鋼波紋管涵施工關鍵技術研究

肖 志 華

(中交第二航務工程局有限公司第六工程分公司，湖北 武漢 430074)

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鋼波紋管涵施工關鍵技術研究

肖 志 華

(中交第二航務工程局有限公司第六工程分公司，湖北 武漢 430074)

結合某公路合同段工程實例，介紹了鋼波紋管涵的優點及施工工藝，從基礎開挖、涵背填筑施工、反開挖施工、管涵回填等方面，闡述了鋼波紋管涵的施工技術方法，并探討了其注意事項，對今后類似工程施工有一定的參考價值。

鋼波紋管涵，施工工藝，涵背，墊層

1 工程概況

本標段是G569線北山至仙米寺公路工程第一合同段，起訖里程為K60+200～K170+000,主線全長109.8 km，位于甘肅省河西走廊東部、石羊河流域中下游，是平原區，地形平坦，地勢南高北低，自西南向東北傾斜。此地土壤為風積砂和粘土，且滲水嚴重，存在施工難度大，施工工期緊等困難。鋼波紋管涵在工廠集中生產，施工現場只需進行地基處理后，即可進場拼裝，所需施工場地小，施工周期短。

該合同段共有1.5 m直徑鋼波紋管涵101道，1.0 m直徑鋼波紋管涵28道，基礎采用砂礫進行換填，采用混凝土端墻固定，洞口采用八字式素混凝土，涵管周圍采用砂礫土回填。

2 鋼波紋管涵優點及工藝

2.1 鋼波紋管涵優點

采用鋼波紋管涵施工，與一般鋼筋混凝土管涵相比，具有以下優點：1)管涵通常采用標準化設計、工廠化加工、施工工藝簡單，能明顯縮短工期并降低施工成本；2)鋼波紋管涵重量較輕，采用小型汽車吊即可進行吊裝作業，安裝更為方便；3)鋼波紋管涵四周均涂刷了防腐涂料，故其耐腐蝕性及耐久性能更好；4)采用圓形設計，結構受力較矩形結構更為合理，荷載分布均勻，抗變形能力強，耐久性更強，減少通車后養護成本等。

2.2 施工工藝

傳統的鋼波紋管涵施工工序為先進行鋼波紋管涵準確定位安裝，再在管涵兩側進行逐層回填砂礫土，采用小型夯實機進行夯實，最后再進行管涵兩端八字墻及相關附屬工程施工。傳統的施工方法導致涵背兩側不密實，尤其是緊貼管涵部分，容易產生涵背空洞等質量病害。通過改變施工工藝，先進行整體基礎換填，與相鄰路基同步進行填筑施工，填筑至鋼波紋管涵中部位置高程時采用挖斗經過改裝后的挖掘機進行反開挖施工，開挖完成后進行鋼波紋管涵安裝，最后進行涵背兩側回填、兩側八字墻及相關附屬工程施工。工藝流程如圖1所示。

3 施工方法

3.1 基礎開挖

基坑開挖應按設計要求進行，基底處理后應當及時換填1.0 m砂礫土，并分層碾壓，壓實度不小于96%。應避免超挖，如超挖，應將松動部分清除，采用碎石進行回填夯實，回填至設計標高且壓實度滿足要求后再進行整體換填施工。土質基坑基底不得長期暴露或擾動，在基坑四周設置排水溝槽及集水井，在有雨水時及時進行抽排，以防止雨水浸泡基坑。實行動態測量監控以便準確控制基坑開挖的尺寸及高程，基坑開挖完成后及時進行原位試驗獲取基底承載力數據，承載力符合要求并經驗收后，應立即進行下一道工序施工。

3.2 墊層和基礎

進行換填施工后的基礎必須有足夠的強度、穩定性和均勻性。基礎換填一般可采用1.0 m～1.5 m厚的砂礫土或0.5 m～1.0 m厚摻3.5%的水泥穩定砂礫。在完成基礎換填后，應采用級配良好的粗顆粒土在換填好的基礎上面設置一層厚10 cm的均勻墊層。對預計地基有一定沉降的情況，考慮到水流的要求和結構的整體性，基礎應該設置1%左右的縱向預拱。

3.3 涵背填筑施工

基礎施工完成后，與相鄰路基同步進行填筑施工。填筑標高按鋼波紋管涵設計中部標高進行控制。

3.4 反開挖施工

測量放樣，準確的定位出鋼波紋管涵的位置，采用挖斗經過改裝后的挖掘機進行反開挖施工。開挖作業時，通過挖斗上的定位卡槽進行標高控制。

3.5 鋼波紋管涵安裝

鋼波紋管涵到場后應按設計規范對其進行檢測。波紋鋼管安裝以中心軸線為基準向兩側延伸。軸向搭接寬度為12 cm，采用法蘭螺栓進行連接。管涵拼裝完成后，用定扭電動扳手，緊固所有螺栓，緊固后用紅漆標記，不得遺漏。在回填前需對所有螺栓進行隨機抽檢，抽檢滿足規范要求后方可認為安裝合格。合格后，在兩節鋼波紋管涵法蘭螺栓連接處用環氧樹脂砂漿或者專用密封膠進行封堵，以防止波紋管涵連接處漏水造成路基病害。

