鋼波紋管涵施工的質量控制

陳 罡

（江西省交通工程質量監督站 南昌 330008）

九繞高速A5合同段K26＋116涵洞位于星子北互通一處高填方路段，與線路夾角90°，孔徑1～4.0 m，涵洞長145 m，處于軟土地基地段。涵身采用鋼波紋管Q235熱扎鋼板壓制成型，為防止波紋管涵銹蝕，波紋管節出廠前對內外表面進行了熱浸鍍鋅處理，鍍鋅層厚度≥63μm，平均鍍鋅層厚度84μm。洞口側墻基礎、八字墻基礎、洞口側墻身、八字墻墻身采用C20混凝土澆筑成型。鋼波紋管徑大于2 m時為便于運輸，將波紋管劃分成若干片，運至現場后用螺栓拼接而成。

1 鋼波紋管選用原則

鋼波紋管涵的選用必須遵循適用、安全、經濟的原則，在滿足功能需求基礎上充分發揮鋼波紋管結構的力學性能優勢。設計中除應充分考慮工程項目的基本特征，包括公路等級、地形地貌、不良地質狀況、路基修筑等方面之外，還應考慮下列因素：施工條件、便利性、養護條件、二次防腐［1］。其次，下列地段可以優先考慮鋼波紋管涵洞，如：①不良巖土地基的涵洞，包括多年凍土、膨脹土、軟土、濕陷性黃土等；②人力資源缺乏或高危險、高原缺氧地區等工程；③砂石資源缺乏地區，水泥、鋼材等運距較遠的邊遠地區；④為加快施工進度，達到快速通車目的的應急搶險、救災等工程。

2 各種土質地基處理方法

（1）優質土地基。未經篩分的砂、碎石、砂礫土以及砂質土都是比較理想的地基材料，但需清除10 c m以上的石塊等硬物。

（2）普通地基。普通地基，一般需設一定厚度的基礎。但若將涵管地基槽原狀土經嚴格夯實（其夯實度到重型擊實密實度的90%以上）以后，也可直接將波紋管置于地基上。

（3）巖石地基。除設計要求有規定之外，波紋管不能直接置于巖石或混凝土基床上，因過于剛性的支承，不但會降低管壁本身所具有的良好柔性，而且還會減小涵管的承載能力。因此，對巖石地基應挖掉一部分軟巖，換填上一層優質土，并認真夯實。開挖軟巖溝槽，不能使用烈性炸藥和放深孔炮，以避免將過多的外層炸松散。巖石風化層地基不能作為基礎，需換填3倍直徑寬度的填土。

（4）軟土地基。當涵管處于軟土地基上時，根據軟基厚度對軟土路基進行處理。①當軟基厚度小于2 m時，采用碎石進行換填；②軟基厚度大于2 m小于5 m時，采用清淤拋石處理方法；③大于5 m時，采用CFG基樁處理，然后在其上填一層大于50 c m厚的優質砂礫墊層，并夯實緊密。

（5）喀斯特地形地基。當涵管處于喀斯特地形時，采用特殊處理，增加地基整體性，使其沉降一致，一般換填100 c m砂礫或碎石，分層密實，地基表面向下50 c m及100 c m位置設2道雙向土工格柵，長度與涵洞通長。

3 施工工藝

（1）施工放樣。根據設計文件對涵洞的軸線、高程進行現場實地放樣，復核原地面與設計是否相符。若不符，進行工程變更；若相符，按施工方案確定涵洞基坑的開挖邊線，進行現場技術交底。

（2）挖基。基礎開挖有設計要求時，按照設計要求開挖地基；沒有設計要求時，基礎墊層厚和開槽寬度可參照廠家提供的參考表進行基礎開挖，見表1。為了便于機械碾壓，采用基礎標準寬度。

表1 鋼波紋管涵基礎寬度參考表

基坑開挖應按要求進行，當基底土為淤泥等不良土層時，應換填處理。應避免超挖，如超挖，應將松動部分清除。基礎挖至標高的土質基坑不得長期暴露、擾動或浸泡，并應及時檢查基坑尺寸、高程、基底承載力。符合要求后，應立即進行基礎施工。

（3）施工工藝流程［2］。放樣→基坑開挖→墊層施工→墊層驗收→管節安裝→安裝驗收→洞口工程→涵背回填→結束。

4 質量控制

（1）基礎墊層施工。基坑開挖成型經驗收合格后，便可進行基礎墊層施工，墊層材料可采用級配碎石或砂礫填筑。在進行底層施工時，要確保墊層的密實度符合設計要求。若設計有預拱度時，要進行預拱度設置。

（2）預拱度設置。埋設于一般土質地基上的波紋管經過一段時間后，常會產生一定的下沉，而且往往是管道中部大于兩端。因此，鋪設于路堤下的波紋管的管身要設置預留拱度。其大小根據地基土可能出現的下沉量、涵底縱坡和填土高度等因素綜合考慮，通常可為涵管長的0.2%～1%，見圖1。

圖1 預拱度設置示意圖

（3）管身安裝。管節安裝前準備工作：放出管涵軸線，打好中邊樁，在涵管中軸線和基礎范圍邊緣撒上白色灰線，測出基坑地面高程，對墊層進行質量驗收，檢查涵管底部平整度、標高及基礎預拱度的設置，驗收合格后，即可確定涵管的位置、中心軸線、中心及標高。準備工作完成后進入管節安裝環節。

