波纹钢管涵加固在岳武高速公路中的应用

引言 目前高速公路修建中设计有大量涵洞、通道，且以钢筋混 凝土结构为主，然而这种钢筋混凝土结构施工周期长、耗材量 大，对于山区等运输条件困难地段，预制构件和大型施工机械 往往难以到达现场，其施工难度则更大。如果采用传统的工艺 施工，则面临混凝土运输浇筑难以到位、施工周期长、预制盖板 吊装难度大等问题。 本文结合岳武高速公路（安徽段）涵洞施工实际工程，提出 了采用波形钢管涵代替常规钢筋混凝土盖板涵的施工方法，有 效地解决了上述施工难题，且波形钢管涵通道施工具有适应地 基与基础变形的能力，可以解决传统钢筋混凝土盖板涵因地基 基础不均匀沉降导致的涵洞开裂破坏问题，对降低施工成本、 加快施工进度、保证施工质量等方面有较好的效果。钢波纹管涵加固 1 工程概况 岳西至武汉高速公路安徽段地处皖西大别山区，是沟通安 徽、湖北两省的重要省际区域干线，也是连接中部地区和东部 地区的重要高速公路大通道。该高速为双向四车道高速公路； 设计整体式路基段落路基宽度24.5m，中央分隔带宽2.0m，路 面宽度21.0m。由于岳武高速地处皖西大别山，交通运输条件 差，为了降低施工成本、加快施工进度、保证施工质量，采用波 纹钢管涵代替部分传统施工方法，取得了较好效果。 2 波纹钢管涵优点 波形钢管涵代替传统的钢筋混凝土管涵，首先可以有效地 解决山区高速公路大型工程机械无法到达施工现场的困难，从 而降低施工成本、加快施工进度；另外，波形钢管涵通道施工具 有适应地基与基础变形的能力，可以解决传统钢筋混凝土涵因 地基基础不均匀沉降导致的涵洞开裂破坏问题，特别在特殊岩 土地区, 如多年冻土、季节性冻土、膨胀土、软土等地区, 采用波 纹钢管涵洞( 应用波纹钢板构成的涵洞) 代替钢筋混凝土圆管 涵可以有效避免因地基变形导致的涵洞破坏问题；其次，钢波 形管涵洞由于轴向波形和径向圆形的特点使其具有优良的受 力特征，轴向和径向同时分布因荷载引起的应力应变，并与周 边土体共同承受垂直荷载，更大程度上分散荷载的应力集中， 更好地发挥波形钢管结构的受力优势。 钢波纹管涵加固3 施工质量控制 钢波纹管涵加固3.1 基底处理 ①对于涵洞底高程高于原地面高程的，根据施工图设计管 涵高程按照路基填筑的压实度及层厚要求进行分层填筑。 ②基坑的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1.5m），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，管座采用的材料应 匀质且无大石块等物。 钢波纹管涵加固3.2 预拱度施工 预拱度的设置应根据地基可能出现的下沉量、涵底纵坡和 填土高度等因素综合考虑，通常可为管长的0.6%～1%，最大不 宜大于2%，以确保管道中部不出现凹陷或滑坡。钢波纹管涵加固 3.3 波形钢管拼装敷设 ①检查拼装波纹钢管的每片波纹板的规格和外观质量，不 符合设计要求和有缺损的不得使用。 ②检查涵管底部基础平整度、密实度、标高和预拱度的设 置，确定涵洞位置、中心轴线和中点。 ③分片拼装波纹钢管时相邻节段的周向搭接缝必须错位 布置，严禁接搭处有4 层或4 层以上的重叠。 ④每节拼装成型后要检查截面形状，达不到标准应及时调 整，每安装5m 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。保证整道涵管保持在已标识的设计要求位置的中心轴线 上。 3.4 防腐处理质量控制 仔细检钢波形钢管内外表面，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，以避免防腐耐久能力的降低。钢波纹管涵加固 3.5 回填质量控制 ①波纹钢管涵通道敷设、密封处理完成后及时回填，但回 填前必须校核涵洞的规格、位置、方向、坡度等符合图纸要求。 ②回填土的材料宜采用砾类土、砂类土或砾、卵石与细粒 土的混合料；当细粒土的成分为黏性土或粉土时，所掺入的石 料体积应占总体积的2/3 以上。距波形管0.3m 范围内的填土 中，不得含有尺寸超过80mm 的石块、混凝土块、冻土块、高塑 波纹钢管涵在岳武高速公路中的应用 Corrugated Steel Pipe in the Application of Yuewu Highway 许红（安徽省高速公路控股集团有限公司，安徽合肥230088） DOI：10.16330/j.cnki.1007- 7359.2015.03.059 交通工程研究与应用 130 安 徽 建 筑 安徽建筑2015 年第3 期（ 总203 期） 性黏土块或其他有腐蚀材料。 在整个回填施工过程中，应注意管体截面形状的变化，其 变形量不得大于2%，变形量超标的，应查找原因，改进回填作 业方法或采取其他有效措施来保证形状变化在规定的范围内。 ③波形钢管涵通道两侧及管顶回填土厚度满足表1 要求， 填筑时应分层填筑、分层压实，每层压实后的厚度不宜超过 20cm，要求每层检测验收，压实度达到设计要求才可进行下一 层填筑。管体两侧分层压实回填应同步对称进行，两侧的回填 土高度差不得大于30cm。在回填夯实过程中，管体两侧面压实 施工时夯实设备应与涵轴线方向平行行驶，管体上方压实施工 时夯实设备应与桥涵轴线方向垂直行驶。管顶填土厚度小于 60cm 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。 管涵直径 车辆轴载（ kN） 100~200 201~500 501~1000 1001~2000 0.75 400 600 800 1200 0.8~1.25 600 800 1200 1600 1.30~2.00 800 1200 1600 2000 3.00~4.00 1200 1600 2000 2500 波形钢管涵管顶最小填土厚度（ mm） 表1 3.6 洞口处理质量控制 对于有流水冲刷的涵洞进出口处沟床需设置相应的调治 构筑物，同时依两侧地形条件作必要的保护处理，以降低洞口 冲刷防止波纹钢管端口和底部垫层的流失，保证流水畅顺的同 时提高波纹钢管桥涵的耐久寿命。调治保护构筑物的基础和构 筑应与基础施工同步进行。 4 经济效益及社会效益 相对钢筋混凝土管涵施工，波纹钢管涵施工对交通运输条 件要求不高，可减少对临时便道的修建工作量，节省了大量的 施工费用和施工时间；另外，在部分地区波纹钢管涵洞施工实 际费用目前已低于钢筋混凝土涵洞施工。 从工期角度来看，一般波纹钢管涵施工仅为3~5d，相对于 钢筋混凝土涵洞施工可以节省工期1 个月，这样不仅加快了工 程建设步伐，缩短了建设工期，项目的相对运营时间也随之增 加，具有明显的社会效益及经济效益。

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