淺談鋼制波紋管綜合管溝在市政道路工程中的應(yīng)用

何 鳳， 曹小龍， 何亞剛

(中國(guó)水利水電第十工程局有限公司, 四川成都 610072)

綜合管溝指建設(shè)于城市地下用于容納兩類及以上城市工程管線的構(gòu)筑物及附屬設(shè)施，為道路的運(yùn)行起到多重的作用，跟傳統(tǒng)的布置方式相比綜合管溝將道路的電力、通信等管道集中在一起。而雷波縣東西主干道鋼波紋管綜合管溝集中了工程施工成本低、施工工藝簡(jiǎn)單、施工質(zhì)量保證率高等眾多優(yōu)點(diǎn)，本文從鋼波紋管綜合管溝的總體規(guī)劃、斷面結(jié)構(gòu)布置、施工工藝、質(zhì)量控制等幾個(gè)方面介紹了其綜合管溝在市政道路工程中的應(yīng)用。

1 工程概況及鋼波紋管綜合管溝布置

雷波縣新區(qū)東西主干道路建設(shè)項(xiàng)目位于雷波縣新區(qū)金沙鎮(zhèn)，為新建市政道路，道路全長(zhǎng)2 146.948 m，總寬度60 m為雙向，橫穿整個(gè)新區(qū)，是新區(qū)主要城市干道。道路主線由西向東走向，道路起點(diǎn)與規(guī)劃道路相交，終點(diǎn)與既有S307順接。東西主干道路工程主要施工內(nèi)容除道路工程外還包括給排水工程、交通工程、照明工程、綜合管溝、綠化工程和附屬公園景觀，是新區(qū)一條綜合性市政道路，為縣城提供多方面的服務(wù)工程。

60 m寬道路雙側(cè)新建綜合管溝，綜合管溝為鋼波紋管材質(zhì),內(nèi)徑1.9 m，容納10 kV電力電纜及通信線纜；綜合管溝距離較長(zhǎng)，為后期拉線、檢修方便，在綠化帶及人行道上每40 m設(shè)置1個(gè)檢查井，綜合管溝布置詳見(jiàn)圖1道路綜合管溝橫斷面圖所示。

圖1 道路綜合管溝橫斷面

2 鋼波紋管綜合管溝結(jié)構(gòu)形式

2.1 綜合管溝標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)斷面

綜合管溝為鋼波紋管材質(zhì)，埋設(shè)在道路綠化帶下部，溝槽開(kāi)挖成型后鋪設(shè)人工級(jí)配砂礫石作為承載力基礎(chǔ)、砂墊層整平、管道兩側(cè)及頂部回填人工級(jí)配砂礫石，然后隨路基土方向上回填，具體綜合管溝標(biāo)準(zhǔn)斷面如圖2所示。

圖2 綜合管溝標(biāo)準(zhǔn)斷面

圖3 綜合管溝內(nèi)部結(jié)構(gòu)斷面

圖4 哈芬槽連接示意

2.2 綜合管溝內(nèi)部結(jié)構(gòu)布置

綜合管溝內(nèi)支架雙側(cè)對(duì)稱布置，水平布置間距為0.8 m，支架由鋼波紋管廠家配套安裝。波紋管內(nèi)每80 cm布置一道環(huán)向哈芬槽，在哈芬槽上部焊接管線支架，用于輔助布設(shè)電力、通信管線，管溝內(nèi)部結(jié)構(gòu)布設(shè)、哈芬槽連接如圖3綜合管溝內(nèi)部結(jié)構(gòu)斷面圖,圖4為哈芬槽連接示意。

3 鋼波紋管材料參數(shù)

(1)東西主干道綜合管溝為φ1.9 m的整體鋼波紋管，圓形管道每節(jié)長(zhǎng)3.0 m左右，整體管管間采用法蘭或卡箍連接，管道采用Q235熱軋鋼板制作而成。鋼波紋管鋼板厚度7 mm,波距23 cm,波高6.4 cm。鋼板屈服強(qiáng)度不低于235 MPa，抗拉強(qiáng)度不應(yīng)小于375 MPa，鋼板材料應(yīng)符合GB/T 700-2006《碳素結(jié)構(gòu)鋼》和GB/T 709-2019《熱軋鋼板和鋼帶的尺寸、外形、重量及允許偏差》要求。鋼波紋管構(gòu)件的外觀質(zhì)量應(yīng)符合表1的規(guī)定。

