管涵设计桩号，与施工单位联合放线，并明确标出涵洞轴线实际位置，逐个展开排查；同时收集天然水系汇集主沟道走向坐标，开展涵管进出口地面高程实测，并通过探坑技术探测基坑底部实际地质，检测基底实际承载力，尽可能详尽地获取实地影像资料，充实原始记录。

对比分析所采集的数据与设计图纸，尤其注重分析管涵设计位置和天然排水主沟道位置等的准确性，管涵进出口引排水的顺畅性，实际排水量和管涵过水断面的适应性，基底承载力等情况，如遇实际情况与设计要求不符，必须及时提出变更建议，保证该公路管涵与工程所在地天然水系衔接良好，确保管涵工程充分发挥作用。

本文结合大量工程实践发现，钢波纹管涵施工工艺特殊，因此在施工阶段对涵体防渗防腐，以及涵背回填[1]均具有较高质量要求，必须在施工开始前就采取有效措施避免涵体变形渗漏、腐蚀破坏。监理单位需配备经验丰富的监理人员，对钢波纹管涵施工准备阶段的相应处理展开监督检验，监督施工单位提前做好包括技术方案编制审查、机械设备型号性能、材料合格证明文件及检验报告、技术人员职业资格及技术水平等在内的技术准备；并要求设计单位技术交底，为管涵材料供应商提供技术指导。试验路段钢波纹管涵所需机械设备主要如表1所示。

表1 主要施工机械设备

施工前，以上设备仪器在经过施工方的全面检验和标定的基础上，监理工程师必须二次检验。

三、钢波纹管涵施工阶段监理

（一）基坑施工监理

在基坑开挖时，应加强开挖深度控制，避免出现欠挖和超挖等现象，必须严格按照设计图纸及监理工程师的要求，开挖淤泥、泥沼等软弱基底土质，并通过级配较好、透水性良好的砂砾土、碎石土等换填。采用小松360挖掘机与自卸车配合的方式开挖基坑，开挖时应保证各角实际开挖尺寸均超出设计尺寸0.5m，待挖掘机开挖至基底0.3m深度时，改为人工挖掘，以避免过度扰动基底土，同时应检测并确保基底实际承载力符合设计要求。

基坑开挖施工必须根据基坑净宽、模板厚度、施工空间等参数按照1∶0.75的坡度放坡开挖，对于地质条件复杂的段落应采取边坡防护措施后再开挖。在基坑顶边缘预留宽度至少为1m的护坡道，按照土体不发生坍塌的要求，确定荷载与坑边缘的距离。为防止基坑遇水浸泡，基坑外边缘应设置宽0.8m、深0.8m的截水沟；在基坑开挖结束后，应及时开展下一步施工，防止基坑暴露过久而影响其地基承载力。通过全站仪复核基坑中心标高及四角高程，同时准确测放边角位置，复核及测放结果均应报现场专业监理工程师审核确认。

（二）基础及垫层施工监理

该山区高速公路钢波纹管涵直接放置在基础垫层上，不设置混凝土管底基础，这无形中增大了涵背回填施工的难度。地基土层情况是影响基础施工厚度的主要因素，若涵管范围内地层均为高强度岩石时，为避免因管底应力过于集中而出现径向凹凸变形，不能将柔性结构的管涵直接置于硬质岩层上，必须增设厚度为60cm的碎石基础[2]。如果地层为软弱岩层，则应换填后增设厚度为80cm的碎石层基础。监理人员必须对以上情况全面检查和判断。基础施工时，层厚应控制在30cm以内，通过20t压路机压实，完成碎石层基础施工后还应在其表面增设厚度为10cm的粗砂垫层，砂料粒径应不超出12mm。基础及垫层施工监理的重点还应放在基础垫层预拱度上，纵向预拱度应为管长的0.5%，且两头低、中间高，避免涵管中间发生反坡或凹陷。在结束基础施工后，全面检测平整度、压实度及顶高程。

（三）管涵拼装质量控制

钢波纹管主要由管片和连接件、防水层和防腐层的构成，该高速公路所用钢波纹管涵管片波高64mm，波距230mm，管径在3m以下时，管片厚至少为4mm；管径在3m以上时，管片厚至少为5mm。在拼装之前必须开展轴线放样，并从管涵中部开始逐节向两端安装，整个安装过程通过起重机完成，安装位置则通过人工方式微调，安装时对正相邻管片连接孔位，并在外侧套上垫圈，再通过套筒扳手将螺母拧紧。对于管涵拼装过程中容易出现的隐患和问题，监理人员必须预判，有的放矢，常见的拼装质量问题有管片拼接缝隙过大，密封胶防水失效，管片规格偏大，螺栓孔偏位，防腐层厚度偏小，防腐层未完全覆盖等。

（四）管涵回填施工监理

涵背回填是高速公路钢波纹管重点性施工工序，也是监理单位重点的监控环节，监理人员对分层回填施工实施事前交底、事中全过程监督、事后验收的监理。本文试验路段环状结构钢波纹管涵直接放置在基础垫层上，管涵受到向下的荷载作用后，其两侧约束力主要来自回填材料，若因回填质量问题而导致周边约束力不足，则很容易引发管顶及管底向中心凹陷，并出现水平径向变形[3]。为此，必须加强管涵回填施工质量监理。

该公路工程钢波纹管涵成型质量检测要求具体如表2所示。

表2 钢波纹管涵成型质量检测要求

四、结语

综上所述，高速公路钢波纹管涵具有较好的整体性、柔性特征，能够适应地基变形，且施工速度快，造价节省。但是钢波纹管涵一旦发生渗漏，必将引发地基承载力和填料强度降低，路基路面沉降开裂，因此对防渗防腐要求较高。涵背回填质量不良，必定会降低涵管周围约束力，在施工荷载及行车荷载的作用下，造成涵管变形。为此，监理人员必须严格采取质量控制措施，多措并举，强化过程验收，保证公路钢波纹管涵施工质量。