高速公路鋼波紋管涵施工質(zhì)量監(jiān)理探討

夏正年

（山西交通建設(shè)監(jiān)理咨詢集團(tuán)有限公司，山西 太原 030012）

一、工程概況

某高速公路全線里程123.56km，全線主線路共包括65道排水涵洞，其中有54道為管徑2m～4.5m、管長38m～80m的鋼波紋管涵，其余均為鋼筋混凝土蓋板涵。鋼波紋管涵在總管涵中的占比為82.8%，鋼波紋管涵之所以在該高速公路路基中大量應(yīng)用，主要?dú)w因于其拼裝簡單、施工速度快、輕質(zhì)、無需養(yǎng)護(hù)、耐久性良好、使用壽命長等性能優(yōu)勢，有助于工程經(jīng)濟(jì)效益和社會效益的顯著提升。

二、鋼波紋管涵施工前的監(jiān)理

山區(qū)高速公路鋼波紋管涵施工開始前，必須加強(qiáng)鋼波紋管涵施工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集，避免管涵設(shè)計參數(shù)偏離工程實(shí)際。監(jiān)理人員必須提前熟知設(shè)計圖紙，結(jié)合管涵設(shè)計樁號，與施工單位聯(lián)合放線，并明確標(biāo)出涵洞軸線實(shí)際位置，逐個展開排查；同時收集天然水系匯集主溝道走向坐標(biāo)，開展涵管進(jìn)出口地面高程實(shí)測，并通過探坑技術(shù)探測基坑底部實(shí)際地質(zhì)，檢測基底實(shí)際承載力，盡可能詳盡地獲取實(shí)地影像資料，充實(shí)原始記錄。

對比分析所采集的數(shù)據(jù)與設(shè)計圖紙，尤其注重分析管涵設(shè)計位置和天然排水主溝道位置等的準(zhǔn)確性，管涵進(jìn)出口引排水的順暢性，實(shí)際排水量和管涵過水?dāng)嗝娴倪m應(yīng)性，基底承載力等情況，如遇實(shí)際情況與設(shè)計要求不符，必須及時提出變更建議，保證該公路管涵與工程所在地天然水系銜接良好，確保管涵工程充分發(fā)揮作用。

本文結(jié)合大量工程實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，鋼波紋管涵施工工藝特殊，因此在施工階段對涵體防滲防腐，以及涵背回填[1]均具有較高質(zhì)量要求，必須在施工開始前就采取有效措施避免涵體變形滲漏、腐蝕破壞。監(jiān)理單位需配備經(jīng)驗(yàn)豐富的監(jiān)理人員，對鋼波紋管涵施工準(zhǔn)備階段的相應(yīng)處理展開監(jiān)督檢驗(yàn)，監(jiān)督施工單位提前做好包括技術(shù)方案編制審查、機(jī)械設(shè)備型號性能、材料合格證明文件及檢驗(yàn)報告、技術(shù)人員職業(yè)資格及技術(shù)水平等在內(nèi)的技術(shù)準(zhǔn)備；并要求設(shè)計單位技術(shù)交底，為管涵材料供應(yīng)商提供技術(shù)指導(dǎo)。試驗(yàn)路段鋼波紋管涵所需機(jī)械設(shè)備主要如表1所示。

表1 主要施工機(jī)械設(shè)備

施工前，以上設(shè)備儀器在經(jīng)過施工方的全面檢驗(yàn)和標(biāo)定的基礎(chǔ)上，監(jiān)理工程師必須二次檢驗(yàn)。

三、鋼波紋管涵施工階段監(jiān)理

（一）基坑施工監(jiān)理

在基坑開挖時，應(yīng)加強(qiáng)開挖深度控制，避免出現(xiàn)欠挖和超挖等現(xiàn)象，必須嚴(yán)格按照設(shè)計圖紙及監(jiān)理工程師的要求，開挖淤泥、泥沼等軟弱基底土質(zhì)，并通過級配較好、透水性良好的砂礫土、碎石土等換填。采用小松360挖掘機(jī)與自卸車配合的方式開挖基坑，開挖時應(yīng)保證各角實(shí)際開挖尺寸均超出設(shè)計尺寸0.5m，待挖掘機(jī)開挖至基底0.3m深度時，改為人工挖掘，以避免過度擾動基底土，同時應(yīng)檢測并確?；讓?shí)際承載力符合設(shè)計要求。