表1 鋼波紋管構(gòu)件外觀質(zhì)量

(2)鋼波紋管的管壁及配套附件均應(yīng)經(jīng)過(guò)熱浸鍍鋅處理，其鍍鋅層的平均厚度大于84 μm。鋼波紋管內(nèi)、外部表面熱鍍鋅總量為600 g/m2；螺栓、螺母熱鍍鋅不小于350 g/m2。

4 綜合管溝施工工藝

路基施工完成、質(zhì)量驗(yàn)收合格→平整場(chǎng)地→施工放樣→管溝溝槽開(kāi)挖→基礎(chǔ)整平→基礎(chǔ)砂礫石分層回填→檢測(cè)壓實(shí)度、含水量→鋪填砂墊層→水準(zhǔn)測(cè)量→平整場(chǎng)地→施工放樣→安裝鋼波紋管→管底縱坡→檢測(cè)并涂刷防腐涂層→兩側(cè)分層回填→檢測(cè)壓實(shí)度、含水量等→管頂分層回填→檢測(cè)壓實(shí)度、含水量→檢查井安裝。

4.1 溝槽開(kāi)挖

在路基分層回填完成，壓實(shí)度檢測(cè)、質(zhì)量驗(yàn)收合格后，采用反挖、裝載機(jī)整平場(chǎng)地。利用全站儀按照設(shè)計(jì)斷面進(jìn)行溝槽開(kāi)挖開(kāi)口線放樣，采用神鋼SK350反挖自上而下分層開(kāi)挖，溝槽開(kāi)挖按照設(shè)計(jì)、規(guī)范要求放坡，土質(zhì)穩(wěn)定邊坡按照1∶1進(jìn)行放坡，基坑深度超過(guò)一定高度，需編制基坑開(kāi)挖專項(xiàng)方案。

4.1.1 地基承載力檢測(cè)及地基處理

溝槽開(kāi)挖到設(shè)計(jì)高程后，進(jìn)行基礎(chǔ)整平，檢查溝槽尺寸、高程，再運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)貫入法分段檢測(cè)溝槽地基承載力，按照設(shè)計(jì)要求承載力不得低于200 kPa。在基地承載力不滿足設(shè)計(jì)要求或遇到不良土質(zhì)的情況下，應(yīng)采用砂礫石予以換填，厚度不得小于30 cm。

4.2 基礎(chǔ)砂礫石、砂墊層分層回填

為確保φ1.9 m鋼波紋管坐落在一個(gè)有足夠強(qiáng)度、穩(wěn)定性和均勻性的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)上部，在溝槽開(kāi)挖完成后首先分層填筑2.0 m厚級(jí)配良好的砂礫石作為承載基礎(chǔ)層，其壓實(shí)度不小于96 %。最后在砂礫石表面鋪設(shè)一層厚10 cm的均勻砂墊層整平基礎(chǔ)，其最大粒徑為12 mm。級(jí)配良好的砂礫石最大粒徑小于3 cm，在砂礫石填筑前需按照規(guī)范要求選擇合適區(qū)域完成碾壓試驗(yàn)，確定碾壓參數(shù)，包括碾壓遍數(shù)、鋪層厚度、加水量、碾壓設(shè)備。砂礫石生產(chǎn)完成采用自卸汽車運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行攤鋪，鋪層厚度為35 m，鋪料平坦后，20 t振動(dòng)碾進(jìn)行碾壓，振動(dòng)碾壓6遍，每層碾壓完成后由試驗(yàn)室人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)挖坑灌砂或灌水試驗(yàn)，檢查砂礫石基礎(chǔ)的干密度，確定壓實(shí)度，碾壓合格后進(jìn)行下道工序施工。

4.3 綜合管溝鋼波紋管安裝

4.3.1 原材料檢測(cè)

