分析鋼波紋管涵施工工藝質量控制

摘要：以某鋼波紋管工程為例，"就鋼波紋管涵施工工藝控制以及質量檢驗評定標準進行了詳細論述，"并對比分析了鋼波紋管涵的適用性及優缺點，"指出該工程通過鋼波紋管的施工，"取得了良好的效果。

關鍵詞：鋼波紋管涵;施工工藝;質量控制

一、工程概況

廣東省汕頭至湛江高速公路揭西大溪至博羅石壩段（簡稱汕湛高速揭博項目）共分四個土建工程監理合同段，分別為第J1、J2、J3、J4合同段。本項目第J1合同段監理單位為廣東華路交通科技有限公司，設置汕湛高速公路揭博項目J1總監辦，下轄T1至T5共五個施工合同段，路線起點位于揭陽市揭西縣境內大溪鎮新樓村，與汕湛高速汕頭至揭西段順接，樁號為K86+096.688，終點位于棉洋鎮富強村，與本項目第J2合同段相接，樁號為K125+293.283，本合同段路線全長38.169km。

其中T4合同段承建的K110+442鋼波紋管涵洞長度為76.086m，壁厚5.5mm，直徑為4m，和線路夾角95°涵洞頂最大填土高度為5.231m。原設計為K110+458.5蓋板涵，因和東嶺隧道左洞洞口施工位置、時間沖突，涵背回填場地狹小，施工時間長，影響東嶺隧道左洞施工。經業主、設計和施工單位現場勘驗，決定將位置變更至K110+442，結構形式變更為鋼波紋管涵。變更后的涵洞位置處于沖溝中心線附近，沖溝底地質為石塊和淤泥混合沉積物，承載能力低，需進行換填處理。進出水口為八字墻，出水口八字墻接路基坡面上的急流槽，路基外采用引渠引至右側自然山谷內，過揭西地方路處設線外涵。

二、施工工藝

2.1施工放樣

填筑到距涵底標高線120cm時，測量放樣，調整路基橫坡及涵洞基底縱坡，并按照設計圖在涵長中心位置設置0.5%（19cm）的預拱度。監理測量工程師對承包人基坑施工放樣進行復核合格后試驗工程師對地基承載力進行檢測，按設計要求不得低于200Kpa。合格后進行基礎砂墊層填筑。基礎砂墊層填筑前對基底砂墊層施工范圍及高程控制標志點進行復核。

2.2基礎砂墊層及砂礫基礎

①"管涵基礎采用有足夠強度、穩定性和均勻性，基礎采用20cm厚的碎石墊層加80cm厚的砂礫層，碎石墊層攤鋪均勻，采用壓路機碾壓密實。

②"砂礫層材質均勻，無大石塊等硬物。填筑時分層填筑、分層沖水、插入式振動棒振搗，最后壓路機靜壓或小型平板振動器壓實，每層壓實厚度為20cm，壓實度達到要求后方可進行下一層填筑，壓實度不小于96%。

③"砂礫墊層基礎設置一定的預拱度，預拱度中間高，兩端低，為管長的0.5%，以確保拱后管道中間不出現凹陷或反坡。

④"基礎填筑完畢后，檢測基礎的標高、平整度，符合要求后才進行下一工序。

為給管節拼裝提供場地，基礎碎石墊層及砂礫墊層應和基礎外路基同層填筑、驗收、壓實，為配合碎石及砂礫填筑厚度，缺口范圍內路基分層填筑厚度調整為20cm。

2.3管身安裝

①"安裝前要求承包人備齊安裝工具、起吊設備、套筒扳手、定扭電動扳手、定扭扳手。備足腳手、跳板、電源等設備。

②"鋼波紋管涵在廠制時，業主、監理等到場對原材料、連接件、鍍層、高強螺栓、孔位布置等進行抽檢，并送廣東省交通集團檢測中心進行檢驗，合格后批量生產。廠制完成后，運至現場，監理工程師按以下標準進行了進場驗收：產品質量合格證書，逐張檢查波紋板外觀，有無在搬運裝卸過程中出現的碰傷、變形鍍層脫落等情況，安裝前檢查鋼波紋管的壁厚、波高、波距及鍍鋅厚度等指標，符合設計及規范要求;管節、塊件和連接螺栓均必須做防腐處理。

