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摘要：钢波纹管涵是内壁光滑而外壁具有波纹（波纹形状可为直角、梯形、正弦形等）的涵管，它具有耐腐蚀好、绝缘性高、内壁光滑流动阻力小等特点，兼具良好的强度与韧性。在同样强度、刚度要求下采用钢波纹管可比普通塑料管节约材料 30%-50%，技术经济性较好，并且运输安装方便，降低了施工人员的劳动强度。钢波纹管涵大大提高了管材的整体强度，使管材具有更佳的耐压和抗冲击强度及良好的地质适应性，应用范围更加广泛。文章结合黄陂北部旅游公路改扩建工程的实例，探索了钢波纹管涵的施工技术，可为以后类似工程施工提供借鉴和参考。
关键词：钢波纹管涵 施工技术研究
1、工程概况
1.1工程简介
蔡姚线K3+435钢波纹管涵，设计孔径为2-φ2.7m，涵洞轴线与路中线夹角为120°，长度20.59m，为排水涵洞。洞身采用钢波纹管，进出口类型为端墙锥坡。地基承载力不得小于150KPa。
1.2工程地质
武汉市黄陂区位于江汉平原东北部边缘，本区域地貌单元多属剥蚀残丘和丘陵地貌；路线沿途地形起伏较大，路线走向带地势较为开阔，植被较少，大多为农田区和山林。
1.3气候与水文
黄陂区属亚热带季风气候，雨量充沛、光照充足，热量丰富，四季分明，无霜期长，年平均无霜期 255 天。年均日照时数约 1540～2180 小时。
2、施工工艺流程
3、钢波纹管涵的选材，成品钢波纹管涵具有如下特性
（1）耐压、抗冲击性好。对地基良好的适应性。
（2）经济性好。管径大，比同规格的塑料管成本低。
（3）耐化学性好。外敷防腐层，不会被任何东西污染和腐蚀。
（4）耐老化性好。外壁为黑色，可以抵抗紫外线防止老化。
（5）排水流通性能优越。内壁光滑，流水阻力小，通水能力强。
4、施工放样、基础开挖
施工前组织测量人员根据设计文件放出管涵轴线，打好中边桩，在涵管中轴线和基础范围边缘撒上白色灰线，然后进行基础开挖。
5、垫层填筑
本工程基础垫层材料采用砂砾填筑，压路机进行碾压，每层压实厚度为15cm~20cm，压实度不小于96%。埋设钢波纹管一段时间后会产生一定的下沉，往往是管道中部大于两端。因此，砂砾垫层在涵管纵向预留0.5%的预拱度。
6、管身安装
涵管拼装流程主要为：检查涵管板片→运输至施工场地→校对涵管板片次序→拼装环形圈→初步上螺栓和螺母→对称拧紧螺栓→螺栓紧固力测试→板缝密封材料密封泡沫垫填充→均匀在涵管内外侧涂沥青→涵管就位。
涵管拼装依先下部后上部的原则，逐片拼接至要求的涵管长度。圆周方向的重叠搭接应错开。涵管拼装时所有节段的轴向重叠搭接应顺着水流的方向。
（1）现场拼装注意点
a、在拼装和搬运时避免冲撞，以免损坏镀锌层。
b、因加工、包装、运输的原因，半圆片不可避免的存在一定的变形。连接螺栓不要一次性收到位，以利于后序半圆位置的调整，待涵管拼装至一定长度后，再依次均匀收紧连接螺栓。
c、所有重叠搭接处的连接螺栓螺母不得漏装。
（2）质量控制要点：
a、运输、装卸、堆放和安装管节时，采取措施防止其损坏。
b、钢波纹管涵的安装施工应符合下列规定：
（1）管节拼装时，上游管节的端头置于下游管节的内侧，不得反置；法兰盘或管箍环向拼接时，螺栓孔的位置须对准，并应按产品设计规定的扭矩值进行螺栓的施拧。
（2）管节间的接缝采用不透水的弹性材料进行嵌塞，宽度宜为2~5mm；接缝嵌塞材料不得有漏水现象。
（3）各管节顺水流方向安装平顺，垫稳坐实，安装完成后管内不得遗留泥土等杂物。
（4）涵洞的进出水口处，钢波纹管节的管端与涵洞刚性端墙相连时，采用直径不小于20mm的螺栓，按不大于50mm的间距，将管节与端墙墙体予以锚固。
7、密封垫
拼装过程中，所有板与板搭接的板缝都粘贴密封泡沫垫，密封垫之间搭接严实，防止漏水。
8、涵管回填
钢波纹涵管敷设、填封处理完成后及时回填，材料采用透水性好的材料。回填时必须坚持先两侧后顶部的原则，保证在涵管两侧对称且均衡的状态下作业。回填时必须分层摊铺后逐层压实，每层压实厚度为15cm。涵管两侧填土密实度达到96%以上，管顶与该处路基的密实度一致。
（1）涵管两侧的部位回填采用级配良好的天然砂砾或级配碎石。在管身最大直径两侧50cm外使用18T压路机碾压，50cm范围内使用小型夯实机械夯实，以避免压路机等大型机械设备对管涵的撞击。（2）填筑时应分层填筑、分层压实，每层压实后的厚度为20cm，压实度要求达到96%方可进行下层填筑。填筑前在管节两侧上用红色油漆按每15cm高度标注，填筑时按标注线控制。
（3）填筑必须在涵管两侧同步对称进行，两侧的回填土高差不得大于30cm。
（4）管顶填土厚度小于50cm时，不得使用大于6T的压路机械碾压，也不允许施工机械通行。
（5）现场必须严格按要求进行管涵回填。
（6）管体两侧及顶部10米范围内不允许使用强夯机械。
（7）管顶填土前，在管内设置竖向和横向十字架临时支撑，防止在填土过程中产生变形。管内的临时支撑在填土不再下沉后再拆除。
9、洞口铺砌及护坡防护
本工程洞口端墙采用一字墙，端墙基础及墙身均为C20砼。洞口铺砌及锥坡护坡为C20片石混凝土，在涵洞的进出水口处，钢波纹管涵管端与涵洞刚性端墙连接，采用直径不小于20mm的螺栓，按不大于50mm的间距，将管节与端墙墙体予以锚固。
目前有些施工单位在管体顶部还没有完全终止时，就将钢波纹管上下游的端墙完成了，这种施工方式存在填土完毕后端墙裂缝的弊病。钢波纹管在填土过程中存在管壁变形，一般变形量为管径的±0.5-2%，此变形数值和管侧回填土的密实度有很大的关系。为防止端墙裂缝，可采取以下两种措施：
（1）基础做好后，拼装钢波纹管，在管体安装完毕后，钢波纹管涵背填土填至路基顶面标高，15天后再浇筑端墙。
（2）钢波纹管安装就位完毕后，将两端一字墙施工至与钢波纹管管顶标高一致就不再施工，待钢波纹管管顶填土填至路基设计标高，再浇筑端墙。
10、结语
近年来，钢波纹管涵因强度高、刚度好、施工便捷等优点很好地满足了改扩建公路线路长、及时恢复交通等方面的要求被广泛应用。本文结合黄陂北部旅游公路的施工实例，给出了钢波纹管涵的施工技术关键点、施工控制重点及措施，特别是总结出了钢波纹管基础垫层预拱度经验值、钢波纹管涵身拼装要点、钢波纹管涵涵背回填碾压注意事项、钢波纹管涵管壁变形数值、钢波纹管涵端墙裂缝防治措施，为今后钢波纹管涵的施工提供了借鉴参考。
论文作者:黄天军
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第28期
论文发表时间:2018/12/28
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