公路应急抢险中钢波纹管应用及施工工艺

2021-04-11张继承

甘肃科技 2021年7期

张继承

（甘肃省张掖公路局，甘肃张掖 734000）

1 概述

对于钢波纹管来说，一般采用的都是埋置式的结构来参与公路的应急抢险，其中埋置式结构是一种典型的柔性结构，在应用的过程中一般不会受到地质条件的影响，因此适用于地震频繁以及地质灾害较多的地区。钢波纹管相比于钢筋混凝土材料制作而成的桥涵来说，有着更多技术和材料上的优势，同时在应用的过程中能够和土层紧密结合，能够使整个钢波纹管结构的承载能力得到巨大的提升。在现代化城市建设发展的过程中，公路已经成为了城市的重要组成部分，同时在城市功能的发挥中也承担着非常重要的角色，因此一旦出现险情不仅会给人们的生命财产安全带来巨大的威胁，还会对城市的正常运转带来巨大的影响，因此必须要采取措施给予公路应急抢险工作的开展足够的重视。

2 钢波纹管在公路应急抢险中的应用优势

2.1 工期短

公路应急抢险中的钢波纹管装置，在实际施工的过程中不会受到季节因素的限制，在任何季节下都能开展施工作业，其在施工安装的过程中只需要耗费很少的时间。其次，对于波纹管装置的安装来说，整个安装过程也不会受到温度、养生龄期、环境以及时间限制的影响，在缩短工期方面也有着非常显著的作用，因此比较适用于公路抢修等一些紧急抢险任务。

2.2 重量轻

对于钢波纹管来说，其主要组成材料就是钢波纹板材以及高强度的螺栓，与一般形式的钢筋混凝土管涵相比，质量有着大幅度的降低，下面就来以内径为一米的钢波纹管来进行具体的分析，每延米波纹管的质量为60～300kg，具体的质量需要根据波纹管的高度以及厚度来进行确定，与相同规格的钢筋混凝土管涵相比，仅仅是其质量的百分之四到百分之二十，由于质量轻所以操作起来非常方便，不需要大型的吊装设备以及混凝土搅拌设备就能够完成整个钢波纹管的安装工作，给整个安装和运输过程带来了极大的便利。除此之外，由于整个钢波纹管的安装就是螺栓的连接以及管涵的就位，因此所有参与安装的工作人员必须经过专业的培训工作就能够上岗操作。

2.3 造价低

钢波纹管除了具有工期短、重量轻的应用优势之外，在功能以及造价上也有着非常大的优势，首先其具备较强的变形适应能力，拥有着非常小的自重，与相同规格的钢筋混凝结构相比，从结构设计上来说可以大大降低基础工程建设的费用。在实际应用的过程中，可以使用沥青来对钢波纹管的内外表面进行防水处理，这样对于钢波纹管使用寿命的延长来说有着非常显著的效果，并且后期的养护费用也非常低。在以往的应急施工中，如果采用的是板涵或者是拱涵的话，则在施工中为了能够使地基变形量在允许的工程范围内，还需要对地基进行严格的处理，此过程需要修建强大的刚性基础，因此整个项目的工程造价和工期都得到了大幅提升。如果采用钢波纹管的话，只需要对地基进行一些简单的处理，同时采用砂垫层作为基础就能够满足涵洞的使用需求，不管是工期和费用都非常低，同时还能够减少对水泥、砂子和一些木材的使用，也符合施工环境保护的各项规定。

2.4 抗变形能力强

钢波纹管是一种非常典型的空间结构，有非常突出的抗拉、抗压以及抗剪强度，当钢波纹管在正常使用的过程中，在受到其上部荷载作用时，其管壁就会发生非常微小的变化，通过这样的变化，就能将钢波纹管上部受到的荷载全部转移给周围的土体，因此在相同的荷载条件下，钢波纹管对地基压力明显小于钢筋混凝土管涵。