對拼裝場地和卸料場地進行規劃，分類堆放，搭設內腳手架。

2.4管節安裝

①"施工放樣及端翼墻基礎澆筑

對墊層標高檢查，放樣確定涵管的位置、中心線，進出水口位置。

拼裝前應將端翼墻基礎澆筑完畢。

②拼裝

拼裝底板：

以各管節采用人工吊車吊入基礎上或待安裝位置，在吊機配合下人工調整位置。安裝完成后，人工清除管內雜物，保持管內干凈、通暢。

中心軸線、中點為基準點，第一張波紋板就位，依次起點向兩側延伸，直至兩端。第二張板疊在第一張板（搭接部分）上面，對正連接孔。螺栓的螺紋部分涂潤滑劑，套上墊圈由內向外插入孔位，對面套上墊圈，用套筒扳手擰緊螺母。

拼裝環形圈：

由下向上順次拼接，軸向搭接長度為120mm，搭接部分上板覆蓋下板，圓周向連接采用階梯形，即上邊兩塊板的連接疊縫與下邊兩塊板疊縫錯位，連接孔對正后，用涂上潤滑劑的螺栓，套上墊圈（遇谷用凸墊、遇峰用凹墊，不得裝反）由內向外插入孔內，用套筒扳手預擰緊。

圓周向拼裝第三波紋板時，要測定一次截面形狀，達到標準再繼續拼裝，否則及時調整。拼裝到環形圈合攏時，測定截面形狀，采用定位拉桿固定，調整預緊螺栓，拼裝頂部第一塊波紋板。

拼裝管節時，上游管節的端頭置于下游管節的內側，嚴禁反置;管接拼裝時，法蘭盤螺栓孔的位置必須對準，并按產品設計規定的扭矩值進行螺栓的施擰。

③"管節之間的接縫采用不透水的彈性材料進行塞嵌，寬度為2～5mm，接縫塞嵌材料必須連續，不得有漏水現象。

④"管節拼裝全部完成，用定扭電動扳手，按預緊力340N.m±70"N.m扭矩緊固所有螺栓，依次序不得遺漏，緊固后底螺栓用紅漆標示，所有螺栓（包括縱向和環向接縫）在回填前擰緊，保證波紋的重疊部分緊密地嵌套在一起。

⑤"為保證達到螺栓扭矩的要求值，在回填前隨機抽取結構上縱縫2%的螺栓，用定扭扳手，定預緊力扭矩進行抽檢試驗，以確定扭矩值是否滿足要求。

⑥"鋼波紋管涵外圈搭接處用預緊力扭矩符合要求后，用專用密封膠或環氧樹脂砂漿封填，以防波紋板連接處滲水。

⑦注意事項：鋼波紋管施工時，供應廠家應有技術人員現場指導;設拼裝指揮員一名，負責起吊及施工人員現場操作;腳手架必須牢固、平穩;架設內腳手架，注意直徑兩端距離，以防安裝時通道變形。

2.5涵背回填

①壓實方法：距離涵洞管壁兩側水平方向0.5m范圍，水沉+插入式振動棒插搗+手持夯機夯實;0.5m以外每層鋪設20cm砂礫，壓路機靜壓回填;臺背回填范圍以外路基部分，20t壓路機分層壓實。

②"臺背回填前，端墻位置，使用編織袋裝沙土將管節兩側堆碼封堵，高度為管頂平齊，端墻外邊坡使用厚度不小于1m的包邊土同層填筑碾壓。填筑施工前，在管身使用紅油漆標示填高控制線及層數。

③涵洞兩側回填對稱施工，分層回填，每層厚為20cm，從兩端向結構的中心回填。

涵洞兩側回填高差不大于20cm，壓實度不小于設計及規范要求（96%），涵管上方及兩側20m范圍內嚴禁使用強夯或沖擊碾壓。

④填筑前，在管內設置木質豎橫向十字臨時支撐，支撐與關節接觸處設縱向通長方木縱梁，避免應力集中，防止在回填時變形，在回填后才拆除。

⑤"管頂填土不少于2.5m后才容許施工車輛通過。

⑥"波紋管在填筑過程中存在變形，一般變形量為管徑的0.5%～2%，為避免管節和端墻C20混凝土發生脫離，采取以下措施：

端翼墻墻身施工部位先用編織袋封堵，當涵頂填土填至路基最大設計標高15日后，拆除編織袋施工墻身，墻身后口部分，采用小型夯實機夯實。

進水口處，鋼波紋管節的管端與涵洞剛性端墻相連部位，采用直徑不小于20mm的螺栓，按不大于500mm的間距，將管節與端墻墻體予以錨固。

2.6監測

鋼波紋管在拼裝和回填過程中應按照以下幾種情況進行變形和應力監測：

①監測時機

回填壓實厚度到管徑1/4、1/2、"3/4、剛剛覆蓋鋼波紋管涵時、涵管上方回填厚度50cm及剛剛施工完成后。

②變形監測點布設

整個鋼波紋管涵要進行6個斷面監測，進出口、左右線填土最高處、左右線邊坡線相交位置、填挖交界位置等各設置一個監測斷面，每個斷面監測4個點（參照設計圖）。

③應力監測點布設

在整個波紋管設8個監測斷面，涵洞填挖交界一個、左右線填土最高處2個、左右線邊坡線相交位置2個（點位布設方式見圖紙）。

三、鋼波紋管涵質量檢驗標準

1.一般規定

（1）鋼波紋管在出廠前應嚴格按照加工驗收標準驗收，并進行必要的預拼裝，檢驗項目包括：

①鋼板厚度及數量;

