大孔徑鋼波紋管涵施工技術(shù)研究

程 建 華

(山西省晉中路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司，山西 晉中 030600)

1 大孔徑波紋管涵的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

大孔徑鋼波紋管涵由于生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化程度高、施工速度快、對(duì)地基環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，且管涵受力狀態(tài)好，近年來(lái)被廣泛應(yīng)用在我國(guó)高速公路中，其優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1)大孔徑鋼波紋管涵所使用的波紋鋼管生產(chǎn)容易實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量容易控制，且安裝容易，施工現(xiàn)場(chǎng)施工難度低。

2)大孔徑鋼波紋管涵施工工藝簡(jiǎn)單，施工速度快，可以節(jié)省工期。

3)對(duì)于軟土地基和膨脹土地基，仍然可以選用大孔徑鋼波紋管涵，其適用范圍廣泛，對(duì)地基要求低。

4)采用大孔徑鋼波紋管涵施工，利用鋼波紋管作為涵洞主題，不需要進(jìn)行鋼筋混凝土施工，施工工序簡(jiǎn)單，節(jié)約原材料。

5)與傳統(tǒng)的涵洞施工相比，鋼波紋管涵施工法對(duì)周邊環(huán)境影響小，污染小，施工噪聲小。

2 高速公路橋梁高墩施工技術(shù)要點(diǎn)

2.1 施工準(zhǔn)備工作

大孔徑鋼波紋管涵在施工前除了對(duì)施工人員、施工機(jī)械進(jìn)行檢查外，重點(diǎn)進(jìn)行鋼波紋管的質(zhì)量檢測(cè)。進(jìn)場(chǎng)使用的鋼波紋管必須有廠家提供的結(jié)構(gòu)計(jì)算書(shū)以及質(zhì)量合格證。并在施工現(xiàn)場(chǎng)對(duì)鋼波紋管的管徑、壁厚、長(zhǎng)度、強(qiáng)度和外觀質(zhì)量等指標(biāo)進(jìn)行詳細(xì)檢查，確保質(zhì)量合格后方可使用。

2.2 地基處理

大孔徑鋼波紋管涵的基礎(chǔ)必須具有足夠的承載力，對(duì)濕軟地基應(yīng)采用措施進(jìn)行加固。地基處理后即可進(jìn)行鋼波紋管的安裝，地基不可采用剛性基礎(chǔ)，如水泥混凝土基礎(chǔ)，也不得直接將鋼波紋管放置在巖石上。

同時(shí)，當(dāng)回填高度大于8 m時(shí)，還應(yīng)考慮大孔徑鋼波紋管涵回填后的沉降量，一般采取在涵洞底部設(shè)置預(yù)拱度的方法，但同時(shí)應(yīng)滿(mǎn)足涵洞排水的要求。

2.3 大孔徑鋼波紋管涵的拼裝

大孔徑鋼波紋管涵的拼裝，應(yīng)根據(jù)鋼波紋管的形式選擇拼裝方法，并根據(jù)拼裝方法設(shè)計(jì)施工工序。

1)鋼波紋管安裝前首先對(duì)地基的標(biāo)高、縱坡進(jìn)行檢查，并保證鋼波紋管中線與涵洞中心線重合。

2)大孔徑鋼波紋管涵的拼裝是以中心軸線為基準(zhǔn)，安裝自上而下的順序，使用螺栓螺母等連接件將板片拼裝起來(lái)。

3)頂板板片的拼裝應(yīng)進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)定，確定截面尺寸準(zhǔn)確后方可使用螺栓螺母固定。

4)鋼波紋管涵安裝完成后，必須對(duì)其線形進(jìn)行嚴(yán)格檢查，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)調(diào)整。

2.4 涵管回填

涵管回填是大孔徑鋼波紋管涵施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，必須進(jìn)行嚴(yán)格的施工質(zhì)量控制，否則會(huì)造成嚴(yán)重的施工質(zhì)量問(wèn)題。

1)回填所使用的材料為級(jí)配良好的天然砂礫，也可使用砂類(lèi)土或礫類(lèi)土，靠近鋼波紋管的部分應(yīng)采用木棍插搗夯實(shí)，不得出現(xiàn)漏夯。

2)采用級(jí)配碎石回填時(shí)，其碎石的最大粒徑不得超過(guò)30 mm，并采用小型夯實(shí)機(jī)具進(jìn)行仔細(xì)夯實(shí)，不得漏夯。

3)當(dāng)回填至涵洞最大直徑兩側(cè)時(shí)，在鋼波紋管以外50 cm可以采用靜力式壓路機(jī)碾壓，鋼波紋管50 cm范圍內(nèi)必須采用小型壓實(shí)機(jī)具，且應(yīng)注意保護(hù)涵管。

4)大孔徑鋼波紋管涵回填必須對(duì)稱(chēng)進(jìn)行，分層填筑、分層壓實(shí)，每層攤鋪厚度控制在20 cm。

2.5 截面變形測(cè)量

大孔徑鋼波紋管涵施工過(guò)程中受到外界因素的影響，比如管涵拼裝質(zhì)量不合格或回填厚度過(guò)大，造成施工后鋼波紋管涵出現(xiàn)較大變形，施工中應(yīng)對(duì)鋼波紋管涵的變形進(jìn)行量測(cè)。

