２０１３年９月第３期 葛洲坝集团科技 总第１０７期 钢波纹管涵施工技术 莫灿 张杰赵 欢 摘要我国２００１年开始推广钢波纹管，至今钢波纹管已经在公路上应用了多年，在替代圆管涵、盖板涵、拱 涵和小桥等方面取得良好的效果。本文结合京秦高速公路钢波纹管涵的实际施工情况，对钢波纹管涵的施工 工艺及主要技术要求进行了详细论述。 关键词钢波纹管涵；施工技术 （５）现场安装方便，不需使用大型设备。 １ 钢波纹管涵应用情况 本标段为京秦高速迁安支线工程第三合同段， 起讫里程Ｋ７＋４００一Ｋ１５＋６００，主线全长８．２ｋｉｎ，位 （６）解决北方寒冷地区（霜冻）对桥梁和管涵 混凝土结构的破坏问题。 （７）结构受力情况合理，荷载分布均匀，并有 一于河北省唐山市迁安市境内，此地土壤为砂土和粘 定的抗变形能力。 （８）有利于改善软土地基结构物与路堤交界 土，且渗水严重，存在施工难度大，施工工期紧等困 难。钢波纹管在工厂集中生产，施工现场只需进行 简单的地基处理后，即可进场拼装，所需施工场地 小，施工的时间短。 处的”错台”现象，提高行车的舒适度与安全性，减 少工后营运、养护成本。 （９）减少或根本舍弃了常规建材，如水泥、黄 砂、石子、木材的使用，环保意义深远。 该合同段共有４ｍ直径钢波纹管涵７个，６ｍ 直径钢波纹管通道１个，基础采用０．５ｍ天然级配 碎石垫层，采用混凝土端墙固定，洞口采用八字式 素混凝土，涵管周围采用砂砾土回填。 ３ 钢波纹管涵施工工艺 ３．１ 施工工艺 ２ 钢波纹管涵的优点 （１）施工工期短是最明显的优势，土建工程与 管节安装可分开实施，然后进行整体拼装。 （２）适应地基变形能力强，对地基承载能力、 平整度要求较低，工程实际造价比同类跨径的桥、 涵洞相近或较低。 （３）采用标准化设计，生产、设计简单，生产周 期短。 （４）进行工厂集中化生产，生产不受环境影 测量放线一基坑开挖 施工放样 涵端侧墙 基础施工一垫层填筑一施工放样一管身安装一涵 端侧墙施工一涵身台背回填一洞口八字墙施工一 成品检测、验收 ３．１．１测量放线 管涵施工前，首先应用全站仪准确定出管涵中 心及纵横轴线，并保护好定位桩。 ３．１．２基坑开挖 开挖时根据地形条件选择合适的开挖方式，以 合同段Ｋ１１＋１３７波纹管涵开挖为例。此波纹管涵 基础为一个天然河床，地势低，上游方圆几公里的 】５ 响，有利降低成本、控制质量。 Ｎｏ．３ Ｄｅｐ．２０１３ ＧＥＺＨＯＵＢＡ ＧＲＯＵＰ ＳＣＩＥＮＣＥ＆ｔｌＥＣＨＮＯＬＯＧＹ Ｓｅｒｉａｌ Ｎｏ．１０７ 雨水、地下渗水及冰雪融化的水都从此经过，且一 度等因素综合考虑，通常可为管长的０．２—１％，以 年四季流水不断。河床底为细砂与粘土的混合沉 积土，经过长年的浸泡已经全部变成了淤泥。我们 采用人工配合机械开挖的办法进行基坑开挖，且专 人在旁边指挥，严格控制开挖标高。由于开挖深度 大，土质不好，且有水，为稳定边坡采用１：１．５的坡 比进行放坡，且分二层开挖。弃土基本都运至弃土 确保管道中部不出现凹现或滑坡。 ３．１．６波纹管身安装 （１）施工准备 ①备齐安装工具、起吊设备、套筒扳手及其他 定制工具。 ②备足钢管、扣件、脚手、跳板，并搭设牢固的 场，剩下部分弃土，避免引起坑壁坍塌伤人，堆放位 置都离开挖基坑上口边缘１．Ｏｍ以上。同时在基 坑上游可能被雨水冲刷处均不堆弃土，且保持汽车 的进出口道路的畅通。底层开挖时由于全是淤泥， 且有积水，机械无法正常施工。我们先在上游挖个 积水坑排水，使上游的水尽可能的不流向下游，然 后在现场监理、设计的确认下，采用边开挖边换填、 夯实的方法及时进行基础处理。既减少基础的侵 泡时间，又提供开挖的工作面，提高了工作效率。 ３．１．３施工放样 施工前组织测量人员根据设计文件放出管涵 轴线，以及侧墙基础定位线，并保护好控制桩，在涵 管中轴线和基础范围边缘撒上白色灰线，测出原地 面高程。 ３．１．４侧墙混凝土施工 侧墙为素混凝土，混凝土施工时为了防止胀 模、爆模、浮模等现象常采用分层浇筑的方法进行 施工，为了确保混凝土的整体强度，分层施工的混 凝土面必须进行凿毛处理。 ３．１．５基础垫层施工 根据图纸计算基础顶标高，按设计及规范要求 材料进行换填。以本标段钢波纹管涵为例，基础为 ０．