鋼波紋管涵在公路維修改造與應急搶險中的應用分析

張曉鶴

【摘 要】本文對鋼波紋管涵的適應性、工程特點進行闡述，對鋼波紋管涵的施工準備→基坑開挖→基底處理→管身安裝→涵背回填→涵口鋪砌及護坡防護→質量檢測等施工工藝流程進行了分析，并對經濟效益進行了評估，以提高鋼波紋管涵在公路維修改造與應急搶險中的應用效率，確保工作的質量，對我國公路的建設改造具有重要的意義。

【關鍵詞】鋼波紋管涵;公路;應急搶險;應用

中圖分類號： U449.83文獻標識碼： A文章編號： 2095-2457（2019）15-0186-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.15.088

Application Analysis of Steel Bellows Culvert in Highway Emergency Rescue

ZHANG Xiao-he

（Linyi Highway Section，Dingxi Highway Bureau， Gansu Province， Dingxi Gansu 743000， China）

【Abstract】This paper combines engineering examples to summarize the adaptability of steel corrugated pipe culverts and engineering characteristics of steel corrugated pipe culverts. Construction preparations for steel corrugated pipe culverts foundation pit excavation and foundation treatment→basic sand cushion Pipeline installation culvert backfilling culvert paving and slope protection→quality inspection and other processes were analyzed，and economic benefit assessment was carried out to improve the application efficiency of steel corrugated pipe culvert in highway emergency rescue to ensure rescue work.Quality is of great significance to the construction of highways in China.

【Key words】Steel corrugated pipe culvert;Highway;Emergency rescue;Application

0 前言

鋼波紋管涵是采用波紋狀管或由波紋狀板通過連接、拼裝形成的一種涵洞形式。在公路維修改造與應急搶險中，由于施工場地的限制和公路自然災害突發的不確定性，往往要求在確保車輛通行的情況下進行施工、搶通，對恢復交通的時效性有較高的要求，而鋼波紋管具有重量輕、安裝方便快捷、工期短、耐久性好、工程造價低、抗變形能力強、減少通車后養護成本及快速恢復交通等特點。從材料與結構和功能的本質上分析，采用柔性高強度的鋼波紋涵管，不僅具有適應地基與基礎變形的能力，可以解決因地基基礎不均勻沉降導致的涵洞破壞問題，而且鋼波紋管涵洞由于軸向波紋的存在使其具有優良的受力特點，軸向和徑向同時分布因荷載引起的應力應變，可以更大程度上分散荷載的集中應力，更好的發揮鋼結構的優勢。尤其在高寒凍土、軟土、膨脹土、濕陷性黃土等地帶，具有明顯的經濟效益。

1 鋼波紋管涵的適應性

鋼波紋管涵的應用必須遵循安全、適用、經濟的原則，以確保道路安全，滿足使用要求，充分發揮效用。在公路改造和應急搶險中要充分利用鋼波紋管結構的性能和優點，因地制宜，充分考慮公路等級、重要程度、地形地貌、地質條件、路基等方面，還應該考慮施工條件、便利條件、二次腐蝕和其他因素。

