波形鋼管涵施工技術(shù)

楊芳

摘要：文章結(jié)合廣源高速公路波形鋼管涵工程施工實(shí)際，介紹了波形鋼管涵施工技術(shù)。

Abstract： Based on the construction practice of the corrugated steel pipe culvert project of Guangyuan Expressway， this article introduces the construction technology of the corrugated steel pipe culvert.

關(guān)鍵詞：波形鋼管涵；施工技術(shù)；技術(shù)要求

Key words： corrugated steel pipe culvert；construction technology；technical requirements

中圖分類號(hào)：TU74 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2018）18-0143-03

0 引言

柔性、高強(qiáng)度的波形鋼管涵洞不僅工程造價(jià)低，工期短，采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，不受環(huán)境影響，安裝簡(jiǎn)單，并且具較強(qiáng)的抗拉、抗剪及抗疲勞能力。尤其在高填方路基、V字型深溝地帶及既有線改造應(yīng)用比較突出。

1 工程概況

1.1 由中鐵二十局集團(tuán)二公司承建的山西廣靈至渾源高速公路第九合同段位于大同市渾源縣境內(nèi)，是典型的山區(qū)公路，其中路基有多道V字型深溝組成，且深度達(dá)30余米，需設(shè)置排水涵洞，而普通混凝土涵洞施工非常困難，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)多方論證，變更為波紋鋼管涵。

該公路采用的波紋管直徑為3m，洞口形式為八字墻，基礎(chǔ)采用砂礫墊層，厚度為140cm，波紋管周圍采用中粗砂回填，涵管底部?jī)蓚?cè)30cm范圍采用人工搗實(shí)，涵管頂部120cm內(nèi)用小型機(jī)械夯實(shí)，其他部位采用Y20以上的振動(dòng)壓路機(jī)壓實(shí)，每百米長(zhǎng)波紋鋼管涵洞施工時(shí)間為9天，比同長(zhǎng)度混凝土拱涵縮短工期50天左右。

1.2 以樁號(hào)K54+360鋼波形鋼管涵為例，從現(xiàn)場(chǎng)原地貌看，此溝為V字型深溝，兩側(cè)陡峭，溝底順直，兩邊及溝底土質(zhì)為濕陷性黃土，溝中最大路基填土高度達(dá)30m。屬于高填路基。原設(shè)計(jì)為鋼筋砼拱涵，涵長(zhǎng)148m，溝底地質(zhì)勘察結(jié)果表明，其地基承載力不能滿足設(shè)計(jì)要求，由于地形復(fù)雜，大型機(jī)械難于操作，施工質(zhì)量及施工成本難以保證且工期太長(zhǎng)；經(jīng)過(guò)社會(huì)調(diào)查并查詢類似工程設(shè)計(jì)，專家論證，綜合比較驗(yàn)算后決定采用直徑3m、管壁厚6.5mm的波形鋼管涵。

1.3 該涵直徑3m，全長(zhǎng)148m，與路基中心線成120°交角，基礎(chǔ)采用砂礫墊層，波形鋼管涵安裝采用拼接式，拼裝時(shí)從涵洞中心向兩端延伸，有四個(gè)安裝組拼裝，每個(gè)安裝組平均安裝3m/d，4個(gè)組1天安裝12m，13天就完成安裝就位工作，管涵周圍回填時(shí)間為7天，洞口砌筑為4天，這樣這座涵洞的施工工期為24天，大大縮短了工期，為后續(xù)高填方提供了充足的施工時(shí)間，保證了高填方的預(yù)壓沉降時(shí)間。

2 波形鋼管涵主要技術(shù)要求

2.1 技術(shù)要求

2.1.1 波形鋼板原材料 波形鋼板原材料采用低碳鋼，應(yīng)符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

2.1.2 波形鋼板的外觀質(zhì)量 波形鋼板的外觀質(zhì)量應(yīng)符合表1的規(guī)定（JT/T710-2010）。

2.2 質(zhì)量要求

各部尺寸允許偏差見表2。

3 波形鋼管涵施工方法

3.1 波形鋼管描述

采用YTHG-3-6.5波形鋼管涵，波紋管管材用Q235-A熱軋鋼板加工成型，波距200mm，波高55mm，表面經(jīng)過(guò)熱浸鍍鋅，鍍鋅量不小于600g/m2，鍍鋅厚度不小于84μm，拼裝完成后內(nèi)外噴涂乳化瀝青兩遍。底部管片先噴刷乳化瀝青兩邊，避免安裝完固定后，底部與基礎(chǔ)接觸面無(wú)法噴刷，影響施工質(zhì)量。外側(cè)采用M20、8.8級(jí)高強(qiáng)度螺栓連接并套弧型墊圈，增加其連接緊密度及彈性強(qiáng)度，用密封膠對(duì)邊縫及螺栓進(jìn)行封閉，洞口附屬工程按涵洞常規(guī)方法進(jìn)行施工。

