波紋鋼管涵在岳武高速公路中的應(yīng)用

許 紅 （安徽省高速公路控股集團(tuán)有限公司，安徽 合肥 230088）

0 引 言

目前高速公路修建中設(shè)計(jì)有大量涵洞、通道，且以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)為主，然而這種鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工周期長(zhǎng)、耗材量大，對(duì)于山區(qū)等運(yùn)輸條件困難地段，預(yù)制構(gòu)件和大型施工機(jī)械往往難以到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，其施工難度則更大。如果采用傳統(tǒng)的工藝施工，則面臨混凝土運(yùn)輸澆筑難以到位、施工周期長(zhǎng)、預(yù)制蓋板吊裝難度大等問(wèn)題。

本文結(jié)合岳武高速公路（安徽段）涵洞施工實(shí)際工程，提出了采用波形鋼管涵代替常規(guī)鋼筋混凝土蓋板涵的施工方法，有效地解決了上述施工難題，且波形鋼管涵通道施工具有適應(yīng)地基與基礎(chǔ)變形的能力，可以解決傳統(tǒng)鋼筋混凝土蓋板涵因地基基礎(chǔ)不均勻沉降導(dǎo)致的涵洞開(kāi)裂破壞問(wèn)題，對(duì)降低施工成本、加快施工進(jìn)度、保證施工質(zhì)量等方面有較好的效果。

1 工程概況

岳西至武漢高速公路安徽段地處皖西大別山區(qū)，是溝通安徽、湖北兩省的重要省際區(qū)域干線，也是連接中部地區(qū)和東部地區(qū)的重要高速公路大通道。該高速為雙向四車(chē)道高速公路；設(shè)計(jì)整體式路基段落路基寬度24.5m，中央分隔帶寬2.0m，路面寬度21.0m。由于岳武高速地處皖西大別山，交通運(yùn)輸條件差，為了降低施工成本、加快施工進(jìn)度、保證施工質(zhì)量，采用波紋鋼管涵代替部分傳統(tǒng)施工方法，取得了較好效果。

2 波紋鋼管涵優(yōu)點(diǎn)

波形鋼管涵代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鋼筋混凝土管涵，首先可以有效地解決山區(qū)高速公路大型工程機(jī)械無(wú)法到達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)的困難，從而降低施工成本、加快施工進(jìn)度；另外，波形鋼管涵通道施工具有適應(yīng)地基與基礎(chǔ)變形的能力，可以解決傳統(tǒng)鋼筋混凝土涵因地基基礎(chǔ)不均勻沉降導(dǎo)致的涵洞開(kāi)裂破壞問(wèn)題，特別在特殊巖土地區(qū),如多年凍土、季節(jié)性?xún)鐾?、膨脹土、軟土等地區(qū),采用波紋鋼管涵洞(應(yīng)用波紋鋼板構(gòu)成的涵洞)代替鋼筋混凝土圓管涵可以有效避免因地基變形導(dǎo)致的涵洞破壞問(wèn)題；其次，鋼波形管涵洞由于軸向波形和徑向圓形的特點(diǎn)使其具有優(yōu)良的受力特征，軸向和徑向同時(shí)分布因荷載引起的應(yīng)力應(yīng)變，并與周邊土體共同承受垂直荷載，更大程度上分散荷載的應(yīng)力集中，更好地發(fā)揮波形鋼管結(jié)構(gòu)的受力優(yōu)勢(shì)。

3 施工質(zhì)量控制

3.1 基底處理

①對(duì)于涵洞底高程高于原地面高程的，根據(jù)施工圖設(shè)計(jì)管涵高程按照路基填筑的壓實(shí)度及層厚要求進(jìn)行分層填筑。

②基坑的寬度大于波紋鋼管直徑的2倍（保證管外最小單側(cè)空隙不小于1.5m），以滿(mǎn)足施工空間要求，方便波紋鋼管組裝，也有利于波紋鋼管周?chē)幕靥罴懊軐?shí)，管座采用的材料應(yīng)勻質(zhì)且無(wú)大石塊等物。

3.2 預(yù)拱度施工

預(yù)拱度的設(shè)置應(yīng)根據(jù)地基可能出現(xiàn)的下沉量、涵底縱坡和填土高度等因素綜合考慮，通?？蔀楣荛L(zhǎng)的0.6%～1%，最大不宜大于2%，以確保管道中部不出現(xiàn)凹陷或滑坡。

3.3 波形鋼管拼裝敷設(shè)

①檢查拼裝波紋鋼管的每片波紋板的規(guī)格和外觀質(zhì)量，不符合設(shè)計(jì)要求和有缺損的不得使用。

②檢查涵管底部基礎(chǔ)平整度、密實(shí)度、標(biāo)高和預(yù)拱度的設(shè)置，確定涵洞位置、中心軸線和中點(diǎn)。

③分片拼裝波紋鋼管時(shí)相鄰節(jié)段的周向搭接縫必須錯(cuò)位布置，嚴(yán)禁接搭處有4層或4層以上的重疊。

④每節(jié)拼裝成型后要檢查截面形狀，達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)及時(shí)調(diào)整，每安裝5m進(jìn)行一次管節(jié)的圓度和位置校正。如出現(xiàn)偏位或變形，采用千斤頂、定位拉桿或其他有效的方式進(jìn)行糾偏和調(diào)整。保證整道涵管保持在已標(biāo)識(shí)的設(shè)計(jì)要求位置的中心軸線上。