首先現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人員對(duì)進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)的鋼波紋管必須檢查出場(chǎng)合格證書(shū)、廠家出具的質(zhì)量檢測(cè)報(bào)告，仔細(xì)觀察鋼波紋管內(nèi)外鍍鋅的質(zhì)量，鋅層應(yīng)均勻完整、顏色一致，無(wú)漏鍍?nèi)毕?，表面光滑，不允許有流掛、滴瘤或結(jié)塊。再者現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)室根據(jù)規(guī)范要求對(duì)產(chǎn)品各項(xiàng)物理性能抽樣檢測(cè)，主要包括鋼板屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、厚度、管道鍍鋅厚度、波高、波距。只有待各項(xiàng)指標(biāo)符合設(shè)計(jì)要求后可投入使用。

4.3.2 綜合管溝鋼波紋管安裝

管溝基礎(chǔ)砂礫石、砂墊層填筑完成，壓實(shí)度檢測(cè)合格后，利用汽車吊(15 t)分節(jié)、分段安裝鋼波紋管，整體管管間采用法蘭或卡箍連接。采用定扭氣動(dòng)扳手，按預(yù)緊力扭矩270～410 N·m緊固所有螺栓，依次序，螺栓應(yīng)在回填之前擰緊，保證波紋的重疊部分緊密地嵌套在一起。

4.3.3 綜合管溝鋼波紋管內(nèi)部支架安設(shè)

管道安裝完成后，按照設(shè)計(jì)要求安設(shè)支架，綜合管溝內(nèi)支架雙側(cè)對(duì)稱布置，水平布置間距為0.8 m，支架由鋼波紋管廠家配套安裝。波紋管內(nèi)每80 cm布置一道環(huán)向哈芬槽，在哈芬槽上部焊接管線支架。環(huán)向哈芬槽采用連接焊板、M12高強(qiáng)螺栓固定。

4.3.4 鋼波紋管防腐處理

鋼波紋板涵管拼裝完畢后，在管外壁均勻涂刷兩遍瀝青。瀝青可為熱瀝青或乳化瀝青或其他防腐涂料。一般瀝青涂層的厚度要達(dá)到0.3～1 mm。

4.4 鋼波紋管兩側(cè)及頂部回填

4.4.1 管溝回填

管道兩側(cè)及頂部1.0 m范圍內(nèi)回填同樣采用級(jí)配良好的砂礫石。鋼波紋管涵在填土之前，在鋼波紋管的側(cè)面每35 cm高度作出填高標(biāo)示，以便確定每層的壓實(shí)厚度，每層按要求填筑、碾壓完成后進(jìn)行灌砂或灌水試驗(yàn)，檢測(cè)壓實(shí)度，上一層壓實(shí)合格后方可進(jìn)行下一層施工。

(1)管底下方楔形部用粗砂振動(dòng)棒振實(shí)或級(jí)配碎石、砂礫填筑，木棒夯實(shí)。

(2)鋼波紋管涵兩側(cè)砂礫石壓實(shí)用12～20 t的壓路機(jī)壓實(shí)，兩側(cè)回填應(yīng)同時(shí)進(jìn)行，壓實(shí)落差應(yīng)小于30 cm，靠近管體30 cm范圍采用用小型夯實(shí)機(jī)械夯實(shí)，但一定要達(dá)到96 %密實(shí)要求。

(3)管道上方回填總厚度小于50 cm時(shí)采用手扶振動(dòng)壓路機(jī)壓實(shí)或采用小于6 t的靜碾壓路機(jī)壓實(shí)?；靥钔链笥?0 cm后，方可采用YZ12壓路機(jī)施工，每層厚度35 cm，壓實(shí)度大于等于96 %。

4.4.2 截面變形測(cè)量

鋼波紋管涵在組裝完畢之后；回填過(guò)程中；施工完畢后都要測(cè)量截面的形狀。組裝完畢后在開(kāi)始回填前的截面大小不超過(guò)設(shè)計(jì)的±2 %，如超出，應(yīng)重新校正組裝。從回填開(kāi)始到涵頂填土結(jié)束，在各層的密實(shí)結(jié)束之后馬上測(cè)量鋼波紋管截面大(測(cè)量不同位置三處以上)，填土完畢后構(gòu)造物的最終允許變形范圍±5 % D(D為直徑)，如截面變形量超過(guò)變形范圍時(shí)，應(yīng)立即終止施工查明原因，采取措施將變形量控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。

