公路工程中超大直径钢波纹管涵的施工技术

2018-02-13杨正伟

建材与装饰 2018年9期

杨正伟

（西藏山南市交通运输局西藏山南 856000）

1 钢波纹管涵简介

金属波纹管涵是涵洞中的常见施工方式，其是由波纹状管以及波纹状板连接和拼装制作完成的，是一种新型公路工程施工材料。在公路工程运营过程中，地基不均匀沉降会造成涵洞破坏，而金属波纹涵管的形状有很多种，包括圆形、半圆形、椭圆形等等，能满足公路工程施工实际需要。钢波纹管涵的安装方式便捷，耐久性较高，抗变形能力较强，并且工程造价较低，运营维护边界，因此，将其应用于公路工程施工中，不仅能避免地基不均匀沉降而造成的涵洞破坏，同时还能充分发挥金属波纹管涵洞良好的受力特征，将集中在荷载上的应力最大限度的分散开，充分发挥钢结构的应用优势。根据实践分析，通过将这一施工技术应用于软土、膨胀土、湿陷性黄土高寒冻土等地基施工中，能充分发挥该项技术的应用优势[1]。

2 工程概况

某公路工程位于山区腹地，是连接各个区域的重要交通干线，施工路段长度为46.1km，在该施工路段施工中，应用双向4车道高速公路标准建设方式，设计速度为100km·h-1，路基宽度为26m。钢波纹管涵位于山区丘陵地区，涵洞位于冲沟中，其主要作用是雨季排水。根据现场勘察发现，原有公路工程路基的横向高差在10m左右，在路基开挖施工中，应用半填半挖施工方式，路基左侧为梯田，而路基右侧为强风化麻岩，地质条件差异较大。另外，由于涵址区地质复杂程度比较高，因此，综合考虑施工环境地质特征以及工程建设要求，采用钢波纹管涵洞施工方式。

3 公路工程中超大直径钢波纹管涵施工要点

（1）基坑开挖施工。在基坑开挖施工过程中，为了提升开挖施工质量以及施工效率，需要应用人工开挖联合挖掘机开挖施工方式。另外，在基坑开挖施工过程中，为了保证施工安全，避免发生坍塌事故，要求合理处理弃土，施工人员在进行基坑开挖施工过程中，对于产生的弃土，需堆放在基坑以外1m左右的区域，然后组织装运车进行运输。此外，在基坑开挖施工过程中，应综合考虑基坑开挖深度以及长度，合理选用开挖施工方式。如果涵洞为新建涵洞，并且不会受到行车因素的影响，可一次性开挖完成，同时，应用汽车配合挖掘机进行开挖施工，直至达到设计标高，如果应用局部开挖施工方式，开挖至松散结构位置，则可应用人工挖掘施工方式。如果在涵洞施工中会受到行车因素的影响，则应应用半幅施工半幅通行开挖施工方式，并应用汽车配合挖掘机作业方式，开挖至松散结构位置，则可应用人工挖掘施工方式，最后，还应注意保障行车安全。

（2）测量放样。为了保证钢波纹管涵施工质量，同时提升施工效率，在施工前，首先需进行测量放样，要求施工技术人员确定钢波纹管涵中心以及纵横轴线，另外，需采用护桩措施以提升工程建设质量。在进行放坡作业时，应严格依据1：1的比例执行作业操作。

（3）根据试验研究以及工程实践表明，钢波纹管涵的最大拉压应力分布在管涵顶部和底部到上下45°位置，在对管涵底部的楔形位置以及两侧位置进行回填施工时，需将人工振捣、水密以及机械压实这3项施工技术进行配合使用，提升振捣施工效果。另外，在进行管涵顶部回填施工过程中，对于钢波纹管涵的内部结构，需采用方木以及槽钢交叉布置，起到良好的支撑作用。在涵洞的顶部位置，还应铺设土工格栅，确保涵洞填土受力均匀。

（4）由于该公路工程位于山区，山区地质条件复杂，路基不均匀沉降的差异性较大，而管涵的中心高度对于地基竖向变形的影响比较小，对于竖向最大拉应力所产生的影响则比较大，因此，大直径钢波纹管能促进地基拉应力集中，这样就会影响公路工程地基结构稳定性。对此，在进行公路工程路基现场施工过程中，必须严格依据施工技术标准进行管涵基础处理，如果路基为软土地基，则应合理选用换填处理方式，对于岩石路基，则需深挖，然后再进行回填处理，保证管涵基地材料的统一性，这样才能保证管涵顶部的竖向压力分布均匀。

（5）钢波纹管涵端头位置的抗竖向变形能力比较弱，对此，在进行洞口附属工程混凝土浇筑施工前，首先需对管涵端头采用固定支撑处理技术，当混凝土浇筑完成，并且强度达到75%以上后，即可拆除支撑杆件结构。

（6）由于该公路工程建设区域为山区环境，对于钢波纹管涵的排水要求比较高，对此，在进行管涵端头施工时，应注意在涵洞的进口位置浇筑截水墙，并做好洞口铺砌施工，要求混凝土结构与端头波纹管连接密实，避免水流进入管涵底部位置进而对基础结构造成破坏。此外，对于沟谷坡度较大的位置，在管涵的出水口位置需要浇筑跌水槽，避免流水对路基造成冲刷作用，这样才能保证管涵结构稳定性。

4 公路工程中超大直径钢波纹管涵施工质量控制

①在进行涵洞坑槽开挖施工过程中，必须进行现场测量放样，根据现场地质勘查结果以及水文地质资料，确定开挖尺寸。②在公路基础施工中，如果基底土为软土或者淤泥等不良地质，则需采用换土施工方式。由于钢波纹管涵为柔性结构，如果支撑刚性较强，就会对管涵的承载能力造成不良影响。在管涵施工中，不能将其直接铺设在混凝土基床位置，对此应采用合理的换填施工方式。此外，在基底开挖施工过程中，当坑槽挖至标高位置后，必须及时对坑槽的指标参数进行检测，当达到要求后即可继续进行基础施工。③在钢波纹管涵铺设施工过程中，必须严格依据工程图纸进行铺设。当钢波纹管铺设完成后，经过一段时间即可发生自然沉降，一般情况下，管涵的中间位置下沉量会大于两端位置，对此，应注意在钢波纹管铺设施工时，中间部留0.5～1%的预拱度，避免管涵铺设完成后发生凹陷。④在钢波纹管涵现场安装时，每拼接完成5m长度，都需对管身以及圆度进行校正处理，避免发生偏位。当管涵拼接施工完成后，对于管节的拼接位置，需采用密封胶进行密封处理，避免管节位置发生渗漏[2]。⑤在钢波纹管涵的施工以及回填施工前，应注意采用防腐措施，同时还应在管壁内侧和外侧刷热沥青防水层，当沥青防水层风干后，再进行回填施工。⑥在台背回填施工过程中，应采用分层填筑和压实施工方式，本工程每层压实厚度为20cm，当压实土密实度达到95%后即可进行下一层填筑施工。⑦在钢波纹管涵端头构筑物施工前，首先需进行管涵填筑施工，避免构筑物墙体产生裂缝。另外，在管涵两端的洞口位置，需采用工字钢，同时在上部管壁位置，应采用十字支撑，避免混凝土浇筑施工完成后管壁发生细微变形。在钢波纹管涵的管端与涵洞台帽的端墙之间，应注意做好锚固处理方式。