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摘 要：鋼波紋涵管（ZJHG）在國(guó)外已經(jīng)有七十多年的歷史，我國(guó)從2001年開始使用，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。本文結(jié)合繁五線施工實(shí)際對(duì)鋼波紋管涵的施工工藝和技術(shù)要求進(jìn)行了探討。
關(guān)鍵詞：鋼波紋管涵;施工;技術(shù)要求
1 概述
鋼波紋涵管（ZJHG）是替代圓管涵、蓋板涵、拱涵和小橋的優(yōu)質(zhì)公路建材。該產(chǎn)品具有工期短、重量輕、安裝方便、耐久性好、工程造價(jià)低、抗變形能力強(qiáng)、減少通車后養(yǎng)護(hù)成本等特點(diǎn)，尤其應(yīng)用在高寒凍土地區(qū)，軟土路基地帶，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。
鋼波紋涵管有圓形、橢圓形、半圓形等，進(jìn)出口也可按照邊坡比例做成斜口，加工波紋管管徑范圍Φ0.5m～Φ8m，管壁厚度為3mm～7mm，能夠滿足填土0.5m～40m厚的需要。
2 鋼波紋涵管在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展史
1896年美國(guó)率先進(jìn)行鋼波紋管通道、鋼波紋涵管的可行性研究；1923年美國(guó)鐵路工程協(xié)會(huì)在伊利諾斯州的中央鐵路應(yīng)用鋼波紋管通道進(jìn)行實(shí)體測(cè)試；1929年加拿大首座鋼波紋管用于一煤礦中；1931年澳大利亞首次建成8米汽車通道一座；1990年日本高速公路設(shè)計(jì)規(guī)范制定了鋼波紋管設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范，隨著鋼波紋管在世界各地的安裝使用，證明了此種結(jié)構(gòu)在各種使用情況下的通用性，而且其壽命已超過(guò)了設(shè)計(jì)壽命。我國(guó)使用金屬波紋管涵是從2001年以后，通過(guò)近幾年的市場(chǎng)開發(fā)，已在河北、內(nèi)蒙古、青海、寧夏、新疆、西藏等省市區(qū)的公路建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用。
3 鋼波紋涵管在繁五線的應(yīng)用情況
省道繁五線建設(shè)項(xiàng)目部承建的西留屬至茹村段地處代縣、繁峙、五臺(tái)縣境內(nèi)，沿線鐵礦資源相當(dāng)豐富，大、小鐵礦、磁選廠共計(jì)70多座，每天往返于該路段拉運(yùn)鐵礦、礦粉的車輛達(dá)2500多輛（單車噸位均在70噸以上）。
2005年繁五線K20+987與K21+015兩處使用了鋼波紋管涵，涵洞洞身長(zhǎng)9米，洞口形式為八字，孔徑為1米，管壁厚度3MM，基礎(chǔ)墊層為15CM水泥穩(wěn)定砂礫，采用振動(dòng)壓路機(jī)碾壓，壓實(shí)度不小于95%，填土高度60CM。該產(chǎn)品質(zhì)量保證期50年，孔徑為1米的鋼波紋管涵工程造價(jià)2328元/延米。
4 鋼波紋管涵路基施工技術(shù)要求
4.1 挖基
修建鋼波紋管涵，一般要在天然地面或經(jīng)嚴(yán)格夯實(shí)的填土上先挖掘埋設(shè)管道的溝槽。挖槽寬不但應(yīng)方便管側(cè)填土的夯填，而且還應(yīng)滿足設(shè)計(jì)上需要的基礎(chǔ)寬度。