（4）管節拼裝、連接。①施工安裝時應在波紋管內外壁涂刷瀝青涂層，以提高波紋管的抗腐蝕性能；②定出第一節波紋管的準確位置，以此為起點向兩側拼裝延伸，至涵管進出口端；也可從涵洞的一端向另一端進行拼裝，直到管節拼裝完畢；③拼裝環形圈由下向上順次拼裝；搭接部分上片波紋管覆蓋下片波紋管，沿圓周從兩側對稱連接，相鄰2片管節縱縫上下交替；④每節拼裝成型后，應測定截面形狀，達到標準再繼續拼裝，未達到標準應及時調整，采用定位拉桿固定，調整預緊螺栓，以達到設計的形狀；⑤涵管拼裝全部完成后，用定扭氣動扳手緊固所有螺栓，緊固后底螺栓用紅漆標識；⑥為保證達到螺栓扭力矩的要求值，在回填之前隨機抽取涵身縱向接縫處2%的螺栓，用頂扭扳手進行抽檢實驗。如任一螺栓扭力矩值達不到規定值，則應抽檢縱向和環向接縫所有螺栓的5%。如果上述抽檢試驗滿足要求，則認為安裝合格。否則應重新擴大檢測范圍檢測，直到測到的扭力矩值符合要求止；⑦外圈搭接處螺栓擰緊并符合要求后，為防止波形鋼片接縫和螺栓孔處滲水，在波形鋼片連接處和螺栓孔處采用專用密封材料密封；⑧安裝完畢后，在管內外均勻涂刷2遍瀝青，瀝青可為熱瀝青或乳化瀝青，瀝青涂層的總厚度應不小于1 mm；⑨安裝完成對管節安裝質量驗收合格后方可進行回填。鋼波紋管涵安裝實測項目可參照廠家提供的資料進行對照檢查，見表2。

表2 鋼波紋管涵安裝檢查項目表

（5）兩側及頂部回填。①兩側及頂部（0.5～2 m范圍內）回填材料要求與基礎換填材料一致，頂部2 m以上范圍采用路基填筑材料；②楔形部回填。鋼波紋管涵的楔形部密實度很重要，回填材料應采用C20細石混凝土；③涵管兩側部位回填。管身最大直徑兩側50 c m外可采用20 t的壓路機壓實，50 c m范圍內應采用小型夯實機械夯實，避免大型機械設備對管涵的撞擊。填筑必須在涵管兩側對稱同步進行，兩側的回填土高差不得大于15 c m；④涵管頂部回填。涵管上方回填，厚度小于50 c m時采用手扶振動夯機壓實。管頂填土大于50 c m時，可采用20 t壓路機壓實；⑤涵管頂部及兩側20 m范圍內不允許使用機械進行強夯；⑥從回填開始到涵頂填土結束，最終截面尺寸與組裝時的尺寸差異最大不得超過2%。如截面變形量超過變形范圍，應立即終止施工，查明原因，采取相應措施將變形量控制在標準要求范圍內。

（6）施工注意事項。①地基為軟基時，一定要進行特殊處理，處理過后承載力應達到200 k Pa，合理設置預拱度。管頂上應鋪設土工格柵；②涵管回填材料應采用透水性好的天然砂礫或級配碎石；③涵管回填遇到分幅施工時，接頭處的回填相當重要，采用階梯法回填，保證接頭處管周回填壓實度達到96%。

5 質量保障措施及檢驗標準

（1）一般規定。①鋼波紋片在出廠前應嚴格按鋼波紋片加工驗收標準進行驗收，并進行必要的試拼裝；②鋼波紋片現場拼裝必須嚴格按設計以及鋼波紋涵施工規范的要求進行施工。

（2）基本要求。①每座波紋鋼板管涵單體出廠時，必須附有產品質量合格證書；②鋼波紋片運至施工現場后，必須逐片檢查，凡在運輸過程中變形的鋼片不得使用；③基礎的地基承載力必須滿足設計要求（見表3），嚴禁超挖回填虛土；④鋼波紋管片在安裝時，拼接處必須清理干凈，以確保拼縫搭接緊密；⑤鋼波紋片安裝鋪設應平順、穩固，管底坡度不得出現反坡，管涵內不得有泥土、磚石等雜物；⑥采用有效措施，確保管涵外路堤回填土質量；⑦高強螺栓緊固后，在二次防腐處理前，應在搭接處用密封防水材料涂裝。

表3 鋼波紋管涵基礎地基實測項目表

6 結語

鋼波紋管涵具有良好的路用性能和使用功能，其特點是：對地基要求低、施工簡易、能夠快速安裝，施工工期短等，這些特點是普通涵管所無法相比的，所以在今后的新改建工程或路基養護工程中，鋼波紋管涵將會發揮積極的作用。

［1］ 石 躍.論述鋼波紋涵管施工要點［J］.城市建設理論研究，2012（11）：226-227.

［2］ 宋繼峰.淺談鋼波紋管涵施工工藝的質量控制［J］.山西建筑，2010（1）：28-29.