3.2 施工工藝流程 測(cè)量放樣→挖基礎(chǔ)→施工放樣→基礎(chǔ)墊層填筑碾壓→檢測(cè)→管身安裝→涵背回填→附屬工程施工→成品檢測(cè)、驗(yàn)收。

3.2.1 測(cè)量放樣 波紋鋼管涵施工前，首先應(yīng)用全站儀準(zhǔn)確測(cè)出管涵中心及縱橫軸線，用石灰撒出開挖邊線，并做好護(hù)樁，便于施工現(xiàn)場(chǎng)隨時(shí)檢測(cè)開挖深度及邊界線。

3.2.2 機(jī)械開挖基礎(chǔ) 基礎(chǔ)采用機(jī)械開挖人工配合，按1：1進(jìn)行基坑邊坡放坡，因地勢(shì)原因，所挖土方全部運(yùn)走。挖至標(biāo)高后，及時(shí)檢查基坑尺寸、高程、基底承載力。并立即采用大型碾壓設(shè)備壓實(shí)基礎(chǔ)底面，符合設(shè)計(jì)要求后，立即進(jìn)行沙礫分層填筑防止土質(zhì)基坑長(zhǎng)期暴露。做好臨時(shí)排水系統(tǒng)。

3.2.3 施工放樣 基礎(chǔ)挖好后，人工配合機(jī)械對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行平整，組織所需機(jī)械設(shè)備，布置各種材料堆放場(chǎng)地，測(cè)量人員根據(jù)圖紙全站儀放樣管涵軸線及，基礎(chǔ)邊線打好中邊樁，涵管中軸線和基礎(chǔ)范圍外50cm邊緣撒上白色灰線，水準(zhǔn)儀測(cè)量基底高程。保證基底高程不大于圖紙?jiān)O(shè)計(jì)工程。

3.2.4 基礎(chǔ)砂礫墊層施工 以本標(biāo)段K54+360波形鋼管涵為例，本基礎(chǔ)為砂礫墊層，厚度為140cm，換填砂礫前對(duì)基底標(biāo)高進(jìn)行復(fù)測(cè)，合格后，按松鋪厚度25cm進(jìn)行砂礫的填筑。采用機(jī)械整平，人工配合，填筑過(guò)程注意橫縱坡控制，壓路機(jī)碾壓密實(shí)。①在基底的四周預(yù)埋劃有刻度標(biāo)尺，用來(lái)控制分層填筑砂礫的虛鋪厚度和壓實(shí)厚度。②現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)人員每層采用灌砂法進(jìn)行壓實(shí)度檢測(cè)。自檢合格后報(bào)監(jiān)理單位檢測(cè)，合格后方可進(jìn)入下道工序的施工，保證施工質(zhì)量。③路堤下的波形鋼管涵，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，常會(huì)產(chǎn)生一定的下沉，因此，以波形鋼管涵中心向兩端要設(shè)置一定的預(yù)留拱度，通?？蔀楣荛L(zhǎng)的0.2-1.5%，以確保波形鋼管不出現(xiàn)凹現(xiàn)，特別是中部受壓最大，尤為關(guān)鍵。但要保證管涵中心的高程不高于進(jìn)水口的高程。

