高速公路鋼波紋管涵施工質量監理探討

夏正年

（山西交通建設監理咨詢集團有限公司，山西 太原 030012）

一、工程概況

某高速公路全線里程123.56km，全線主線路共包括65道排水涵洞，其中有54道為管徑2m～4.5m、管長38m～80m的鋼波紋管涵，其余均為鋼筋混凝土蓋板涵。鋼波紋管涵在總管涵中的占比為82.8%，鋼波紋管涵之所以在該高速公路路基中大量應用，主要歸因于其拼裝簡單、施工速度快、輕質、無需養護、耐久性良好、使用壽命長等性能優勢，有助于工程經濟效益和社會效益的顯著提升。

二、鋼波紋管涵施工前的監理

山區高速公路鋼波紋管涵施工開始前，必須加強鋼波紋管涵施工基礎數據采集，避免管涵設計參數偏離工程實際。監理人員必須提前熟知設計圖紙，結合管涵設計樁號，與施工單位聯合放線，并明確標出涵洞軸線實際位置，逐個展開排查；同時收集天然水系匯集主溝道走向坐標，開展涵管進出口地面高程實測，并通過探坑技術探測基坑底部實際地質，檢測基底實際承載力，盡可能詳盡地獲取實地影像資料，充實原始記錄。

對比分析所采集的數據與設計圖紙，尤其注重分析管涵設計位置和天然排水主溝道位置等的準確性，管涵進出口引排水的順暢性，實際排水量和管涵過水斷面的適應性，基底承載力等情況，如遇實際情況與設計要求不符，必須及時提出變更建議，保證該公路管涵與工程所在地天然水系銜接良好，確保管涵工程充分發揮作用。

本文結合大量工程實踐發現，鋼波紋管涵施工工藝特殊，因此在施工階段對涵體防滲防腐，以及涵背回填[1]均具有較高質量要求，必須在施工開始前就采取有效措施避免涵體變形滲漏、腐蝕破壞。監理單位需配備經驗豐富的監理人員，對鋼波紋管涵施工準備階段的相應處理展開監督檢驗，監督施工單位提前做好包括技術方案編制審查、機械設備型號性能、材料合格證明文件及檢驗報告、技術人員職業資格及技術水平等在內的技術準備；并要求設計單位技術交底，為管涵材料供應商提供技術指導。試驗路段鋼波紋管涵所需機械設備主要如表1所示。

表1 主要施工機械設備

施工前，以上設備儀器在經過施工方的全面檢驗和標定的基礎上，監理工程師必須二次檢驗。

三、鋼波紋管涵施工階段監理

（一）基坑施工監理

在基坑開挖時，應加強開挖深度控制，避免出現欠挖和超挖等現象，必須嚴格按照設計圖紙及監理工程師的要求，開挖淤泥、泥沼等軟弱基底土質，并通過級配較好、透水性良好的砂礫土、碎石土等換填。采用小松360挖掘機與自卸車配合的方式開挖基坑，開挖時應保證各角實際開挖尺寸均超出設計尺寸0.5m，待挖掘機開挖至基底0.3m深度時，改為人工挖掘，以避免過度擾動基底土，同時應檢測并確保基底實際承載力符合設計要求。

基坑開挖施工必須根據基坑凈寬、模板厚度、施工空間等參數按照1∶0.75的坡度放坡開挖，對于地質條件復雜的段落應采取邊坡防護措施后再開挖。在基坑頂邊緣預留寬度至少為1m的護坡道，按照土體不發生坍塌的要求，確定荷載與坑邊緣的距離。為防止基坑遇水浸泡，基坑外邊緣應設置寬0.8m、深0.8m的截水溝；在基坑開挖結束后，應及時開展下一步施工，防止基坑暴露過久而影響其地基承載力。通過全站儀復核基坑中心標高及四角高程，同時準確測放邊角位置，復核及測放結果均應報現場專業監理工程師審核確認。

（二）基礎及墊層施工監理

該山區高速公路鋼波紋管涵直接放置在基礎墊層上，不設置混凝土管底基礎，這無形中增大了涵背回填施工的難度。地基土層情況是影響基礎施工厚度的主要因素，若涵管范圍內地層均為高強度巖石時，為避免因管底應力過于集中而出現徑向凹凸變形，不能將柔性結構的管涵直接置于硬質巖層上，必須增設厚度為60cm的碎石基礎[2]。如果地層為軟弱巖層，則應換填后增設厚度為80cm的碎石層基礎。監理人員必須對以上情況全面檢查和判斷。基礎施工時，層厚應控制在30cm以內，通過20t壓路機壓實，完成碎石層基礎施工后還應在其表面增設厚度為10cm的粗砂墊層，砂料粒徑應不超出12mm。基礎及墊層施工監理的重點還應放在基礎墊層預拱度上，縱向預拱度應為管長的0.5%，且兩頭低、中間高，避免涵管中間發生反坡或凹陷。在結束基礎施工后，全面檢測平整度、壓實度及頂高程。

（三）管涵拼裝質量控制

鋼波紋管主要由管片和連接件、防水層和防腐層的構成，該高速公路所用鋼波紋管涵管片波高64mm，波距230mm，管徑在3m以下時，管片厚至少為4mm；管徑在3m以上時，管片厚至少為5mm。在拼裝之前必須開展軸線放樣，并從管涵中部開始逐節向兩端安裝，整個安裝過程通過起重機完成，安裝位置則通過人工方式微調，安裝時對正相鄰管片連接孔位，并在外側套上墊圈，再通過套筒扳手將螺母擰緊。對于管涵拼裝過程中容易出現的隱患和問題，監理人員必須預判，有的放矢，常見的拼裝質量問題有管片拼接縫隙過大，密封膠防水失效，管片規格偏大，螺栓孔偏位，防腐層厚度偏小，防腐層未完全覆蓋等。

（四）管涵回填施工監理

涵背回填是高速公路鋼波紋管重點性施工工序，也是監理單位重點的監控環節，監理人員對分層回填施工實施事前交底、事中全過程監督、事后驗收的監理。本文試驗路段環狀結構鋼波紋管涵直接放置在基礎墊層上，管涵受到向下的荷載作用后，其兩側約束力主要來自回填材料，若因回填質量問題而導致周邊約束力不足，則很容易引發管頂及管底向中心凹陷，并出現水平徑向變形[3]。為此，必須加強管涵回填施工質量監理。

該公路工程鋼波紋管涵成型質量檢測要求具體如表2所示。

表2 鋼波紋管涵成型質量檢測要求

四、結語

綜上所述，高速公路鋼波紋管涵具有較好的整體性、柔性特征，能夠適應地基變形，且施工速度快，造價節省。但是鋼波紋管涵一旦發生滲漏，必將引發地基承載力和填料強度降低，路基路面沉降開裂，因此對防滲防腐要求較高。涵背回填質量不良，必定會降低涵管周圍約束力，在施工荷載及行車荷載的作用下，造成涵管變形。為此，監理人員必須嚴格采取質量控制措施，多措并舉，強化過程驗收，保證公路鋼波紋管涵施工質量。