在下列情況下，可以考慮使用鋼波紋管：

（1）涵洞的基礎有不良巖土，包括凍土、膨脹土、軟土和濕陷性黃土等。

（2）施工困難，缺乏人力資源或高風險，高原缺氧工程等領域。

（3）在砂資源匱乏區，預制混凝土和鋼筋混凝土組件，或距離較遠難以運輸的偏遠地區。

（4）為了加快施工進度，實現快速通車目標的應急救援和救災的其他項目。

2 施工工藝流程

鋼波紋管涵洞施工工藝流程可分為直接填筑法和反開槽回填法，在公路維修改造中一般后者較為多見，盡管在外力上二者存在一定的差異，但施工工藝相差不大。

鋼波紋管涵的施工工藝流程主要包括：施工準備→基坑開挖→基底處理→管身安裝→涵背回填→涵口鋪砌及護坡防護→質量檢測。

2.1 施工準備

施工準備工作主要包括物資準備、技術準備、組織準備等三個方面。

（1）物資準備主要包括原材料、機械機具等，原材料必須進行試驗檢測，檢驗合格后方可使用。

（2）技術準備主要是復核施工圖紙、熟悉規范和測量放樣。

（3）組織準備主要是在整個施工過程中組織機構的建立、施工場地布置、明確施工任務、人員培訓等內容。

2.2 基坑開挖

（1）按設計要求進行測量放線后，開挖基坑，基坑開挖至設計標高后，對基底尺寸、高程、地基承載力進行檢測，做好臨時排水。

（2）基坑開挖應按要求進行，當基底土為不良土層時，應換填處理，基坑開挖避免超挖，如超挖，應將松動部分清除。

（3）挖至標高的土質基坑不得不長期暴露，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。

（4）若沒有設計要求時，基礎墊層厚和開槽寬度可參照下表，以便于機械碾壓，建議采用基礎便準寬度。

2.3 預留拱度

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分大于兩端。因此，鋪設于路堤下的波紋管的管身要設置預留拱度。其大小根據地基上可能出現的下沉量，涵底縱坡和填土高度等因素綜合考慮，通常可為管長的0.2%～1%，以確保管道中部不出現凹陷或滑坡。

2.4 管身安裝

（1）涵管及配套附件在出廠時已經過了鍍鋅防銹處理。在沒有鹽堿水或有害工業廢水浸泡以及涵管內經常流水的情況下，其鍍膜即可防止銹蝕。否則，可在管節內外管壁噴涂含有石棉纖維的厚瀝青一道或涂刷兩遍瀝青和石油的拌和物，以加強防腐蝕作用，但是必須要等到瀝青晾干后才可安裝。

（2）鋼波紋管涵管身安裝是施工的重要部分，其主要操作方法包括：施工現場管段（管片）連接（拼裝），并對每一節管段進行涵洞中心位置的調整，防止其偏離中線。管段拼接前必須對其端部進行清理，以保證接縫處搭接緊密，并保證其密封性。鋼波紋管涵管身安裝后即對其進行質量檢測，檢測項目包括基礎壓實度、軸線偏位、涵內底高程與管涵內徑等。仔細檢查涵管內外表面，對于表面防腐層損傷點進行清理除銹后采用噴鋅、噴涂環氧樹脂、涂刷瀝青等不同的方式補救處理，以避免造成整道涵洞防腐耐久能力的降低。

2.5 涵背回填

鋼波紋管涵是一種柔性結構，它建成后與周圍土體形成一種組合結構，共同受力，波紋管涵楔形部及兩側的回填土作為組合的關鍵，如果回填不密實或有楔形部中空，將出現局部有較大變形，存在安全隱患，嚴重的將造成質量事故。所以波紋管涵楔形部及兩側的回填土在施工中要嚴格控制。

1）兩側及頂部0.5～2m厚度范圍內，使用與基礎換填相同的材料，寒冷地區還應滿足抗凍性要求;涵洞頂部填土厚度大于2m使用路基填料進行回填。

2）楔形部回填：為保證管底的回填質量，管底楔形部位處的回填可采取一下方案：（1）采用水泥穩定沙礫或碎石，人工用石夯、夯實機具進行夯實。（2）采用級配良好的天然沙礫或級配碎石，人工用石夯、夯實機具進行夯實。（3）采用輕混凝土回填。

3）涵管兩側部位回填：填土高度為15cm每層，為避免壓路機對管涵的產生撞擊，靠近管身部分采用夯實機具進行夯實。

2.6 涵口鋪砌及護坡防護

嚴格按照圖紙施工，并做好與天然溝渠的順接。施工中混凝土、砂漿應嚴格按要求進行配合比設計，并在拌和、運輸、攤鋪、振搗與養生過程中保證施工質量，嚴格按設計與規范要求進行施工。

2.7 質量檢測

在鋼波紋管涵施工過程中，要對每個施工工序進行適時的檢測，進行質量控制。由于很多施工部位屬于隱蔽工程，如檢測不及時、不到位，極易出現施工隱患，在后期施工中出現一些質量問題，造成經濟損失。

3 經濟效益對比分析

經濟分析采用同等條件下的人工、材料單價、費率，按實際設計工程數量進行分析。通過供應價、運雜費、預算價、自采材料價格、路況分區等確定材料費。通過測算可知，節約工程造價約10-35%左右。

在公路維修改造與應急搶險中，鋼波紋管涵的施工較其他施工方式，具有施工周期短，進度快，可較快恢復交通的明顯特點，顯著提高了社會經濟效益。

4 結語

總之，對鋼波紋管涵在公路維修改造與應急搶險中的應用進行分析，對鋼波紋管涵施工工藝進行探究，在眾多方案中尋找最佳的解決方案，確保有效地提高鋼波紋管涵的效用，保證維修改造與應急搶險工作的質量，從而為提高公路工程建設改造及應急搶險保通能力的具有重要的意義。

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