3.2.5 波形鋼管管身安裝 ①砂礫墊層頂層驗(yàn)收合格后進(jìn)行管身安裝，安裝前要放出其軸線和進(jìn)、出水口的準(zhǔn)確位置。拼裝管節(jié)時(shí)，要注意上游管節(jié)的端頭應(yīng)置于下游管節(jié)的內(nèi)側(cè)，不得反置。②管身安裝應(yīng)緊貼在砂礫墊層上，使管涵受力均勻。各管節(jié)應(yīng)安裝平順，墊穩(wěn)坐實(shí)，不得有懸空現(xiàn)象，局部如有懸空，采用中粗砂找平，并灌水使其密實(shí)。安裝完成后清除管內(nèi)泥土等雜物。③管身采用Q235-A熱軋鋼板，先連接一周全部成型后再進(jìn)行縱向連接。由中心向兩端對(duì)稱進(jìn)行。安裝時(shí)先安裝底片，然后分別向兩側(cè)拼接。每安裝3-5m進(jìn)行一次管節(jié)的圓度和位置校正。如出現(xiàn)偏位，采用千斤頂在偏位的方向上頂管節(jié)進(jìn)行糾偏。環(huán)向拼接時(shí)，應(yīng)將螺栓孔的位置對(duì)準(zhǔn)，并按產(chǎn)品設(shè)計(jì)規(guī)定的扭矩值進(jìn)行螺栓的施擰。④管節(jié)安裝時(shí)需在管節(jié)內(nèi)外搭設(shè)施工腳手架，以方便施工操作。并要考慮腳手架的剛度，保證施工安全。（圖2）

3.2.6 密封 管節(jié)全部拼裝完成后，整體檢查管節(jié)位置是否符合設(shè)計(jì)要求，局部有扭曲的進(jìn)行糾偏，檢查合格后在管節(jié)所有接縫處采用不透水的彈性材料進(jìn)行嵌塞封堵，寬度為2-5mm，接縫嵌塞材料應(yīng)連續(xù)，不得有漏水現(xiàn)象。（圖3）

3.2.7 管身涂刷瀝青 涵管出廠時(shí)，涵管及配套附件已經(jīng)過(guò)鍍鋅處理。其鍍鋅厚度63μm，再涂刷兩遍乳化瀝青，以加強(qiáng)防腐蝕作用。涂刷瀝青前管身底部填塞木楔，防止涵管滾動(dòng)。

3.2.8 涵管回填 ①必須等到乳化瀝青晾干后方可回填。為保證施工質(zhì)量，回填材料必須為滲水性材質(zhì)，回填材料采用砂礫，但為了保證管底兩側(cè)楔形部位均勻受壓，在管底兩側(cè)楔形部位處人工填筑中粗砂，用木棒或鋼釬由管身外側(cè)向內(nèi)側(cè)進(jìn)行搗實(shí)，每個(gè)部位都必須搗實(shí)到位。并噴灑一定量的水，保證其密實(shí)度。（圖5）②回填砂礫時(shí)應(yīng)分層填筑、分層壓實(shí)，每層壓實(shí)后的厚度不大于20cm，并在管身兩側(cè)紅色油漆按每20cm高度標(biāo)注，按標(biāo)注線控制填筑高度，壓實(shí)度要求達(dá)到設(shè)計(jì)要求并檢測(cè)合格方可進(jìn)行下層填筑。③回填砂礫必須在涵管兩側(cè)同步對(duì)稱進(jìn)行，兩側(cè)的回填土高差不得大于一層，防止偏壓，使波形鋼管管身變形和移動(dòng)。④管頂填筑厚度小于120cm時(shí)，采用小型機(jī)械夯實(shí)，不得使用壓路機(jī)械碾壓，以防管壁擠壓變形。⑤管頂填筑前，在管內(nèi)以管中心為起點(diǎn)向兩端每隔5m設(shè)置一道豎向和橫向十字臨時(shí)支撐，防止其在填土過(guò)程中產(chǎn)生變形。

4 注意事項(xiàng)

①在運(yùn)輸、裝卸、堆放和安裝管節(jié)時(shí)，應(yīng)采取措施防止其損壞，不得對(duì)管節(jié)和附件進(jìn)行敲打或碰撞硬物。管節(jié)在搬運(yùn)、安裝時(shí)不得滾動(dòng)，裝卸時(shí)應(yīng)按要求堆放。②在涵洞的進(jìn)出水口處，當(dāng)波形鋼管節(jié)的管端與涵洞混凝土端墻相連時(shí)，采用直徑不小于20mm的螺栓，按不大于50mm的間距，將管節(jié)與端墻予以錨固。

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)波形鋼管涵施工技術(shù)的論述，提高了大家對(duì)它的認(rèn)識(shí)，并熟知了它的優(yōu)點(diǎn)。用波形鋼管涵代替鋼筋混凝土進(jìn)行涵洞施工，無(wú)論從施工質(zhì)量、施工周期、施工造價(jià)、環(huán)保意義等方面都有其不可比擬的優(yōu)越性，波形鋼管涵洞在我國(guó)逐步得到推廣使用，2011年6月人民交通出版社出版的《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》增加了波形鋼管涵的內(nèi)容就說(shuō)明了這一點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)：

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