镀锌钢波纹管涵洞在高速公路施工中的应用及其施工质量控制探讨

镀锌钢波纹管涵洞在高速公路施工中的应用及其施工质量控制探讨万朝阳（中交一公局第五工程有限公司，北京100024）

摘要：以登汝高速公路工程为例袁对镀锌钢波纹管涵洞在工程施工中的应用进行分析袁并提出科学有效的质量控制措施袁

力求通过本文研究袁使钢波纹管涵施工质量得到显著提升遥关键词：镀锌钢波纹管涵洞曰高速公路曰施工应用曰质量控制社会经济飞速发展袁高速公路工程数量与日俱增袁钢波纹管涵洞的施工也越来越多遥钢波纹管是采用波纹状的钢板或者钢管连接尧拼装成的涵洞袁具有工期短袁便于安装袁成本低袁在实际应用中应采取科学有效的措施袁切实提高其质量遥

1镀锌钢波纹管涵洞在高速公路施工中的应用

焦桐高速登封至汝州段是河南省高速公路网规划中焦作至桐柏公路之间的一段袁也是中部地区南北向主要通道焦作与随州尧岳阳高速公路的主要部分袁是G55和G4之间的加密通道遥该项目路线全长为55.720km袁占地面积5830.3亩袁路基宽度为26m曰设置一座特大桥袁长度为1206m曰设置23座大桥袁长度为5443.56m曰设置8座中桥袁长度为576.00m曰设置74道涵洞袁5座隧道袁长度为1489m袁互通式立交5处袁分离式立交10座袁天桥18座袁通道38道袁服务区1处[1]遥由中交一公局采用BT+EPC总承包模式建设袁焦桐高速登封至汝州段在施工的过程当中五个参建公司分别设一个施工分部袁在第四分部和第五分部各选两个钢筋混凝土涵洞袁变更为过水断面接近的钢波纹管涵洞遥2钢波纹管涵构造与优势2.1主体构造

通常情况下袁此类管涵包括三种基本形式袁即管涵尧拱涵与管拱涵袁在连接方式方面袁主要为铆接尧栓接和套接遥在工程应用中袁主要为管涵形式曰当直径超过150cm时袁可使用多片拼接袁以栓接的方式连接袁本项目采用管径为400㎝的钢波纹管涵洞遥2.2应用优势

1冤耐久性好遥管涵片由工厂加工制作而成袁在出厂之前将配件进行热浸镀锌袁对各个环节严格把关袁运送至现场后袁在工地涂刷沥青袁增强外表防腐性袁延长使用年限曰还可根据实际需求在管壁内涂抹沥青加强养护袁与传统涵洞相比具有较强的耐久性曰

2冤抗变形能力强遥此类管涵属于柔性结构袁具有横向补偿位移的特点袁在抗拉性尧抗变形方面具有较大优势袁在工程中袁可有效防止上部构件破坏袁进而减少桥台跳车袁使行车更加安全舒适袁同时还使涵洞沉降与路基沉降不协调的问题得到解决曰

3冤施工便利袁周期短遥在施工过程中袁可将土建与型材安装独立开来袁单独安装后袁再拼合在一起遥与钢筋混凝土涵洞相比袁波纹管涵的施工周期短很多袁两至三周即可完工曰单纯考虑涵洞主体的建造袁六个熟练的技术工人安装长度60m尧直径4m的管涵袁安装时间仅为两至三天曰同等规模的圬工构造物袁至少一个半月到两个月袁且工序复杂袁需投入大量劳动力曰在关键路段施工时袁如采用钢波纹管袁则

2020年第1期可实现提前一个月至一个半月通车遥

4冤生态环保遥管涵主体以钢材为主袁在洞口处采用一些混凝土袁有效减少或者避免对常规建材的使用袁如石子尧河砂尧水泥尧木材等等袁对周围的施工环境破坏较少袁且生态环保[2]遥

3波纹管涵洞施工流程3.1施工准备

在施工前袁应做好充足的准备工作袁具体如下院1冤备齐安装工具袁包括套筒及活口扳手尧大小撬杠尧手锤尧千斤顶等曰2冤准备涵管安装所需的配件袁包括石棉垫尧螺丝等曰3冤对波形管节的长度尧波形尧直径进行检测袁观察管节的法兰孔是否与涵洞设计相符袁当发现严重变形尧管壁保护层受损时袁立即更换部件曰4冤项目分部派指挥人员袁负责指挥吊装与安装人员现场操作遥3.2原材料检测

