浅谈公路建设中钢波纹管涵施工技术

摘要：通过对钢波纹管涵的实例运用，阐述了钢波纹管涵的在高速公路建设中的施工技术，明确施工关键工艺和技术要求，为今后类似工程提供借鉴。

关键词： 钢波纹管涵 施工技术

21世纪初，钢波纹管涵（YTHG）施工技术引入我国，开始在建设工程中得到广泛应用，是基于盖板涵、管涵等构筑物基础上发展而来的新型材料。它具有高强、耐久、施工速度快、拼装方便、对地基要求低等特点，被广泛应用在软基、高填、深谷路段。相比之下，经济效益明显。本文以某高速公路一处钢波纹管涵施工技术为例，介绍如下：

工程概况

某双向六车道高速公路位于平原、微丘地貌，路基宽26m，全长42.3km，要求工期20个月。K22+268.5位置十多年前的排水沟渠，早已被当地百姓改造为田地，地形地貌已被填变，所以在设计调查阶段没有考虑留构造物。项目实施过程中，按照整体填方路堤通过，附近村庄多次与建设单位沟通，建议在该处增加涵洞，防止将来洪水涝灾。经建设单位、设计单位、监理单位、施工单位四方讨论，决定在该处设置一座涵洞，满足将来排涝需求。为加快施工进度、保证施工质量，采用设置钢波纹管涵。

该处路堤填方高度最大7.8m，坡率1：1.5，涵洞和原河道交角85º ，经水文计算，采用Q235A热轧钢板制作，屈服强度不小于235MPa，抗拉强度不小于375MPa，管直径2.0m、钢板厚度4.5mm，钢制波纹管涵洞长度47m。洞口形式采用八字式，基础采用M7.5水泥砂浆浆砌片石，基底采用砂砾垫层，厚度80cm。与盖板涵相比，综合效益可观。

施工工艺及技术要求

2.1测量放线

测量放线是建设工程产品由设计转化为实物的第一步，测量质量的好坏直接决定构筑物的定位和标高是否正确，并制约着施工过程关键工序的质量。根据设计图纸，计算测量数据，采用全站仪放设涵洞轴线、基础边界、地基开挖边界位置，记录测量数据，现场定桩、撒白灰线。

2.2地基开挖及承载力检测

根据勘察报告显示：该处0-1.3m为Ⅰ层松散素填土,1.3-3.6m为Ⅱ层可塑状粉质粘土，3.6-10m为Ⅲ层中密粉砂，勘察范围内未见地下水。设计涵底落在了素填土上，现场采用1:1.5坡率开挖，开挖坑底宽度大于3.5m。开挖后采用现场钎探进行地基承载力检测，测点沿涵轴线间隔3m布置。钎探1.5m深度范围内，素土平均击数为7.3击，粉质粘土平均击数为18.6击。素填土的承载力不满足设计要求，决定素土清除，全部换填砂砾至涵底设计标高。

2.3基础垫层施工

当挖机挖到Ⅱ层粉质粘土后，由人工辅以清除20cm扰动土，然后整平地基。分层填筑砂砾层，填筑底宽度不小于3.5m，要求级配良好，最大粒径不大于8cm。虚铺厚度25cm，采用机械压实，边角采用小型振动夯机补夯，保证压实度不小于96%，压实度检测频率满足每6m不少于一次。

2.4管身拼装

严格控制和检查砂砾地基表面的坡度，保证与设计坡度一致，同时，为预防施工扰动地基，波纹管外底部出现凹陷，特设置涵轴线砂砾地基的预拱度，为每节管长度的0.2%-0.5%。

1)底板拼装：以中心轴线，中点为基准，第一张波纹板定位，以此为起点向两侧延伸，直至二端。圆周向搭接长度为50mm，第二张板叠在（搭接部分）第一张板上面，对正连接孔。螺栓的螺纹部涂上剂，套上垫圈由内向外插入孔位，对面套上垫圈旋上螺母，用套筒扳手预紧螺母。

2) 环向拼装：由下向上顺次拼装。轴向搭接宽度为120mm，搭接部分上板复盖下板，圆周向连接采用阶梯形，即上面二块板的连接叠缝与下面二块板的叠缝错位。两侧波纹板对称安装。连接孔对正后，用涂上剂的螺栓，套上垫圈（遇谷用凸垫，遇峰用凹垫，不得装反）由内向外插入孔位，用套筒扳手预紧螺母。（如图）。

3）圆周向拼装满三片波纹板时，要测定一次截面形状，达到标准再继续拼装，达不到标准应及时调整。圆周向拼装到环形圈合拢时，测定截面形状，采用定位拉杆固定，调整预紧螺栓。轴向每6m测水平，垂直各一处，钢波纹管涵内径（mm）规定值或允许偏差不超过±1％。

4）管涵拼装全部完成，用定扭电动扳手，按预紧力扭矩340N.m±70N.m紧固所有螺栓，依次序，不得遗漏，紧固后底螺栓用红漆标示。所有螺栓（包括纵向和环向接缝）应在回填之前拧紧，保证波纹的重叠部分紧密地嵌套在一起。波纹钢板管涵外圈搭接处用预紧力扭矩符合要求后，可用环氧树脂砂浆封填，以防纹板连接处渗水。

2.5涵管两侧及路堤回填施工

涵管两侧回填质量控制是钢波纹管涵工程施工质量控制的关键，直接影响管和管周土体弹性抗力共同承担荷载的能力。

2.5.1回填

钢波纹管涵两侧回填材料适宜用粗砂，应对称施工，分层回填，每层虚铺厚度为20cm。对于有端部挡墙的情况，从两端向结构的中心进行回填；对于没有端部挡墙的情况，从结构的中心向两端进行回填；管道两侧和管顶以上500mm范围内的回填材料，不得直接扔在管道上。管道半径以下回填时应采取防止管道上浮、位移的措施；沟槽回填从管底基础部位开始到管顶以上500mm范围内，必须采用人工回填；当涵管顶填土大于50cm后，方可采用YZ12压路机施工，每层厚度20cm，压实度大于等于96％。

2．5.2结构形状监测

在完成回填之后，最终的结构形状与组装时的形状最大不超过±2%，为保证实际形状与设计形状的误差在±2%以内，洞口端墙浇筑需分两次浇筑,先浇筑波钢纹管道半管以下，半管以上用砂袋挡土，待路基完成并且沉降15天后，再挖开边坡浇筑半管以上端墙。

2.5.3路堤填筑

待钢波纹管涵顶填土高度超过50cm后，执行路基施工技术要求进行路堤填筑施工。

小结

钢波纹管涵代替以往的盖板涵、管涵技术，近几年在我国公路建设项目中应用越来越多。以其安装简单、运输方便、施工快、强度高、环保、等优点被广大建设部门认可。随着我国公路建设事业逐步向山区、西部的步伐，高填、V型沟、冻土越来越多，钢波纹管涵的使用空间越来越广，具有综合效益，使用前景广阔。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。