2.5 适应性强

如果在公路应急抢险工作开展的过程中，遇到了多年的冻土、软土以及膨胀土等不良的地质状况，此时采用钢波纹管就能够产生非常显著的施工效果，早在1997年青藏公路的建设工程中，就已经对钢波纹管进行使用，实践证明在冻土地区采用钢波纹管涵能够对使管涵遭受冻融病害的概率大大降低，能够使整个结构的使用寿命大幅提升。

3 钢波纹管的应用以及相关的施工工艺

当前阶段的钢波纹管管涵施工主要可以分为两种施工形式，分别是直接填筑法以及反开槽回填法，但是在公路的应急抢险方面一般采用的是反开槽回填法，虽然两种施工形式在外力上可能存在着较大的差别，但是在施工工艺上的差别却很小，下面就来对钢波纹管的工艺流程进行介绍，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。

3.1 施工准备

对于钢波纹管施工前的准备工作来说，主要就是技术准备、组织准备以及物料准备三个方面的内容：（1）物资准备就是要备好一些施工需要的原材料以及机械器具，对于原材料来说，为了使施工质量得到可靠的保障，在原材料进入施工现场之前，必须要做好全面的质量检测工作，各项指标都符合实际要求后才能够投入使用；（2）技术准备就是要能够对施工设计图进行复核，确保设计图纸的科学性与合理性，同时要对测量放样以及相关的规范都有着全面的掌握；（3）组织准备就是在施工过程中，合理选择和布置施工场地，对各人员的施工人员进行明确。

3.2 基坑开挖

（1）按照施工设计要求，开展测量放线工作，在基坑开挖的过程中，当开挖至设计标高后，要立即对基底的尺寸、高程以及地基承载能力进行全面的检测，并做好完善的排水工作；（2）在整个开挖的过程中，都要能够严格按照施工规范和要求，一旦发生基底土是不良土层时，应立即进行换填处理，同时要避免超挖问题的出现，如果出现超挖则需要立即将松动部分清除；（3）在基坑开挖至设计标高之后，不得将其长期暴露，同时也要避免外界因素的影响导致其出现扰动以及浸泡问题，并且要能够对基坑的尺寸、基底承载了以及高程都进行仔细的检查，所有指标都符合规定后再继续开展基础工程。

3.3 管身安装

（1）每个钢波纹管在出厂之前都已经经过了全面的防锈处理，如果施工区域不会出现盐碱水或者是工业废水的浸泡，则钢波纹管是不会受到腐蚀的，否则需要利用沥青和石油材料的拌和物来对其进行二次防腐处理，但是经过沥青处理的钢波纹管要晒干后才能安装；

（2）钢波纹管管身的安装工作是整个施工的核心部分，主要的安装步骤如下：在施工现场对管片进行拼装，同时要对每一节管段涵洞的中心位置进行适当的调整。在拼接工作开展前，还需要对管的端部进行清理，保证搭接处的密封性符合要求。在钢波纹管安装好之后，需要对其安装质量进行检测，检测内容包括轴线偏位、管涵内径等。

3.4 涵背回填

由于钢波纹管涵属于一种柔性结构，其建成后与周围的土体能够形成一个共同的组合结构，共同受到上部荷载的作用，因此对涵背回填工作的质量就有着较高的要求，如果回填不密实就容易在后期承受荷载的过程中发生变形，从而发生带来巨大的安全隐患。具体的回填工艺流程如下：（1）钢波纹管的两侧及顶部0.5～2m厚度范围内，要使用与基础相同的材料进行换填，如果是寒冷地区，换填材料还要能够满足抗冻要求；（2）楔形部回填，可以利用级配情况良好的天然砂砾或者是碎石来进行人工夯实处理，或者可以选择轻型混凝土材料回填；（3）对于管涵两侧部位的回填，要保证填土的高度达到每层15cm，同时为了防止压路机在运行的过程中对管涵造成冲击，靠近管身的部位可以采用夯实机具进行夯实。