钢波纹管涵施工关键技术研究

肖 志 华

(中交第二航务工程局有限公司第六工程分公司，湖北 武汉 430074)



钢波纹管涵施工关键技术研究

肖 志 华

(中交第二航务工程局有限公司第六工程分公司，湖北 武汉 430074)

结合某公路合同段工程实例，介绍了钢波纹管涵的优点及施工工艺，从基础开挖、涵背填筑施工、反开挖施工、管涵回填等方面，阐述了钢波纹管涵的施工技术方法，并探讨了其注意事项，对今后类似工程施工有一定的参考价值。

钢波纹管涵，施工工艺，涵背，垫层

1 工程概况

本标段是G569线北山至仙米寺公路工程第一合同段，起讫里程为K60+200～K170+000,主线全长109.8 km，位于甘肃省河西走廊东部、石羊河流域中下游，是平原区，地形平坦，地势南高北低，自西南向东北倾斜。此地土壤为风积砂和粘土，且渗水严重，存在施工难度大，施工工期紧等困难。钢波纹管涵在工厂集中生产，施工现场只需进行地基处理后，即可进场拼装，所需施工场地小，施工周期短。

该合同段共有1.5 m直径钢波纹管涵101道，1.0 m直径钢波纹管涵28道，基础采用砂砾进行换填，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。

2 钢波纹管涵优点及工艺

2.1 钢波纹管涵优点

采用钢波纹管涵施工，与一般钢筋混凝土管涵相比，具有以下优点：1)管涵通常采用标准化设计、工厂化加工、施工工艺简单，能明显缩短工期并降低施工成本；2)钢波纹管涵重量较轻，采用小型汽车吊即可进行吊装作业，安装更为方便；3)钢波纹管涵四周均涂刷了防腐涂料，故其耐腐蚀性及耐久性能更好；4)采用圆形设计，结构受力较矩形结构更为合理，荷载分布均匀，抗变形能力强，耐久性更强，减少通车后养护成本等。

2.2 施工工艺

传统的钢波纹管涵施工工序为先进行钢波纹管涵准确定位安装，再在管涵两侧进行逐层回填砂砾土，采用小型夯实机进行夯实，最后再进行管涵两端八字墙及相关附属工程施工。传统的施工方法导致涵背两侧不密实，尤其是紧贴管涵部分，容易产生涵背空洞等质量病害。通过改变施工工艺，先进行整体基础换填，与相邻路基同步进行填筑施工，填筑至钢波纹管涵中部位置高程时采用挖斗经过改装后的挖掘机进行反开挖施工，开挖完成后进行钢波纹管涵安装，最后进行涵背两侧回填、两侧八字墙及相关附属工程施工。工艺流程如图1所示。

3 施工方法

3.1 基础开挖

基坑开挖应按设计要求进行，基底处理后应当及时换填1.0 m砂砾土，并分层碾压，压实度不小于96%。应避免超挖，如超挖，应将松动部分清除，采用碎石进行回填夯实，回填至设计标高且压实度满足要求后再进行整体换填施工。土质基坑基底不得长期暴露或扰动，在基坑四周设置排水沟槽及集水井，在有雨水时及时进行抽排，以防止雨水浸泡基坑。实行动态测量监控以便准确控制基坑开挖的尺寸及高程，基坑开挖完成后及时进行原位试验获取基底承载力数据，承载力符合要求并经验收后，应立即进行下一道工序施工。

3.2 垫层和基础

进行换填施工后的基础必须有足够的强度、稳定性和均匀性。基础换填一般可采用1.0 m～1.5 m厚的砂砾土或0.5 m～1.0 m厚掺3.5%的水泥稳定砂砾。在完成基础换填后，应采用级配良好的粗颗粒土在换填好的基础上面设置一层厚10 cm的均匀垫层。对预计地基有一定沉降的情况，考虑到水流的要求和结构的整体性，基础应该设置1%左右的纵向预拱。

3.3 涵背填筑施工

基础施工完成后，与相邻路基同步进行填筑施工。填筑标高按钢波纹管涵设计中部标高进行控制。

3.4 反开挖施工

测量放样，准确的定位出钢波纹管涵的位置，采用挖斗经过改装后的挖掘机进行反开挖施工。开挖作业时，通过挖斗上的定位卡槽进行标高控制。

3.5 钢波纹管涵安装

钢波纹管涵到场后应按设计规范对其进行检测。波纹钢管安装以中心轴线为基准向两侧延伸。轴向搭接宽度为12 cm，采用法兰螺栓进行连接。管涵拼装完成后，用定扭电动扳手，紧固所有螺栓，紧固后用红漆标记，不得遗漏。在回填前需对所有螺栓进行随机抽检，抽检满足规范要求后方可认为安装合格。合格后，在两节钢波纹管涵法兰螺栓连接处用环氧树脂砂浆或者专用密封胶进行封堵，以防止波纹管涵连接处漏水造成路基病害。