基坑開挖施工必須根據(jù)基坑凈寬、模板厚度、施工空間等參數(shù)按照1∶0.75的坡度放坡開挖，對于地質(zhì)條件復(fù)雜的段落應(yīng)采取邊坡防護(hù)措施后再開挖。在基坑頂邊緣預(yù)留寬度至少為1m的護(hù)坡道，按照土體不發(fā)生坍塌的要求，確定荷載與坑邊緣的距離。為防止基坑遇水浸泡，基坑外邊緣應(yīng)設(shè)置寬0.8m、深0.8m的截水溝；在基坑開挖結(jié)束后，應(yīng)及時開展下一步施工，防止基坑暴露過久而影響其地基承載力。通過全站儀復(fù)核基坑中心標(biāo)高及四角高程，同時準(zhǔn)確測放邊角位置，復(fù)核及測放結(jié)果均應(yīng)報現(xiàn)場專業(yè)監(jiān)理工程師審核確認(rèn)。

（二）基礎(chǔ)及墊層施工監(jiān)理

該山區(qū)高速公路鋼波紋管涵直接放置在基礎(chǔ)墊層上，不設(shè)置混凝土管底基礎(chǔ)，這無形中增大了涵背回填施工的難度。地基土層情況是影響基礎(chǔ)施工厚度的主要因素，若涵管范圍內(nèi)地層均為高強(qiáng)度巖石時，為避免因管底應(yīng)力過于集中而出現(xiàn)徑向凹凸變形，不能將柔性結(jié)構(gòu)的管涵直接置于硬質(zhì)巖層上，必須增設(shè)厚度為60cm的碎石基礎(chǔ)[2]。如果地層為軟弱巖層，則應(yīng)換填后增設(shè)厚度為80cm的碎石層基礎(chǔ)。監(jiān)理人員必須對以上情況全面檢查和判斷。基礎(chǔ)施工時，層厚應(yīng)控制在30cm以內(nèi)，通過20t壓路機(jī)壓實(shí)，完成碎石層基礎(chǔ)施工后還應(yīng)在其表面增設(shè)厚度為10cm的粗砂墊層，砂料粒徑應(yīng)不超出12mm?；A(chǔ)及墊層施工監(jiān)理的重點(diǎn)還應(yīng)放在基礎(chǔ)墊層預(yù)拱度上，縱向預(yù)拱度應(yīng)為管長的0.5%，且兩頭低、中間高，避免涵管中間發(fā)生反坡或凹陷。在結(jié)束基礎(chǔ)施工后，全面檢測平整度、壓實(shí)度及頂高程。

（三）管涵拼裝質(zhì)量控制

鋼波紋管主要由管片和連接件、防水層和防腐層的構(gòu)成，該高速公路所用鋼波紋管涵管片波高64mm，波距230mm，管徑在3m以下時，管片厚至少為4mm；管徑在3m以上時，管片厚至少為5mm。在拼裝之前必須開展軸線放樣，并從管涵中部開始逐節(jié)向兩端安裝，整個安裝過程通過起重機(jī)完成，安裝位置則通過人工方式微調(diào)，安裝時對正相鄰管片連接孔位，并在外側(cè)套上墊圈，再通過套筒扳手將螺母擰緊。對于管涵拼裝過程中容易出現(xiàn)的隱患和問題，監(jiān)理人員必須預(yù)判，有的放矢，常見的拼裝質(zhì)量問題有管片拼接縫隙過大，密封膠防水失效，管片規(guī)格偏大，螺栓孔偏位，防腐層厚度偏小，防腐層未完全覆蓋等。

（四）管涵回填施工監(jiān)理

涵背回填是高速公路鋼波紋管重點(diǎn)性施工工序，也是監(jiān)理單位重點(diǎn)的監(jiān)控環(huán)節(jié)，監(jiān)理人員對分層回填施工實(shí)施事前交底、事中全過程監(jiān)督、事后驗(yàn)收的監(jiān)理。本文試驗(yàn)路段環(huán)狀結(jié)構(gòu)鋼波紋管涵直接放置在基礎(chǔ)墊層上，管涵受到向下的荷載作用后，其兩側(cè)約束力主要來自回填材料，若因回填質(zhì)量問題而導(dǎo)致周邊約束力不足，則很容易引發(fā)管頂及管底向中心凹陷，并出現(xiàn)水平徑向變形[3]。為此，必須加強(qiáng)管涵回填施工質(zhì)量監(jiān)理。

該公路工程鋼波紋管涵成型質(zhì)量檢測要求具體如表2所示。

表2 鋼波紋管涵成型質(zhì)量檢測要求

四、結(jié)語

綜上所述，高速公路鋼波紋管涵具有較好的整體性、柔性特征，能夠適應(yīng)地基變形，且施工速度快，造價節(jié)省。但是鋼波紋管涵一旦發(fā)生滲漏，必將引發(fā)地基承載力和填料強(qiáng)度降低，路基路面沉降開裂，因此對防滲防腐要求較高。涵背回填質(zhì)量不良，必定會降低涵管周圍約束力，在施工荷載及行車荷載的作用下，造成涵管變形。為此，監(jiān)理人員必須嚴(yán)格采取質(zhì)量控制措施，多措并舉，強(qiáng)化過程驗(yàn)收，保證公路鋼波紋管涵施工質(zhì)量。