登汝总承包部委托第三方河南省交科院袁按照现有的技术规范袁对波纹管涵洞材料依据现行规范的检验项目和检验标准袁进行常规的见证取样之外的检测遥在本工程中使用的波纹管涵主要技术参数如下院钢波纹管的直径为4m袁壁厚为5.5mm袁波形为V形袁波高为68mm袁波距为150㎜袁波谷半径为32mm袁波峰半径为32mm遥所采用的材质为Q235-A热板袁表面利用热浸镀锌防腐进行处理袁镀锌量逸600g/m2袁平均厚度应超过84遥波纹板的连接方式以搭接为主袁高强螺栓紧固袁用密封胶做好密封处理遥3.3安装方法

1冤放样与基坑开挖袁在正式施工前袁应明确管涵中心与纵横轴线的位置袁根据现场土质条件进行放样袁并确保满足换填的厚度标准遥在开挖过程中袁采用野人工垣机械冶的方式袁对于深度较浅尧土质优良的边坡袁以垂直方式开挖曰对于存在水源尧深度较大的边坡袁应根据土质以1:0.5要1:1的坡比进行放坡袁将开挖出的土运送到指定地点遥

2冤基础施工袁本工程地基类型主要为一般地基袁可采用一定级配的级配碎石尧粗砂或天然砾石换填50cm并满足压实度要求遥在换填过程中袁采用级配碎石垫层袁确保压实度与设计标准相符合遥

3冤管节连接与拼装袁本工程的管涵较长袁应在涵位处就地分段安装和对接遥首先对中间管节安装和校正袁然后对进出水口的位置安装遥在安装过程中袁从一侧按照顺序排放管节袁使管节中心与基础纵向中心线平行袁当两法兰之间相距3~5cm时袁需要利用小撬棍对准法兰孔袁从第二根管的另一侧用撬杠撬动管节袁纵向平移两法兰袁直至相距2cm左右袁然后穿螺栓尧拧紧螺丝袁该段全部组装完后袁逐个拧紧螺母袁以此类推袁完成后续逐节的连接遥管节组装和对接结

136应用技术与设计

束后袁对管身与涵洞轴线的一致性检查袁如不一致袁则用千斤顶推动涵管使其就位遥

4冤两侧与顶部回填袁按照基础换填的方法袁对0.5~2m的部分进行回填袁顶部采用路基填筑材料遥在对楔形处进行回填时袁应确保密实度合格袁也可采用C15混凝土浇筑成管座遥每15cm的高度做好标识袁便于填高曰压实度要求逸96%袁每层的单侧不超过50m2为一个检验批袁压实度全合格后方可进行下一层填筑袁两侧同步尧对称回填袁两侧回填高差臆30㎝曰管涵两侧各至少25m范围内不得有强夯作业遥对管涵两端仔细检查袁将其内积水尧杂物等清理干净袁若板与板之间有缝隙袁则应填塞紧密袁并在内部涂抹脱模剂遥在混凝土浇筑过程中袁自由倾落的高度要控制在2m以内袁否则容易导致离析遥与管身相距50cm的范围内采用小型机械夯实袁以免管涵受到大型机械撞击曰与管体相距0.5m的范围内袁禁用超过50mm的石块或者其他硬物遥该项目的钢波纹管涵洞都没有设置挡墙袁由中心向两端回填袁最终截面的尺寸与组装尺寸相比差异臆2%袁若出现严重变形袁应立即停止一切相关工序袁查找原因袁并采取有效措施使不当之恢复正常[3]遥

5冤洞口混凝土施工袁在洞口施工过程中袁以端墙渊一字墙冤和其两侧的八字墙为主袁采用混凝土浇筑袁满足设计标准袁确保接缝严密尧不露浆曰将混凝土搅拌之后运送到施工现场袁切忌出现泌水尧离析尧坍落度不当等情况曰浇筑混凝土后袁用振动器振实袁成型后洒水养护袁养护时间一般为7天袁将土工布尧土工膜尧养生棉尧草帘等覆盖在上方袁防止混凝土受到污染袁养护期间确保混凝土表面湿润袁以免出现裂缝遥在养生初期袁由于受多种因素影响袁混合料通常出现收缩袁使混凝土表面产生裂缝袁对此袁应在养生过程中采用人工混合料将裂缝进行灌浆袁从而提升混凝土强度遥3.4经济技术分析

