鋼波紋涵管在水電站砂石加工系統的應用

楊寧安

(華電西藏能源有限公司大古水電分公司，西藏 山南 856000)

鋼波紋涵管具有工期短、重量輕、安裝方便、耐久性好、工程造價低、抗變形能力強等特點，廣泛應用于涵洞、隧道、橋涵的中，而未見應用于水電站砂石加工系統中。

從鋼波紋管涵施工情況看，如果人工、機械、材料、涵管和接頭環及聯接螺栓等都準備充分，3～5 d就可以施工1道(長×寬×高：7.5 m×3 m×3 m)鋼波紋管涵洞，最長僅需5～7 d。鋼筋混凝土蓋板涵一般需要約2個月才能施工完成。如果考慮使用性能和耐久性，在相同的使用年限內進行全面的經濟分析比較，則鋼波紋管涵因其明顯的耐凍性能和變性能力，更顯得經濟合理。鋼波紋管涵與鋼筋混凝土涵相比，存在著這幾個方面的優勢：適應地基變形能力強，對地基承載能力、平整度要求較低，工程實際造價比同類跨徑的橋、涵洞相近或較低；施工工期短，土建工程與管節安裝可分開實施，然后進行整體拼裝；現場安裝方便，不需使用大型設備；解決寒冷地區(霜凍)對管涵混凝土結構的破壞問題；減少或根本舍棄了常規建材，如水泥、砂、石子、木材的使用，環保意義深遠；結構受力情況合理，荷載分布均勻，并有一定的抗變形能力。

1 工程概況

DG水電站地處西藏高原，砂石、混凝土系統及廢水處理系統規劃布置于壩址左岸下游1.2 km處，主要承擔大壩、廠房等主體工程280.0萬m3混凝土生產任務，砂石加工系統按滿足混凝土高峰時段強度14.0萬m3/月設計，混凝土生產系統按滿足混凝土高峰月強度16.0萬m3/月設計。

借鑒鋼波紋涵管在公路中應用類似經驗，考慮電站位于高海拔寒冷地帶，物資供應困難，砂石系統施工工期緊、冬季混凝土施工難度大。調節料倉及成品料倉地弄采用鋼筋混凝土涵，需選擇合適施工時段，若冬季施工，易受氣候影響，且易產生凍融破壞，需采取相應的保溫措施，這樣不僅增加施工成本，還會延長施工工期。在砂石加工系統調節料倉及成品料倉地弄選擇采用鋼波紋涵管，其中超細碎調節料倉布置四條直徑3.5 m共80 m長的鋼波紋管涵地弄，成品料倉布置兩條直徑3.5 m共216 m鋼波紋管涵地弄，僅用兩個月時間就地弄施工，縮短了施工工期，保證了系統按期投產。

2 鋼波紋管涵在國內外的應用現狀

在美國、加拿大、北歐等分布有多年凍土及沙漠的國家，波紋鋼管涵已被廣泛應用于公路工程，并制定了相應的設計、制造及施工安裝手冊，積累了較為成熟的修建經驗，特別是在多年凍土地區及高寒地區的工程中，應用波紋管涵更顯其優越性。由于鋼波紋管的適用性和優越性，發展到現在其不僅僅應用于涵洞，還可以廣泛的應用到水利治理、小跨度橋梁等許多方面。在韓國，鋼波紋管被廣泛應用于涵洞、隧道、小橋涵的建設中。國內鋼波紋管涵洞的應用，首次出現在50年代修建青藏公路不凍泉段時的搶修工程中。但是由于歷史背景和其他原因，未能廣泛應用。國內使用鋼波紋管涵是從2001年以后，已在河北、內蒙古、青海、寧夏、新疆、西藏等省市區的公路建設中得到廣泛應用。

3 施工工藝

1)施工準備。準備挖機、裝載機、吊車、振動碾及焊機等輔助設備，檢測材料、各施工點和設備并做記錄；根據設計圖布置超細碎調節料倉和成品料倉波紋管地弄位置；

2)溝槽開挖。溝槽槽底凈寬度按波紋管外徑加0.6～l m確定，其他位置寬度不小于波紋管的外徑；

3)基礎處理。控制基礎高度，不得擾動基面，基底設計標高以上0.2～0.3 m的原狀土予 于保留，鋪管前用人工清理至設計標高，不得挖至設計標高以下，局部超挖或者發生擾動，不得回填泥土，換填細骨料并平整夯實，基礎差則考慮用毛石混凝土換填；

4)波紋管組裝。波紋管到貨后，制作拼裝平臺進行波紋管組裝，拼裝過程中用吊車輔助 拼裝、移動就位；

5)管道直線敷設:按照設計圖要求，成品料倉和超細碎調節料倉波紋管地弄傾斜設置，從波紋管尾部至頭部進行安裝，尾部采用鋼板及角鋼封堵，并埋設通風管；

6)進行回填。對管體楔形部、管體兩側進行回填處理；

7)卸料口和氣動弧門加固。按照設計圖紙在波紋管頂部切割出卸料口，采用角鐵和鋼板制作l m×l m或者0.7 m×0.7 m方形結構安裝在卸料口上，底部和氣動弧門進行焊接，安裝完成后將卸料口頂部鋼結構進行C20混凝土包澆；

8)管體頂部進行回填并進行荷載試驗。對管體頂部進行回填，完成鋪設，并對施工現場的零散材料、棄土、砂石、雜物進行清運、打掃和清潔，砂石系統投入運行后進行堆料的荷載試驗，觀測波紋管變形情況，做好記錄；

9)完工驗收：在堆料的生產過程中，在1～2個月內，根據波紋管變形量觀測情況對該波紋管進行評定，若變形量不超過l0 cm，則通過完工驗收(見圖1)。

圖1 施工工藝流程圖

4 結 語

系統運行兩年多以來鋼波紋管廊道未發生變形，能完全替代砂石系統中傳統鋼筋混凝土廊道，減少或根本舍棄了常規建材，有利環境保護與資源節約。在砂石加工系統調節料倉及成品料倉地弄采用鋼波紋涵管是可行的。