②鋼板端部及螺栓孔表面處理狀態;

③鋼板鍍鋅量及厚度;

④螺栓、螺母是否符合標準。

波紋鋼板涵進場驗收項目

項次

檢查項目

規定值或

允許偏差

檢查方法和頻率

權值

1

壁厚（%）

+11

板厚千分尺：抽查5%

2

2

管內徑（%）

±2.0

尺量：5個斷面

1

3

外形尺寸

波距（mm）

±3.0

尺量：抽查5%

1

波高（mm）

±3.0

尺量：抽查5%

1

波紋鋼板件長度（%）

±1.0

尺量：抽查5%

1

波紋鋼板件寬度（%）

±1.0

尺量：抽查5%

1

4

鍍鋅層厚度（μm）

≥84μm

測厚儀：抽查10%

2

5

外觀

表面光潔、平滑、鍍層均勻

目測

1

（2）鋼波紋管現場拼裝，必須嚴格按照設計及施工安裝規范要求施工，土建部分按照JTGF80/1-2004第6.9.6.10節標準驗收;回填土驗收歸入路基工程中。

2.基本要求

（1）每座波紋管涵單體出廠時，必須附有產品質量合格證書;

（2）運至現場后必須逐塊檢查，凡在運輸過程中變形的鋼板不得使用;

（3）基礎地基承載力必須滿足設計要求，且不應小于200Kpa，壓實度達到93%;

（4）安裝時，接縫處必須處理干凈，確保拼接緊密;

（5）安裝鋪設應平順、穩固、管底坡度不得出現反坡，管內不得有泥土、磚石等雜物;

（6）必須采取有效措施，確保涵外路堤填土質量;

（7）高強度螺栓緊固后，在二次防腐處理前，應在搭接處用密封防水材料（或熱瀝青）涂裝;

（8）驗收方式采用交通部（JTGF80/1-2004）.

3.實測項目

波紋鋼板涵安裝實測項目（1）

項次

檢查項目

規定值或

允許偏差

檢查方法和頻率

權值

1

拼接螺栓抗拉強度（Mpa）

≥600

抽樣做拉力試驗：3組

2

2

相鄰板片接頭錯臺（mm）

1

尺量：檢查3～5個斷面

1

3

高強度螺栓扭矩

±10%

強度8.8級

測力扳手：抽查5%

2

4

涂防腐層厚度（mm）

符合設計

測厚儀：抽查10%

2

5

橫向搭接長度（cm）

≥4

尺量：10m檢查一組

/

縱向搭接長度小頭（cm）

≥4

尺量：10m檢查一組

縱向搭接長度大頭（cm）

≥8

尺量：10m檢查一組

注：1.實際波紋板生產過程中螺栓孔會高于標準1cm，實際搭接長度約5cm，縱向小頭搭接長度5cm、縱向大頭搭接長度10cm。如有特殊，再進行特殊施工;

2.高強度螺栓采用定扭扳手進行檢測，定預緊力扭矩為240KN.m±70N.m，抽檢縱向、環向接縫螺栓各5%，如90%達到以上扭矩要求，則認為安裝時合格的。

波紋鋼板涵安裝實測項目（2）

項次

檢查項目

規定值或

允許偏差

檢查方法和頻率

1

涵底土石壓

實度（%）

達到設

計要求

涵軸線投影土基每6米測一處，且不小于2處

2

涵軸線偏位

（mm）

20

經緯儀或拉線：每6m測一處，且不少于2處

3

涵管底高程

（mm）

±10

水準儀：每6m測一處，且不少于2處

4

安裝涵管內徑

（mm）

±1%

尺量：每6m測水平、豎直各一處，但不少于2處

四 結語

通過該鋼波紋管涵的施工，較原設計蓋板涵施工縮短了工期，避免了與隧道施工的沖突，"從總體工程考慮節約了投資，"得到了各參建單位單位的一致好評。

參考文獻：

[1]"JTG"041-2000，公路橋涵施工技術規范["S].

[2]"JTG"D60-2004，公路橋涵設計通用規范["S].

[3]熊燕，"謝應爽.山區橋涵設計淺析["J].山西建筑，"2007，"33（36）：315-31