1)大孔徑鋼波紋管涵拼裝施工完成后，截面尺寸的變形量應(yīng)控制在±1%以?xún)?nèi)。

2)涵洞回填完成后，大孔徑鋼波紋管涵結(jié)構(gòu)的變形量應(yīng)控制在±2%以?xún)?nèi)，如在施工中發(fā)現(xiàn)變形量較大的情況，應(yīng)立即停止施工并查找原因，處理后方可繼續(xù)回填。

2.6 防腐控制

大孔徑鋼波紋管涵洞在施工中容易受到各種自然因素的影響，造成鋼波紋管腐蝕破壞，因此必須進(jìn)行防腐處理。一般主要是對(duì)進(jìn)場(chǎng)后鋼波紋管進(jìn)行補(bǔ)鋅，修補(bǔ)表面破損的鍍鋅層。另外，拼裝施工完成后，應(yīng)在鋼波紋管的內(nèi)外管壁涂抹瀝青，以達(dá)到防腐的效果。

2.7 質(zhì)量控制

1)地基及涵洞回填后，必須進(jìn)行壓實(shí)度檢驗(yàn)，合格后方可進(jìn)行下一步施工。

2)大孔徑鋼波紋管涵在進(jìn)場(chǎng)前應(yīng)進(jìn)行預(yù)拼裝，施工中如發(fā)現(xiàn)有較大變形時(shí)應(yīng)進(jìn)行試拼裝，合格后方可組織拼裝施工。

3)按照相應(yīng)的施工和規(guī)范要求，對(duì)完工后的大孔徑鋼波紋管涵進(jìn)行質(zhì)量驗(yàn)收。

3 鋼波紋管涵施工效益分析

3.1 經(jīng)濟(jì)效益分析

表1 大孔徑鋼波紋管涵工程造價(jià)對(duì)比分析

某高速公路四處涵洞原設(shè)計(jì)采用鋼筋混凝土拱涵，經(jīng)設(shè)計(jì)變更后采用大孔徑鋼波紋管涵，表1為設(shè)計(jì)變更前后工程造價(jià)對(duì)比分析結(jié)果統(tǒng)計(jì)。

根據(jù)表1數(shù)據(jù)分析，采用鋼筋混凝土拱涵總工程造價(jià)為9 129 450元，變更后采用φ4和φ5兩種鋼波紋管涵，其總工程造價(jià)為7 049 857元，采用兩種類(lèi)型的鋼波紋管涵分別節(jié)約工程造價(jià)33.32%和13.20%。另外，鋼筋混凝土拱涵的施工工期平均為3個(gè)月，而鋼波紋管涵施工工期僅為一半，工程造價(jià)和施工效率都大大提高了。

3.2 社會(huì)效益分析

1)與鋼筋混凝土類(lèi)涵洞相比，鋼波紋管涵施工法所使用的原材料少、總體結(jié)構(gòu)質(zhì)量輕、便于運(yùn)輸存放、安裝施工工藝簡(jiǎn)單、施工工期短，且不受到天氣情況的制約。

2)與傳統(tǒng)的鋼筋混凝土涵洞相比，大孔徑鋼波紋管涵工程造價(jià)低，與路基路面結(jié)構(gòu)結(jié)合牢固，不易出現(xiàn)涵臺(tái)跳車(chē)類(lèi)病害，可以保證路基路面結(jié)構(gòu)的使用性能。

3)鋼波紋管涵在使用過(guò)程中需要做好防腐處理，一般可采用涂刷瀝青的方式，拆除后也可以作為廢舊鋼材回收利用。而鋼筋混凝土管涵報(bào)廢后會(huì)殘留大量的水泥混凝土塊等建筑垃圾，對(duì)周邊環(huán)境造成污染。

4)近年來(lái)，我國(guó)鋼材出現(xiàn)了嚴(yán)重的產(chǎn)能過(guò)剩情況，將鋼波紋管用在高速公路涵洞上，可以幫助解決產(chǎn)能過(guò)剩問(wèn)題。同時(shí)，鋼波紋管涵可以減少圬工工程，這也就減少了石料、砂和水泥的使用，節(jié)約了原材料。

4 結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)，大孔徑鋼波紋管涵被廣泛應(yīng)用在高速公路施工中，其應(yīng)用優(yōu)勢(shì)也不斷顯現(xiàn)出來(lái)。大孔徑鋼波紋管涵的質(zhì)量控制必須貫穿于整個(gè)施工過(guò)程中，并制定專(zhuān)項(xiàng)施工方案。在施工中進(jìn)行動(dòng)態(tài)施工管理，可以有效縮短工期，提高施工效率，保證大孔徑波紋管涵施工質(zhì)量。通過(guò)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)效益分析，說(shuō)明鋼波紋管涵較鋼筋混凝土類(lèi)涵洞更加經(jīng)濟(jì)，具有較高的推廣價(jià)值。

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