施工經(jīng)驗(yàn)表明，在填土不高路段上修建涵洞，以采用先填路基，然后再開挖溝槽埋設(shè)涵管的方法為好。
鋼波紋管地基或基礎(chǔ)要求均勻又堅(jiān)固，同時(shí)，還應(yīng)具有耐久性，一般波紋管涵基礎(chǔ)應(yīng)具有的最小厚度與寬度如下表所示。
波紋管地基或基礎(chǔ)所需厚度與寬度：
地 質(zhì) 條 件 基礎(chǔ)最小厚度(cm) 基礎(chǔ)最小寬度（m）
優(yōu)質(zhì)土地基 可直接將地基作基礎(chǔ) 2.0×1.0m+ø
一般性 管徑ø＜0.9m 20 2.0×1.0m+ø
管徑 ø=0.9-2.0m 30 2.0×1.0m+ø
管徑ø＞2.0m 0.2ø 2.0×1.0m+ø
巖石地基 20-40cm，但當(dāng)填土高度大于5m時(shí)，填土高度每增加1.0m，其厚度增加4cm 2.0×1.0m+ø
軟土地基 0.3-0.5ø或50cm以上 2.0×1.0m+ø
4.2 各種土質(zhì)地基的處理方法
(1) 優(yōu)質(zhì)土地基
未經(jīng)篩分的砂，碎石，砂礫土以及砂質(zhì)土都是比較理想的地基材料，但需清除10cm以上的石塊等硬物。
(2) 一般性土質(zhì)地基
承載能力不太高的普通地基，需設(shè)一定厚度的基礎(chǔ)。但是，若將涵管底基槽原狀土經(jīng)嚴(yán)格夯實(shí)（其夯實(shí)度到重型擊實(shí)密實(shí)度的90%以上）以后，也可直接將波紋管置于地基上。
(3) 巖石地基
波紋管不能直接置于巖石或混凝土基床上，因過(guò)于剛性的支承，不但會(huì)降低管壁本身所具有的良好柔性，而且還會(huì)減小涵管的承載能力。所以對(duì)巖石地基應(yīng)挖掉一部分軟巖，換填一層優(yōu)質(zhì)土，并認(rèn)真夯實(shí)。開挖軟巖溝槽，不能使用烈性炸藥和放深孔炮，以避免將過(guò)多的外層炸松散。巖石風(fēng)化層地基不能作為基礎(chǔ)，需換填上3D寬度的填土。
(4) 軟土地基
當(dāng)涵管處于軟土地基上時(shí)，需對(duì)軟土路基進(jìn)行處理，然后，在其上填一層大于20cm厚的優(yōu)質(zhì)砂礫墊層，并夯實(shí)緊密。
4.3 預(yù)留拱度
埋設(shè)于一般土質(zhì)地基上的波紋管，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，常會(huì)產(chǎn)生一定的下沉，而且往往是管道中部大于兩端。因此，鋪設(shè)于路堤下的波紋管的管身要設(shè)置預(yù)留拱度。其大小根據(jù)地基土可能出現(xiàn)的下沉量，涵底縱坡和填土高度等因素綜合考慮，通�？蔀楣荛L(zhǎng)的0.6%～1%，最大不宜大于2%，以確保管道中部不出現(xiàn)凹陷或滑坡。
4.4 回填土
(1) 涵管兩側(cè)回填應(yīng)采用砂礫或與路基填料相同的材料。
(2) 涵管兩側(cè)回填應(yīng)對(duì)稱施工，分層回填，每層厚度為20cm。
(3) 涵管兩側(cè)近處用機(jī)械夯實(shí)，管底下方粗砂用“水密法”震蕩器振實(shí)。
(4) 涵管兩側(cè)回填應(yīng)采用振動(dòng)夯實(shí)機(jī)逐層夯實(shí)。密實(shí)度不小于95%。
(5) 涵管上方當(dāng)回填土厚度超過(guò)30cm后，采用壓路機(jī)靜壓，填土厚度超過(guò)60cm后，采用壓路機(jī)振壓，壓實(shí)度不小于95%.
