摘要：钢波纹管是一种广泛运用与高寒冻土区以及多雨区域的一种建筑材料，它相对于传统的混凝土涵洞有更强的适用性。我国已经实现了大多数地区的公路系统普及化，但是对于高寒冻土区的公路修建一直中国公路工程桥涵的一个难题。本文将结合青海高寒地区的钢波纹管在实际中的运行情况，对钢波纹管在高寒冻土较深的情况下的适用性进行分析，同时对其在高寒冻土区域的技术运用进行简单的介绍。
关键词：钢波纹管涵洞；高寒冻土区；技术运用；壁厚
引言：
当前传统的公路工程桥涵是以钢筋混凝土为主要修建材料的，然而钢筋混凝土在具有泛用性的同时也有其缺陷所在，例如在高寒冻土区域往往会出现施工工艺过于繁琐、工期较长、耐用性差等问题。
一、什么是钢波纹管
钢波纹管是一种将钢板进行压制而成的带波纹状管件，它具有一定的厚度，主要功用是运用在公路建设领域。用它组成的涵洞适应力很强，可以广泛应用于多雨地区以及高寒地区，经过处理的钢波纹管涵洞，使用寿命能够保持在五十年左右。
二、钢波纹管在高寒冻土区域的的适用性研究
（一）钢波纹管相较于混凝土涵管的优势
传统的混凝土圆管涵以及盖板涵在高原高寒地区使用时，往往会因为气候、土层、温度等原因很快的造成损毁。但钢波纹管相较于传统的混凝土材料的圆管涵具有很多的优势，特别是在高寒冻土区域。
1.材质对严寒抵御力好，相对于混凝土材质来说，钢铁材质对严寒的抵御力更好，不会因为低温导致材料变脆，往往可以保持很好地韧性。
2.钢波纹管因其独特的构造，轴向波纹的结构使得它具有径向刚度大、轴向柔性大的特点，从而有了良好的抗弯抗裂性能，能很好地适应地基的变形。而混凝土结构往往会因为严寒导致材料变脆，导致原有涵洞出现开裂破碎情况
3.施工便捷，能减少对冻土层的影响，减少对石材的开采，避免山体损坏，更加环保[1]。
（二）现场调研（青海高寒地区）
我们通过对G214线路在青海的已使用钢波纹管涵洞进行调查。调查结果表明：1.钢波纹管涵洞顶部存在有细小裂缝，虽不影响涵洞的正常使用，但有必要及时对其进行处理，以防裂缝扩大化。2.部分涵洞出现了被腐蚀的现象，研究表明腐蚀来源于当地沼泽水质呈弱酸性。需要加强对涵洞的防腐蚀处理。3.涵洞出口处的翼墙发现向外倾斜、墙体出现破碎、管口出现砂石沉积等现象[2]。
三、钢波纹管涵洞在高寒冻土区域的技术运用研究
钢波纹管涵洞的施工工艺流程主要分为两个阶段，第一阶段是施工准备阶段，主要是对地基进行处理，然后是施工阶段，分为钢波纹管拼装、防腐处理、回填施工以及质量控制四方面。
（一）地基处理
根据当地的实际情况以及施工条件，需要合理的对钢波纹管的类型进行计算，不能直接使用刚性结构或者直接置于混凝土基座上。对于钢波纹管的跨径，壁厚以及高度，大致可以参考以下图表：
在地基处理中需要注意的点有1.当出现只能将钢波纹管涵洞置于岩石或者混凝土的状况时，要设置砂砾缓冲层，根据当地条件，也可以采用其他材料。
2当涵洞上方填土大于八米时，应对基座的承载力重新进行设计
3.做好防水工作，防止涵洞因为水与土的综合作用下出现变形。
4.在高寒冻土区施工时，要注意尽量减少对冻土层的破坏，并对涵洞实行相应的防冻措施[3]。
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（二）钢波纹管拼装
在未进行钢波纹管的拼装时，要注意对钢波纹管的良好保存，保存环境应该处于有着良好通风的干燥室内，堆砌时要按类型分组，同时在搬动过程中要注意对镀锌层以及防腐层之类后期处理的保护。
在进行钢波纹管的拼装时要注意的点有：
1.安装前对钢波纹管涵进行检查，例如对其的标高以及纵坡进行检查，确定管涵的中心线的所在。
