钢波纹管涵在公路维修改造与应急抢险中的应用分析

张晓鹤

【摘 要】本文对钢波纹管涵的适应性、工程特点进行阐述，对钢波纹管涵的施工准备→基坑开挖→基底处理→管身安装→涵背回填→涵口铺砌及护坡防护→质量检测等施工工艺流程进行了分析，并对经济效益进行了评估，以提高钢波纹管涵在公路维修改造与应急抢险中的应用效率，确保工作的质量，对我国公路的建设改造具有重要的意义。

【关键词】钢波纹管涵;公路;应急抢险;应用

中图分类号： U449.83文献标识码： A文章编号： 2095-2457（2019）15-0186-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.15.088

Application Analysis of Steel Bellows Culvert in Highway Emergency Rescue

ZHANG Xiao-he

（Linyi Highway Section，Dingxi Highway Bureau， Gansu Province， Dingxi Gansu 743000， China）

【Abstract】This paper combines engineering examples to summarize the adaptability of steel corrugated pipe culverts and engineering characteristics of steel corrugated pipe culverts. Construction preparations for steel corrugated pipe culverts foundation pit excavation and foundation treatment→basic sand cushion Pipeline installation culvert backfilling culvert paving and slope protection→quality inspection and other processes were analyzed，and economic benefit assessment was carried out to improve the application efficiency of steel corrugated pipe culvert in highway emergency rescue to ensure rescue work.Quality is of great significance to the construction of highways in China.

【Key words】Steel corrugated pipe culvert;Highway;Emergency rescue;Application

0 前言

钢波纹管涵是采用波纹状管或由波纹状板通过连接、拼装形成的一种涵洞形式。在公路维修改造与应急抢险中，由于施工场地的限制和公路自然灾害突发的不确定性，往往要求在确保车辆通行的情况下进行施工、抢通，对恢复交通的时效性有较高的要求，而钢波纹管具有重量轻、安装方便快捷、工期短、耐久性好、工程造价低、抗变形能力强、减少通车后养护成本及快速恢复交通等特点。从材料与结构和功能的本质上分析，采用柔性高强度的钢波纹涵管，不仅具有适应地基与基础变形的能力，可以解决因地基基础不均匀沉降导致的涵洞破坏问题，而且钢波纹管涵洞由于轴向波纹的存在使其具有优良的受力特点，轴向和径向同时分布因荷载引起的应力应变，可以更大程度上分散荷载的集中应力，更好的发挥钢结构的优势。尤其在高寒冻土、软土、膨胀土、湿陷性黄土等地带，具有明显的经济效益。

1 钢波纹管涵的适应性

钢波纹管涵的应用必须遵循安全、适用、经济的原则，以确保道路安全，满足使用要求，充分发挥效用。在公路改造和应急抢险中要充分利用钢波纹管结构的性能和优点，因地制宜，充分考虑公路等级、重要程度、地形地貌、地质条件、路基等方面，还应该考虑施工条件、便利条件、二次腐蚀和其他因素。

在下列情况下，可以考虑使用钢波纹管：

（1）涵洞的基础有不良岩土，包括冻土、膨胀土、软土和湿陷性黄土等。

（2）施工困难，缺乏人力资源或高风险，高原缺氧工程等领域。

（3）在砂资源匮乏区，预制混凝土和钢筋混凝土组件，或距离较远难以运输的偏远地区。

（4）为了加快施工进度，实现快速通车目标的应急救援和救灾的其他项目。

2 施工工艺流程

钢波纹管涵洞施工工艺流程可分為直接填筑法和反开槽回填法，在公路维修改造中一般后者较为多见，尽管在外力上二者存在一定的差异，但施工工艺相差不大。

钢波纹管涵的施工工艺流程主要包括：施工准备→基坑开挖→基底处理→管身安装→涵背回填→涵口铺砌及护坡防护→质量检测。

2.1 施工准备

施工准备工作主要包括物资准备、技术准备、组织准备等三个方面。

（1）物资准备主要包括原材料、机械机具等，原材料必须进行试验检测，检验合格后方可使用。

（2）技术准备主要是复核施工图纸、熟悉规范和测量放样。

（3）组织准备主要是在整个施工过程中组织机构的建立、施工场地布置、明确施工任务、人员培训等内容。

2.2 基坑开挖

（1）按设计要求进行测量放线后，开挖基坑，基坑开挖至设计标高后，对基底尺寸、高程、地基承载力进行检测，做好临时排水。

（2）基坑开挖应按要求进行，当基底土为不良土层时，应换填处理，基坑开挖避免超挖，如超挖，应将松动部分清除。

（3）挖至标高的土质基坑不得不長期暴露，扰动或浸泡，并应及时检查基坑尺寸、高程、基底承载力。符合要求后，应立即进行基础施工。

（4）若没有设计要求时，基础垫层厚和开槽宽度可参照下表，以便于机械碾压，建议采用基础便准宽度。

2.3 预留拱度

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分大于两端。因此，铺设于路堤下的波纹管的管身要设置预留拱度。其大小根据地基上可能出现的下沉量，涵底纵坡和填土高度等因素综合考虑，通常可为管长的0.2%～1%，以确保管道中部不出现凹陷或滑坡。