5 波紋管安裝操作規(guī)范
5.1 施工前準(zhǔn)備
(1) 備齊安裝工具：梅花扳手（22—24）、活口扳手、小撬棍（ø16mm長(zhǎng)度50cm左右的圓鋼）、撬杠（ø50mm長(zhǎng)度1.8m左右的鋼管）、手錘、鑿子、螺絲刀（一字形）、千斤頂。
(2) 備齊涵管安裝所需配件：螺絲及橡膠石棉墊。
(3) 檢測(cè)波紋管各管節(jié)的長(zhǎng)度、直徑是否與該處涵洞相符合。
(4) 設(shè)涵管安裝指揮員一名，負(fù)責(zé)指揮起吊及施工人員現(xiàn)場(chǎng)操作。
5.2 安裝操作方法
(1) 安裝前工作：檢查涵管底部基礎(chǔ)平整度、水平、標(biāo)高；核對(duì)土建基準(zhǔn)，確定涵洞位置、中心軸線、中點(diǎn)。
(2) 連接安裝波紋管：根據(jù)涵洞實(shí)際情況，排放涵管。如果涵洞兩側(cè)進(jìn)出水口是與路基同坡度的斜口形式，安裝時(shí)先安裝中間管節(jié)，在基礎(chǔ)長(zhǎng)度方向留出進(jìn)出水口的位置。中間管節(jié)全部安裝完畢，校正就位后再安裝兩側(cè)進(jìn)出水口。安裝時(shí)從一側(cè)排放第一根管節(jié)，使其管子中心和基礎(chǔ)縱向中心線平行，同樣把第二根管放置就位，當(dāng)兩根管相鄰法蘭間相距3—5cm的縫隙時(shí)，用小撬棍對(duì)準(zhǔn)法蘭上的螺栓孔，使其兩根管法蘭上的螺栓孔對(duì)正，這時(shí)從第二節(jié)管的另一端用撬杠撬動(dòng)管節(jié)，使其縱向平移，使兩法蘭間距在2cm左右，然后全部穿上螺栓，擰上螺絲，帶平扣即可。此后依此方式逐節(jié)依次連接，每道涵洞中間管節(jié)無(wú)先后次序，可以隨意連接。
(3) 鑲石棉墊：由于現(xiàn)場(chǎng)地勢(shì)等原因，有時(shí)相鄰兩法蘭之間間距較小，這時(shí)用手錘、鑿子把兩法蘭之間鑿開大約1cm的縫隙，用螺絲刀把石棉墊鑲在兩法蘭之間，有時(shí)管子頂部?jī)煞ㄌm間距較大，石棉墊鑲嵌困難，用綁絲把石棉墊綁在螺栓上固定，然后工人開始對(duì)稱鎖緊螺絲。直至從外觀看兩法蘭之間只有2—3mm的縫隙即可。
(4) 管壁內(nèi)外防滲處理：管壁內(nèi)外涂乳化瀝青或熱瀝青兩道，從外觀看管壁內(nèi)外均勻的涂成了黑管即可。一般瀝青涂層的厚度要達(dá)到1mm。
(5) 用千斤頂校正整道涵管，使其中心在所規(guī)定的中心線上。
6 波紋管涵的優(yōu)點(diǎn)
(1)適應(yīng)地基變形能力強(qiáng)，對(duì)地基承載能力、平整度要求較低，工程實(shí)際造價(jià)比同類跨徑的橋、涵洞相近或較低。
(2) 施工工期短是最明顯的優(yōu)勢(shì)，土建工程與管節(jié)安裝可分開實(shí)施，然后進(jìn)行整體拼裝。
(3)進(jìn)行工廠集中化生產(chǎn)，生產(chǎn)不受環(huán)境影響，有利降低成本、控制質(zhì)量。
(4) 現(xiàn)場(chǎng)安裝方便，不需使用大型設(shè)備。
(5) 解決北方寒冷地區(qū)（霜凍）對(duì)橋梁和管涵砼結(jié)構(gòu)的破壞問(wèn)題。
(6) 減少或根本舍棄了常規(guī)建材，如水泥、黃砂、石子、木材的使用，環(huán)保意義深遠(yuǎn)。
(7) (結(jié)構(gòu)受力情況合理，荷載分布均勻，并有一定的抗變形能力。
�。�8) 采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，生產(chǎn)、設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)周期短。
(9) 有利于改善軟土地基結(jié)構(gòu)物與路堤交界處的“錯(cuò)臺(tái)”現(xiàn)象，提高行車的舒適度與安全性，減少工后營(yíng)運(yùn)、養(yǎng)護(hù)成本。
7結(jié)語(yǔ)
鋼波紋管涵具有卓越的路用性能，尤其是對(duì)地基要求低、施工簡(jiǎn)易、能快速安裝、大大縮短工期是普通涵管無(wú)法相比的，在公路新改建工程、路基養(yǎng)護(hù)工程中將發(fā)揮積極的作用。