2.确定中心线之后，以其为准，由下向上进行拼装，要注意保持连接孔的一一对应，之后将螺栓从钢波纹管内侧向外侧依次插入，工作人员做好拧紧工作。
3.在完成对顶部板片的收合后，注意对不同位置的截面尺寸进行详细的测量，当不符合施工目标时，要对其进行调整，
4.在拼接完成后，对线行进行检查，如无问题，再次拧紧螺栓，保证契合严密。
5.钢波纹板件拼接时应在管涵顶部，下部板件应在上部之内。拼接螺栓在内侧，螺母在外侧。
（三）防腐处理
钢波纹管在实际使用时一定要注意防腐工作的处理，首先钢波纹管在出厂时一般会镀有一层84μｍ的镀锌层，这是为了保证钢波纹管在实际使用中不被腐蚀。但在长途运输过程中，镀锌层有可能受到损毁，这时就需要工作人员手动对镀锌层进行修复，如果钢波纹管的镀锌层的损毁太过严重的话，应该废弃不予使用。同时在钢波纹管的拼装工作完成后，应该人工对管壁内外进行厚度超过零点三毫米的乳化沥青的涂层刷制。如果预计涵洞将会受到大量水的冲刷情况，应该预先做好水泥砂浆保护层。
（四）回填施工
关于回填施工需要注意的有两点：
1.材料选择。在进行两侧以及顶部的回填时，首选砂类以及砾类土，如果当地没有这类土壤，也可以采用小粒卵石混合细致土的混合回填材料。在寒冷区域要注意的是回填材料中粘性土的含量不应高于整体回填材料的百分之五。同时，在距离涵洞三十厘米的范围内，应该避免使用有腐蚀性的材料，体积大的石头还有混凝土，冻土等。
2.回填以及压实。两侧对称回填，防止出现一侧压力太大的情况，每侧回填不小于填土高度的两倍，分层压实的厚度应该保持在一百五十毫米到两百毫米之间。同时要注意禁止除夯实机外的重型机械在回填区域通行，防止对钢波纹管涵洞造成太大压力导致变形。管顶填土不应低于零点五米。
（五）质量控制
1.对钢波纹管涵洞施工项目要保证基础压实度不出现偏差；涵洞轴线的偏位以毫米为单位，偏差控制在在五十毫米以内；涵底流高程要求偏差低于二十毫米；涵洞的长度偏差保持在小于一百毫米大于负五十毫米之间；
2.涵洞回填土的压实度要求，涵洞周围的基础压实度应该达到百分之九十五以上，两侧及涵洞顶零点五米处要达到百分之九十六以上。
3.拼装出的成品长度应与预计长度偏差小于百分之一，直径偏差小于百分之二。
4.对截面变形的测量与控制应至少测量三次以上，尺寸偏差保持在百分之一以下，回填后的最大挠度偏差保持在百分之二以内[4]。注意在回填期间加强监控，如果超出变形允许范围时，及时终止施工并进行调整。
四、结束语
钢波纹管相对于传统钢筋混凝土而言，具有很大的优势，尤其在钢波纹管运用于高寒地域的实验中，它在多项工程领域发挥出了卓越的表现，体现出了组装快捷、施工简单以及适应能力强这些优点。相信在钢波纹管制造以及生产技术进一步提高时，它将成为我国公路工程桥涵建设的主流建筑材料。
参考文献：
[1]王洋,洪宝宁,刘鑫,潘忱.不同填土高度下壁厚对钢波纹管力学性状影响[J].三峡大学学报(自然科学版),2017,39(02):69-73.
[2]李祝龙,谢晓如,杨志峰.公路钢波纹管涵洞的连接与拼装施工控制技术[J].筑路机械与施工机械化,2014,31(06):87-89+92.
[3]纳启财,李明超,王超之,刘国强,刘芬芬,胡滨.高寒地区钢波纹管涵洞施工关键技术研究[J].山东交通科技,2015(04):9-12.
[4]崔广义.多年冻土地区涵洞使用状况调查及维修加固方案分析[D].长安大学,2013.
论文作者:徐富强
论文发表刊物:《防护工程》2018年第1期
论文发表时间:2018/5/15
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