2.4 管身安装

（1）涵管及配套附件在出厂时已经过了镀锌防锈处理。在没有盐碱水或有害工业废水浸泡以及涵管内经常流水的情况下，其镀膜即可防止锈蚀。否则，可在管节内外管壁喷涂含有石棉纤维的厚沥青一道或涂刷两遍沥青和石油的拌和物，以加强防腐蚀作用，但是必须要等到沥青晾干后才可安装。

（2）钢波纹管涵管身安装是施工的重要部分，其主要操作方法包括：施工现场管段（管片）连接（拼装），并对每一节管段进行涵洞中心位置的调整，防止其偏离中线。管段拼接前必须对其端部进行清理，以保证接缝处搭接紧密，并保证其密封性。钢波纹管涵管身安装后即对其进行质量检测，检测项目包括基础压实度、轴线偏位、涵内底高程与管涵内径等。仔细检查涵管内外表面，对于表面防腐层损伤点进行清理除锈后采用喷锌、喷涂环氧树脂、涂刷沥青等不同的方式补救处理，以避免造成整道涵洞防腐耐久能力的降低。

2.5 涵背回填

钢波纹管涵是一种柔性结构，它建成后与周围土体形成一种组合结构，共同受力，波纹管涵楔形部及两侧的回填土作为组合的关键，如果回填不密实或有楔形部中空，将出现局部有较大变形，存在安全隐患，严重的将造成质量事故。所以波纹管涵楔形部及两侧的回填土在施工中要严格控制。

1）两侧及顶部0.5～2m厚度范围内，使用与基础换填相同的材料，寒冷地区还应满足抗冻性要求;涵洞顶部填土厚度大于2m使用路基填料进行回填。

2）楔形部回填：为保证管底的回填质量，管底楔形部位处的回填可采取一下方案：（1）采用水泥稳定沙砾或碎石，人工用石夯、夯实机具进行夯实。（2）采用级配良好的天然沙砾或级配碎石，人工用石夯、夯实机具进行夯实。（3）采用轻混凝土回填。

3）涵管两侧部位回填：填土高度为15cm每层，为避免压路机对管涵的产生撞击，靠近管身部分采用夯实机具进行夯实。

2.6 涵口铺砌及护坡防护

严格按照图纸施工，并做好与天然沟渠的顺接。施工中混凝土、砂浆应严格按要求进行配合比设计，并在拌和、运输、摊铺、振捣与养生过程中保证施工质量，严格按设计与规范要求进行施工。

2.7 质量检测

在钢波纹管涵施工过程中，要对每个施工工序进行适时的检测，进行质量控制。由于很多施工部位属于隐蔽工程，如检测不及时、不到位，极易出现施工隐患，在后期施工中出现一些质量问题，造成经济损失。

3 经济效益对比分析

经济分析采用同等条件下的人工、材料单价、费率，按实际设计工程数量进行分析。通过供应价、运杂费、预算价、自采材料价格、路况分区等确定材料费。通过测算可知，节约工程造价约10-35%左右。

在公路维修改造与应急抢险中，钢波纹管涵的施工较其他施工方式，具有施工周期短，进度快，可较快恢复交通的明显特点，显著提高了社会经济效益。

4 结语

总之，对钢波纹管涵在公路维修改造与应急抢险中的应用进行分析，对钢波纹管涵施工工艺进行探究，在众多方案中寻找最佳的解决方案，确保有效地提高钢波纹管涵的效用，保证维修改造与应急抢险工作的质量，从而为提高公路工程建设改造及应急抢险保通能力的具有重要的意义。

【参考文献】

[1]李春.钢波纹管涵施工技术[J].河南科技，2017（01）：103-104.

[2]崔进强.高填方钢波纹管涵洞通道施工技术[J].黑龙江交通科技，2017（06）：105+107.

[3]湛慎平.浅谈金属波纹管涵施工技术及其应用[J].黑龙江交通科技，2013（02）：93-94.

[4]谢建平，钟涛.钢波纹管涵的施工技术及质量控制[J].交通世界（建养.机械），2013（10）：234-235.

[5]周小华，张伟.浅谈钢波纹管涵施工技术[J].科技创新导报，2012（15）：112-113.

[6]何宇鑫.钢波纹管涵洞在高速公路建设中的应用[J].甘肃科技纵横，2010（05）：149-150.

[7]吕栋.钢波纹管涵洞在高等级公路中的应用[J].山西建筑，2008（15）：295-296.