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摘要：目前钢波纹管涵在高等级公路中的应用越来越普遍，其涵身变形质量控制成了业界的广泛关注的焦点。本文通过南北大道建设项目对K6+680处钢波纹管涵的施工实践，从原材料、基底处治、管体安装、涵背回填等关键环节分析了可能导致钢波纹管涵涵身发生较大变形的原因，并阐述了有效施工质量控制措施。
关键词：钢波纹管涵；变形；关键环节；质量控制
钢波纹管涵作为一种柔性排水结构物，承受着顶部回填路基路面自重荷载和车辆荷载。如在施工过程中原材料选取不达标，施工质量控制不严格，关键部位措施不到位，极易导致道路通车运营后不久，涵身发生较大变形，变形严重者甚至出现涵体塌陷等重大质量事故。
1 工程概况
南北大道建设项目K6+680钢波纹管涵全长159.45m，直径4m，钢板厚度7mm，波形采用380×140mm。管顶距离道路中心高度31.6m。由于施工区域原貌为冲沟、水田，因此，管底需进行特殊路基处理，基础顶部铺筑厚15cm，直径不大于12mm的连续级配砂砾垫层，确保地基承载力不小于0.2MPa。
2 管体变形原因分析
钢波纹管涵施工过程中，由于管涵底部基础处于软弱层，施工过程中软土、淤泥的清理、换填不到位；管片厚度、刚度不达标，螺栓强度不足，接头连接不牢固；涵背回填材料不合格，填土厚度过大，涵侧楔形部位（俗称三角区）填充不密实，回填压实度不够，回填工艺不合理，保护措施不到位等，这些都是造成道路通车不久涵身出现较大变形了原因。因此，必须注重过程管理，找到关键问题和关键环节所在，采取有效控制技术消除可能产生的质量隐患，防患未然，才能保证钢波纹管涵的质量。
3 关键节点的控制技术
3.1 测量放样控制技术
3.1.1 管涵施工前，首先应准确定出管涵中心及纵横轴线，确定管涵沟槽的施工范围，保证涵洞位置准确。
3.1.2 充分考虑沟槽开挖横坡坡度和工作面，沟槽宽度大于波纹钢管直径的2倍（保证管外最小单侧空隙不小于2.5m），以满足施工空间要求，方便波纹钢管组装，也有利于波纹钢管周围的回填及密实。
3.2 基底换填控制技术
3.2.1施工时必须先将钢波纹管涵基础范围内的淤泥、软弱土清理干净后再进行换填处治，换填材料采用强度不小于15MPa的片块石，分层填筑厚度不大于50cm，并用40T以上的振动压路机碾压6～8遍。
3.2.2 换填至涵底设计标高后，通过重型动力触探仪检测地基承载力，确保达到0.2MPa以上后，才能进行下一道工序施工，保证基础质量。
3.2.3 在与波纹钢管接触部位铺设厚度不小于15cm的粗砂或最大粒径不大于12 mm的垫层，以保证基础与管体表面充分紧密接触。
3.2.4 严格控制流水纵坡坡度3%左右，同时波纹钢管涵洞基础施工时应在基础上纵向预留0.3%～1%的预拱度,最大不宜大于2%，以确保管道不出现中部凹陷。
3.2.5 复测涵管底部基础平整度、密实度、标高、地基承载力和预留拱度，确定涵洞轴线位置，为管体安装做准备。
3.3 管体安装控制技术
3.3.1 钢波纹管涵进场安装前，先检查钢板、螺栓、防腐材料规格型号是否满足要求，并按规定频率抽检试验。
3.3.2 钢波纹管片在沟槽内拼装顺序，应以中心轴线和中点为基准，然后向两端延伸至管涵进出口。拼装环形圈由下向上顺次拼装，先定位第一块波纹板（底板），第二张板叠在第一张板上面搭接120mm，搭接区域贴好防水棉条，连接孔对正后，用涂上润滑剂的高强螺栓，套上垫圈（遇谷用凸垫，遇峰用凹垫，不得装反）由内向外插入孔位，对面套上垫圈螺母，用套筒扳手预紧螺母。两节段间采用阶梯形叠缝错位连接。
3.3.3 每节段拼装成环形圈合拢时，要检查测定截面形状，调整预紧螺栓，达到标准后再拼装下一节波纹管。每安装5米进行一次管节的圆度和位置校正。如出现偏位或变形，采用千斤顶、定位拉杆或其他有效的方式进行纠偏和调整，保证整道涵管在设计中心轴线上。