3.4 防腐處理質(zhì)量控制

仔細(xì)檢鋼波形鋼管內(nèi)外表面，對(duì)于表面防腐層損傷點(diǎn)進(jìn)行清理除銹后采用噴鋅、噴涂環(huán)氧樹(shù)脂、涂刷瀝青等不同的方式補(bǔ)救處理，以避免防腐耐久能力的降低。

3.5 回填質(zhì)量控制

①波紋鋼管涵通道敷設(shè)、密封處理完成后及時(shí)回填，但回填前必須校核涵洞的規(guī)格、位置、方向、坡度等符合圖紙要求。

②回填土的材料宜采用礫類(lèi)土、砂類(lèi)土或礫、卵石與細(xì)粒土的混合料；當(dāng)細(xì)粒土的成分為黏性土或粉土?xí)r，所摻入的石料體積應(yīng)占總體積的2/3以上。距波形管0.3m范圍內(nèi)的填土中，不得含有尺寸超過(guò)80mm的石塊、混凝土塊、凍土塊、高塑性黏土塊或其他有腐蝕材料。

在整個(gè)回填施工過(guò)程中，應(yīng)注意管體截面形狀的變化，其變形量不得大于2%，變形量超標(biāo)的，應(yīng)查找原因，改進(jìn)回填作業(yè)方法或采取其他有效措施來(lái)保證形狀變化在規(guī)定的范圍內(nèi)。

③波形鋼管涵通道兩側(cè)及管頂回填土厚度滿(mǎn)足表1要求，填筑時(shí)應(yīng)分層填筑、分層壓實(shí)，每層壓實(shí)后的厚度不宜超過(guò)20cm，要求每層檢測(cè)驗(yàn)收，壓實(shí)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求才可進(jìn)行下一層填筑。管體兩側(cè)分層壓實(shí)回填應(yīng)同步對(duì)稱(chēng)進(jìn)行，兩側(cè)的回填土高度差不得大于30cm。在回填夯實(shí)過(guò)程中，管體兩側(cè)面壓實(shí)施工時(shí)夯實(shí)設(shè)備應(yīng)與涵軸線方向平行行駛，管體上方壓實(shí)施工時(shí)夯實(shí)設(shè)備應(yīng)與橋涵軸線方向垂直行駛。管頂填土厚度小于60cm時(shí)，不得使用大于6t的壓路機(jī)械碾壓，也不允許施工機(jī)械通行或在管體上方堆放重物。

波形鋼管涵管頂最小填土厚度（mm） 表1

3.6 洞口處理質(zhì)量控制

對(duì)于有流水沖刷的涵洞進(jìn)出口處溝床需設(shè)置相應(yīng)的調(diào)治構(gòu)筑物，同時(shí)依兩側(cè)地形條件作必要的保護(hù)處理，以降低洞口沖刷防止波紋鋼管端口和底部墊層的流失，保證流水暢順的同時(shí)提高波紋鋼管橋涵的耐久壽命。調(diào)治保護(hù)構(gòu)筑物的基礎(chǔ)和構(gòu)筑應(yīng)與基礎(chǔ)施工同步進(jìn)行。

4 經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益

相對(duì)鋼筋混凝土管涵施工，波紋鋼管涵施工對(duì)交通運(yùn)輸條件要求不高，可減少對(duì)臨時(shí)便道的修建工作量，節(jié)省了大量的施工費(fèi)用和施工時(shí)間；另外，在部分地區(qū)波紋鋼管涵洞施工實(shí)際費(fèi)用目前已低于鋼筋混凝土涵洞施工。

從工期角度來(lái)看，一般波紋鋼管涵施工僅為3～5d，相對(duì)于鋼筋混凝土涵洞施工可以節(jié)省工期1個(gè)月，這樣不僅加快了工程建設(shè)步伐，縮短了建設(shè)工期，項(xiàng)目的相對(duì)運(yùn)營(yíng)時(shí)間也隨之增加，具有明顯的社會(huì)效益及經(jīng)濟(jì)效益。

5 結(jié) 語(yǔ)

①波形鋼管涵通道施工具有適應(yīng)地基與基礎(chǔ)變形的能力，可以解決傳統(tǒng)鋼筋混凝土涵因地基基礎(chǔ)不均勻沉降導(dǎo)致的涵洞開(kāi)裂破壞問(wèn)題，特別適合特殊巖土地區(qū)。

②波紋鋼管涵施工可以減少對(duì)臨時(shí)便道的修建工作量，縮短項(xiàng)目建設(shè)工期，加快建設(shè)步伐，增加項(xiàng)目相對(duì)運(yùn)營(yíng)時(shí)間，能產(chǎn)生較大的社會(huì)效益及經(jīng)濟(jì)效益。

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