3.6 管涵回填

鋼波紋管涵涵背回填材料必須符合級配要求。回填料應傾倒在結構兩側1.5 m以外。結構兩側回填應對稱進行，分層回填，每層需鋪設厚度不超過15 cm，從兩端向結構的中心進行回填，管涵兩側2 m范圍內采用小型夯實設備進行夯實，壓實度不小于96%，為確保壓實質量，每回填90 cm厚度，采用液壓夯進行夯實。采用液壓夯時，在涵背兩側采用白灰線畫出夯實作業的矩形方格，以確保夯實均勻并可防止漏夯現象。鋼波紋管涵頂部回填厚度小于50 cm時應采用手扶振搗壓路機或小于6 t的靜碾壓路機壓實，禁止使用大型壓路機進行壓實作業，同時禁止機械設備從上面通行。在進行回填作業時要及時對管涵進行監測，及時掌握管涵的截面形狀是否發生變化。如截面變形量超過規范要求范圍時，應立即終止施工并查明原因，采取措施將變形量控制在標準范圍內。管涵涵背兩側2 m范圍內及涵頂回填作業時，應同時按水平分層、對稱地按照設計圖紙要求的壓實度填筑、夯實。

4 關鍵技術控制

4.1 挖斗設計及挖機改裝

挖斗設計采用與管涵同等直徑的半圓形結構，使用壁厚為3 cm的鋼板，挖斗前端使用楔形斗齒，便于挖斗磨損后更換。在半圓形端部設置限位卡槽，以方便開挖作業時高程控制。在挖斗上部設置與挖機原位拼裝匹配的插銷口。

4.2 反開挖施工

1)施工放樣。由于管涵中部高程以下部分臺背回填已同相鄰路基同步填筑施工，因此在進行反開挖施工時，需進行二次放樣作業。測量人員根據設計文件測設出管涵的軸線位置及管涵輪廓線位置，采用白灰線進行明顯標識，并在附近埋設高程控制點，以便開挖作業時進行精確控制。2)人工配合反開挖施工作業采用改裝后的挖斗進行開挖作業。采用改裝后挖斗配合挖機進行反開挖施工，利用預先在附近埋設好的高程控制點，開挖過程中通過水準儀進行高程控制，為方便操作，利用改裝后的挖斗中的限位槽裝置，以管涵中部高程為基準進行開挖，人工配合挖機緊跟作業，及時對開挖好的基槽進行修整。為確保管涵中部不出現凹陷，開挖作業時設置1%左右的預拱度。

4.3 涵背回填

管涵涵背兩側回填采用級配良好的砂礫土，在管涵兩側2 m范圍內使用小型夯實機械夯實，以避免重型壓路機等大型機械設備對管涵的沖擊。填筑應分層填筑，分層壓實，每層壓實后的厚度為15 cm，壓實度要求達到96%方可進行下一填筑層施工。在進行回填作業時，每個填筑層均需按照設計圖紙要求設計2%～4%的橫坡進行排水，以防止雨水浸入路基導致路基病害。管涵兩側回填作業前在管節兩側用紅色油漆每15 cm相對高程進行明顯標識，作為填筑作業時標高控制及分層填筑層厚控制的依據。填筑作業必須為兩側對稱填筑，兩側的回填土高度差不大于30 cm，以避免因偏壓對管涵進行擠壓。采用液壓夯夯實作業時，同樣按照兩側對稱的原則進行夯實作業。在完成管涵拼裝開始進行涵背回填作業前，必須將管涵口兩側排水溝進行順接，以確保雨水正常排放。

5 結語

通過改變施工工藝，讓鋼波紋管涵涵背回填質量得以保證，經過改裝后的挖斗進行反開挖施工，減輕了涵背回填不密實等質量通病的影響，尤其是管底兩側楔形部位的填筑質量，而且施工具有質量可靠、方便快捷、經濟適用的特點，取得了較好的經濟和社會效益，對今后類似工程施工有一定的參考價值。

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Research on key technology of steel corrugated pipe culvert construction

Xiao Zhihua

(CCCCSecondHarborEngineeringCo.，Ltd, 6thEngineeringBranchCompany,Wuhan430074,China)

Combining with the contract section engineering of some road as the engineering case, introduces the advantages of the steel corrugated pipe culverts and its construction craft, illustrates its construction techniques from the foundation excavation, culvert grouting construction, counter-excavation construction, and culvert filling, and explores the precautions, so as to provide some reference for similar construction in future.

steel corrugated pipe culvert, construction craft, culvert back, cushion

1009-6825(2017)15-0136-02

2017-03-14

肖志華(1989- )，男，助理工程師

U415

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