4.5 檢查井優(yōu)化及安裝

東西主干道鋼波紋管綜合管溝檢查井原設(shè)計(jì)同樣采用行業(yè)內(nèi)普遍的矩形混凝土結(jié)構(gòu)，在施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)該結(jié)構(gòu)檢查井工程量雖比較小，模板安裝較復(fù)雜，影響施工進(jìn)度。隨后施工部與綜合管溝專業(yè)隊(duì)伍、設(shè)計(jì)單位溝通，將混凝土結(jié)構(gòu)檢查井由豎井直徑80 cm的波紋管替代，內(nèi)部安設(shè)扶梯。相當(dāng)于在鋼波紋管頂部每40 m安設(shè)波紋管豎井，豎井與綜合管溝預(yù)留洞口焊接連接，圓周向設(shè)置加強(qiáng)肋板12塊。

圖5 鋼波紋管豎井

5 綜合管溝質(zhì)量控制措施

(1)鋼波紋管體出廠時(shí)，必須附有產(chǎn)品質(zhì)量合格證書(shū)。

(2)為避免鋼波紋管的二次切割和管道的緊密連接，現(xiàn)場(chǎng)需結(jié)合溝槽長(zhǎng)度和檢查井布設(shè)位置根據(jù)管節(jié)長(zhǎng)度提前規(guī)劃進(jìn)行管道安裝。

(3)鋼波紋管運(yùn)到施工現(xiàn)場(chǎng)后，必須逐件檢查，凡在運(yùn)輸過(guò)程中變形的鋼板不得使用。

(4)挖至標(biāo)高的土質(zhì)溝槽基礎(chǔ)不得長(zhǎng)期暴露，擾動(dòng)或浸泡，并應(yīng)及時(shí)檢查基坑尺寸，高程，基底承載力，符合要求后，應(yīng)立即進(jìn)行基礎(chǔ)施工。

(5)對(duì)預(yù)計(jì)地基有一定沉降的情況，考慮到水流的要求和結(jié)構(gòu)的整體性，應(yīng)該設(shè)置基礎(chǔ)的縱向預(yù)拱?；A(chǔ)在管道縱向預(yù)拱度一般為0.3 %～1 %。

(6)管道在運(yùn)輸裝卸過(guò)程中，應(yīng)采取防碰撞措施，避免管節(jié)損壞或碰傷防腐涂層，管道裝卸應(yīng)采取吊具進(jìn)行，不允許采用滾板或斜板卸管。

(7)溝槽必須開(kāi)挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高，不得欠挖、超挖。

(8)綜合管溝基礎(chǔ)、兩側(cè)及頂部砂礫石分層均勻回填，壓實(shí)度不得小于96 %，必須碾壓合格。

6 結(jié)束語(yǔ)

(1)綜合管溝作為集中、簡(jiǎn)約化的市政電力、通信管線布設(shè)方式，對(duì)于解決市政道路管道的施工和后期維修提供了一個(gè)比較優(yōu)化的方案，加上優(yōu)化完成后的同鋼波紋管一體的檢查井，綜合管溝在市政道路建設(shè)中應(yīng)用有了很大的優(yōu)勢(shì)。

(2)東西主干道綜合管溝施工過(guò)程中，嚴(yán)格按照上述施工方法施工和質(zhì)量控制，對(duì)每個(gè)檢驗(yàn)批質(zhì)量進(jìn)行評(píng)定，其全部符合設(shè)計(jì)要求，工程質(zhì)量得到保證。

(3)用鋼波紋管綜合管溝代替?zhèn)鹘y(tǒng)的混凝土電力、通信管道雖然材料成本有所增加，但施工方便、規(guī)范，耐久性能高。同時(shí)對(duì)于市政道路施工而言，綜合管溝與其他管道的施工干擾小，空間利用率高。