在工程造价方面袁直径1.5m的钢波纹管涵每延米造价在6000元左右袁而1~4m钢筋混凝土箱涵由于净空有所区别袁每延米的造价在6000~8000元之间遥在施工过程中袁两种管均按照外径增加20cm后袁对土方量进行计算袁则前者所使用的土方量与后者相比减少8%~10%左右袁在经济性对比方面袁前者的造价要低于后者遥渊出于对本项目工程单价保密的考虑袁以下单价不是本项目4m直径钢波纹管涵洞的单价袁而是由管片制造厂家提供的比登汝项目时间上略早的其他项目规格略小的钢波纹管涵洞的数据袁还请见谅冤对两种管型的综合造价进行对比袁结果如下袁当管直径为2.0m时袁波纹管的总费用为10063元/m-1袁钢筋混凝土管的总费用为7400元/m-1袁比例为1.36曰当管直径为2.5m时袁波纹管的总费用为14271元/m-1袁钢筋混凝土管的总费用为9400元/m-1袁比例为1.52曰当管直径为3.0m时袁波纹管的总费用为16741元/m-1袁钢筋混凝土管的总费用为12300元/m-1袁比例为1.37曰当管直径为3.5m时袁波纹管的总费用为21621元/m-1袁钢筋混凝土管的总费用为15000元/m-1袁比例为1.44曰从以上数据可知袁钢波纹管与混凝土管相比袁材料成本高出40%左右曰但因其施工周期明显短很多袁施工协作队伍使用的计日工数量比传统的浆砌片石涵洞尧混凝土涵洞少很多袁在人工单价日益高涨的今天袁其节约人工费方面的优势越来越大袁目前其产生的社会效益尧经济效益远远高于工程综合造价超出的数额袁加上后续养护费用较低袁使用寿命较长袁从长远来看袁更具有经济性遥目前袁我国钢波纹管产业不断调整袁市场日渐规范袁在成本投入方面逐渐降低袁使钢波纹

管获得更加广泛的市场发展空间遥4波纹管涵施工质量控制要点

在管涵施工过程中袁可采用以下方法进行质量控制院1冤基础开挖遥开挖的深度应为管涵直径的3倍袁如现场空间较小则要保证3m的施工空间袁这样做不但有助于管节拼装袁还有利于日后将拼装后的台背进行回填与压实遥应确保管涵地基承载力均匀袁尤其是在地基承载力不同的土质交叉的位置袁若涵洞无法移动袁则软地基可采用级配砂砾石压实袁在岩石基础中袁因过度刚性可能会导致管涵柔性受损袁加剧管节形变袁对此可在地基开挖结束后换填级配碎石袁最为理想的厚度为100cm曰涵顶填土高度应不低于50cm袁应采用重量不低于12t的压路机碾压袁使机械顺利通过曰当填土高度在50㎝以内时采用人工配合小型冲击夯的形式进行碾压袁不得漏夯尧漏压遥2冤拼装阶段遥全部螺栓的预紧力矩均为340N窑m依70N窑m袁在拼装之后中径误差不可大于设计值的依1%曰在波纹板拼装过程中袁管片的衔接之处不得有杂物袁以免在拼接之后留有缝隙袁使管体的防水效果受到不良影响曰3冤夯实基础层遥明确管片底部与基础之间的密实性是否与标准相符袁然后再对管涵进行拼装曰为了避免降雨尧洪水等对本涵洞可能造成的冲刷袁可在管内底部高约2m之内采用M30水泥砂浆抹面袁要求表面平整光滑曰在基础回填中应采用分层方式进行夯实袁以级配碎石为主袁粒度最大不应超过5cm袁粒径为0.074mm以内的颗粒数量应低于3%袁含泥量也不得超出规范要求袁采用加水振动尧碾压法等进行夯实袁也可根据施工实际需求袁采取针对性的夯实措施袁但务必确保级配碎石基础密实曰4冤螺栓组装遥采用松螺栓组法袁根据技术规范对各个螺母的扭力矩进行严格控制袁在使用机动扳手时袁拧板时间应为2s~5s袁对于镀锌保护层受损处袁应立即涂防锈剂曰为了减少温度因素对波纹管产生的次生应力影响袁应在恰当的温度下进行螺栓施拧袁最佳温度为13~22益遥5结语

综上所述袁随着交通基础设施建设的飞速发展袁钢波纹管涵在高速公路工程中的应用更加广泛遥在实际施工中应做好准备工作袁并采取科学合理的施工工艺袁使基坑开挖尧基础施工尧管节连接尧回填等施工质量得到切实保障袁科学有效地降低工人劳动强度袁可以在工期和成本上获得更好的成果遥

参考文献：[1]王晓霞.大孔径钢波纹管涵施工质量控制及应用前景[J].山西建筑,2017(06):179-180.

[2]曲宝军.钢波纹管涵施工及质量控制技术[J].价值工程,2016(14):160-163.

[3]雷岩.钢波纹管涵在高速公路应用中的经济性探讨[J].低碳世界,

[7]叶公路涵洞通道用波纹管渊板冤曳JT/T791-2010

2017(30):170-171.

[4]钢制波纹板通道是试验研究叶.沪杭高速公路渊上海段冤学术论文集曳

[5]俞蓉蓉尧蔡志章主编袁地下金属管道的腐蚀与防护袁北京院石油工业出版社袁2001

[6]叶钢结构工程高强度螺栓连接的设计尧施工及验收规程曳JGJ82=91

作者简介：万朝阳渊1983-冤袁男袁汉族袁河南新乡人袁本科袁工程师袁从事路桥施工方面的研究遥

1372020年第1期