５ｍ天然级配碎石垫层。采用机械分层摊铺、人 工找平、压路机碾压的方法进行施工，确保基层垫 层的压实度在９６％以上。在垫层施工时，要注意 预留涵管纵向预拱度。因为埋设于一般土质地基 上的波纹管，经过一段时间后，常会产生一定的下 沉，而且往往是管道中部大于两端。因此，铺设于 路堤下的波纹管的管身要设置预留拱度。其大小 根据地基土可能出现的下沉量，涵底纵坡和填土高 １６ 简易脚手架。 ③备齐涵管安装所需配件：螺栓及橡胶石棉 垫。 ④施工电源。 （２）安装操作方法 波纹管安装方法有多种，可以先拼装底板，然 后拼装环形圈；也可以先拼装完一个完整的圈，然 后逐渐一环一环往前推进等。现对其中一种进行 介绍如下： ①安装前：检查波纹管各波纹板的长度、直径 是否与该处涵洞相符合；检查涵管底部基础平整 度、水平、标高；核对土建基准，确定涵洞位置、中心 轴线、中点。 ②拼装底板：以中心轴线、中点为基准，定位 第一张波纹板，以此为起点向两侧延伸，直接拼装 至两端终点。把第二张板叠在第一张板上，搭接长 度为５ｃｍ，并对正连接孔，用螺栓从内向外连接，且 相邻两块板间采用阶梯形连接。螺栓的螺纹部必 须涂上润滑剂，内外均套上垫圈。 ③拼装环形圈：由下向上顺次拼装。轴向搭 接宽度为１２ｃｍ，搭接部分上板覆盖下板，周围向连 接采用阶梯形，即上面二块板的连接叠缝与下面二 块板的叠缝错位。两侧波纹板需对称安装，且在底 板处做好防滑、滚动措施。 ④周围向拼装满三波纹板时，要测定一次截 面形状，达到标准后再继续拼装，达不到标准的应 及时调整。环形圈拼装合拢时，应先调整预紧螺 栓，测定截面的形状后，再拧紧。 ⑤波纹管全部拼装完后，用定扭电动扳手，按 预紧力扭矩３４０Ｎ．ｍ＋７０ Ｎ．ｍ紧固所有螺栓，依次 ２０１３年９月第３期 葛洲坝集团科技 总第１０７期 序，不得遗漏。所有螺栓应该回填之前拧紧，保证 波纹的重叠部分紧密的镶套在一起，且随即抽取 ２％的螺栓进行试验，如果试验９０％以上满足要 求，则认为安装合格。 ⑥波纹管安装完后，用环氧树脂砂浆封堵或 采用密封胶进行密封，以防止波纹板连接处渗水。 ⑦波纹管密封完后，涂刷两遍涂乳化沥青或 热沥青，以加强防腐蚀作用。从外观看管壁内外均 匀的涂成了黑管即可，但是必须要等到沥青晾干后 方可回填。 ３．１．７涵身台背回填 ①涵管两侧的部位采用一定级配的天然砂砾 土回填，最大粒径不超过５０ｍｍ，０．０７５ｍｍ以下粉 黏粒含量不得超过３％，在管身最大直径两侧 ５０ｃｍ外使用ＹＺ１２光轮压路机碾压。涵管５０ｃｍ 范围内使用小型夯实机械夯实，以避免压路机等大 型机械设备对管涵的冲击，涵管底下方”水密法” 振实。 ②填筑时应分层填筑、分层压实，每层厚度为 １５ｅｒａ，压实度要求达到９６％方可进行下层填筑。 填筑前在管节两侧上用红色油漆按每层１５ｅｍ厚 度标注，填筑时按刻度线控制。 ③填筑时涵管两侧必须同步对称进行，两侧 的回填土高差不得大于３０ｅｍ。当有端部挡墙时， 从两端向结构的中心进行回填；当没有端部挡墙 时，从结构的中心向两端进行回填。 ④涵管顶上方填土厚度小于５０ ｅｍ时，采用 手扶振动压路机压实或采用小于６Ｔ的静碾压路 机，压实度不小于９６％。当涵管顶上方填土厚度 大于５０ ｅｍ后，方可采用ＹＺ１２压路机碾压。 ⑤从回填开始到涵顶填土结束，最终截面尺 寸与组装时的尺寸差异最大不得超过２％。如截 面变形量超过变形范围，应立即终止施工，查明原 因，采取相应措施将变形量控制在标准要求范围 内。 ３．１．８洞口八字墙施工 洞口采用与路基边坡同坡率的八字墙斜口形 式，八字墙采用Ｃ１５素混凝土，混凝土施工时需有 防胀模、爆模、浮模等措施，确保八字墙尺寸及外观 符合要求。 ４ 结束语 钢波纹管涵具有卓越的路用性能，它具有施工 工期短、重量轻、安装方便、耐久性好、工程造价低、 抗变形能力强、减少通车后养护成本等特点，尤其 应用在高寒冻土地区，软土路基地带，具有明显的 经济效益。 【作者简介】 莫灿 男 中国葛洲坝集团第五工程有限公司 助理工程师 湖北宜昌４４３００２ 张杰男 中国葛洲坝集团第五工程有限公司 助理工程师 湖北宜昌４４３０ｏ２ 赵欢男 中国葛洲坝集团第五工程有限公司 助理工程师 湖北宜昌４４３００２ １７