3.3.4 管涵拼装全部完成后，用定扭电动扳手，按预紧力扭矩340N.m±70N•m紧固所有螺栓，依次序不得遗漏，紧固后底螺栓用红漆标示，所有螺栓（包括纵向和环向接缝）应在回填前全部拧紧，保证波纹的重叠部分紧密地嵌套在一起。
3.3.5 为防止波形钢板板缝和螺栓孔处渗水，在重叠搭接处、圆管端部接合处、紧固件连接的螺栓孔空隙处，用专用胶枪注、涂耐候胶填封，以防波纹板连接处渗水。波纹管体全部安装完毕后，在管内外均匀喷涂乳化沥青两道，总厚度不小于1mm，防止管体锈蚀，提高管涵防腐耐久性。
3.4 涵背回填控制技术
3.4.1 钢波纹管涵的回填材料采用透水性较好的砂土，管侧楔形部位采用级配良好的天然砂砾（含水量要求比最佳含水量大2%左右）。在波纹管壳外30cm范围内的填料中，不得有超过8cm的石块、混凝土块、冻土块、高塑性粘土块或其他有害物质，以免损伤涵管。
3.4.2 先对钢管波纹涵洞做预变形，在涵洞圆截面的垂直方向用木质支撑撑住涵洞，同时在该截面的水平方向设置收紧装置，将钢波纹管涵洞变成竖向椭圆涵洞，直至达到3%～5%的预变形量。每隔两节波纹钢板设置一道木质支撑，或者相邻支撑间距为2m。必须在回填至管顶覆土1.5米以上时方可拆除波纹管内部全部预变形装置。
3.4.3 钢波纹管涵两侧楔形部位的回填质量至关重要，它是管涵承受顶部荷载，防止管体变形的关键部位。因此必须先由人工用木棒在管身外向内侧进行夯实，木棒为截面15cm*15cm，单次冲击力要达到9kg/次，木棒作用点必须紧贴管身，每个凹槽部位都必须夯实到位，确保该部位的特别夯实区压实度达到96%以上。
3.4.4 管涵背回填时必须分层摊铺后逐层压实，每层压实厚度控制在15cm～25cm。横向填筑时，先底部两侧楔形部位、后管体两侧、最后管体顶部的原则，必须保证在涵管两侧同步、对称、均衡的状态下作业，两侧的回填土高度差不得大于30cm。纵向填筑从涵洞中间至两端延伸，确保填筑压实度达到95%以上。
3.4.5 在管顶顶部与涵洞等宽土层上，松铺一层回填土不压实，回填土只松散堆积，在松散堆积土层上铺设土工格栅，土工格栅的宽度为3倍管径。松散土层上方1.5m范围的压实度达到96%以上，以上与路基相同。
3.4.6 管体两侧面压实施工时碾压设备应与涵体轴线平行行驶，两侧0.6m外可使用18T压路机碾压，0.6m范围内必须使用小型夯实机械夯实，以避免压路机对管涵的撞击。管体上方压实施工时碾压设备应与涵体轴线垂直行驶，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或在管体上方堆放重物。
3.5.7 从回填开始到涵顶填土结束，最终截面尺寸与组装时的尺寸差异最大不得超过2%。如截面变形量超过变形范围，应立即终止施工，查明原因，采取相应措施将变形量控制在标准要求范围内。
4 小结
钢波纹管涵在施工过程中，通过对原材料和施工工艺的控制，把握好关键节点的施工技术，能够保证钢波纹管涵的管身变形量在规范要求的可控范围内。同时，可将该控制技术应用到其他钢波纹管涵施工中。
参考文献
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[2]郭慧敏，浅谈钢波纹管涵施工工艺及经济分析，《山西交通科技》；2011年第4期.
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[4]《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50-2011）；人民交通出版社；2011年8月，北京.
论文作者:毛明波
论文发表刊物:《基层建设》2017年第19期
论文发表时间:2017/11/7
标签：波纹管论文; 涵洞论文; 波纹论文; 螺栓论文; 厚度论文; 截面论文; 部位论文; 《基层建设》2017年第19期论文;