3.6 管涵回填

钢波纹管涵涵背回填材料必须符合级配要求。回填料应倾倒在结构两侧1.5 m以外。结构两侧回填应对称进行，分层回填，每层需铺设厚度不超过15 cm，从两端向结构的中心进行回填，管涵两侧2 m范围内采用小型夯实设备进行夯实，压实度不小于96%，为确保压实质量，每回填90 cm厚度，采用液压夯进行夯实。采用液压夯时，在涵背两侧采用白灰线画出夯实作业的矩形方格，以确保夯实均匀并可防止漏夯现象。钢波纹管涵顶部回填厚度小于50 cm时应采用手扶振捣压路机或小于6 t的静碾压路机压实，禁止使用大型压路机进行压实作业，同时禁止机械设备从上面通行。在进行回填作业时要及时对管涵进行监测，及时掌握管涵的截面形状是否发生变化。如截面变形量超过规范要求范围时，应立即终止施工并查明原因，采取措施将变形量控制在标准范围内。管涵涵背两侧2 m范围内及涵顶回填作业时，应同时按水平分层、对称地按照设计图纸要求的压实度填筑、夯实。

4 关键技术控制

4.1 挖斗设计及挖机改装

挖斗设计采用与管涵同等直径的半圆形结构，使用壁厚为3 cm的钢板，挖斗前端使用楔形斗齿，便于挖斗磨损后更换。在半圆形端部设置限位卡槽，以方便开挖作业时高程控制。在挖斗上部设置与挖机原位拼装匹配的插销口。

4.2 反开挖施工

1)施工放样。由于管涵中部高程以下部分台背回填已同相邻路基同步填筑施工，因此在进行反开挖施工时，需进行二次放样作业。测量人员根据设计文件测设出管涵的轴线位置及管涵轮廓线位置，采用白灰线进行明显标识，并在附近埋设高程控制点，以便开挖作业时进行精确控制。2)人工配合反开挖施工作业采用改装后的挖斗进行开挖作业。采用改装后挖斗配合挖机进行反开挖施工，利用预先在附近埋设好的高程控制点，开挖过程中通过水准仪进行高程控制，为方便操作，利用改装后的挖斗中的限位槽装置，以管涵中部高程为基准进行开挖，人工配合挖机紧跟作业，及时对开挖好的基槽进行修整。为确保管涵中部不出现凹陷，开挖作业时设置1%左右的预拱度。

4.3 涵背回填

管涵涵背两侧回填采用级配良好的砂砾土，在管涵两侧2 m范围内使用小型夯实机械夯实，以避免重型压路机等大型机械设备对管涵的冲击。填筑应分层填筑，分层压实，每层压实后的厚度为15 cm，压实度要求达到96%方可进行下一填筑层施工。在进行回填作业时，每个填筑层均需按照设计图纸要求设计2%～4%的横坡进行排水，以防止雨水浸入路基导致路基病害。管涵两侧回填作业前在管节两侧用红色油漆每15 cm相对高程进行明显标识，作为填筑作业时标高控制及分层填筑层厚控制的依据。填筑作业必须为两侧对称填筑，两侧的回填土高度差不大于30 cm，以避免因偏压对管涵进行挤压。采用液压夯夯实作业时，同样按照两侧对称的原则进行夯实作业。在完成管涵拼装开始进行涵背回填作业前，必须将管涵口两侧排水沟进行顺接，以确保雨水正常排放。

5 结语

通过改变施工工艺，让钢波纹管涵涵背回填质量得以保证，经过改装后的挖斗进行反开挖施工，减轻了涵背回填不密实等质量通病的影响，尤其是管底两侧楔形部位的填筑质量，而且施工具有质量可靠、方便快捷、经济适用的特点，取得了较好的经济和社会效益，对今后类似工程施工有一定的参考价值。

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Research on key technology of steel corrugated pipe culvert construction

Xiao Zhihua

(CCCCSecondHarborEngineeringCo.，Ltd, 6thEngineeringBranchCompany,Wuhan430074,China)

Combining with the contract section engineering of some road as the engineering case, introduces the advantages of the steel corrugated pipe culverts and its construction craft, illustrates its construction techniques from the foundation excavation, culvert grouting construction, counter-excavation construction, and culvert filling, and explores the precautions, so as to provide some reference for similar construction in future.

steel corrugated pipe culvert, construction craft, culvert back, cushion

1009-6825(2017)15-0136-02

2017-03-14

肖志华(1989- )，男，助理工程师

U415

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