公路工程中超大直徑鋼波紋管涵的施工技術

楊正偉

（西藏山南市交通運輸局 西藏山南 856000）

1 鋼波紋管涵簡介

金屬波紋管涵是涵洞中的常見施工方式，其是由波紋狀管以及波紋狀板連接和拼裝制作完成的，是一種新型公路工程施工材料。在公路工程運營過程中，地基不均勻沉降會造成涵洞破壞，而金屬波紋涵管的形狀有很多種，包括圓形、半圓形、橢圓形等等，能滿足公路工程施工實際需要。鋼波紋管涵的安裝方式便捷，耐久性較高，抗變形能力較強，并且工程造價較低，運營維護邊界，因此，將其應用于公路工程施工中，不僅能避免地基不均勻沉降而造成的涵洞破壞，同時還能充分發揮金屬波紋管涵洞良好的受力特征，將集中在荷載上的應力最大限度的分散開，充分發揮鋼結構的應用優勢。根據實踐分析，通過將這一施工技術應用于軟土、膨脹土、濕陷性黃土高寒凍土等地基施工中，能充分發揮該項技術的應用優勢[1]。

2 工程概況

某公路工程位于山區腹地，是連接各個區域的重要交通干線，施工路段長度為46.1km，在該施工路段施工中，應用雙向4車道高速公路標準建設方式，設計速度為100km·h-1，路基寬度為26m。鋼波紋管涵位于山區丘陵地區，涵洞位于沖溝中，其主要作用是雨季排水。根據現場勘察發現，原有公路工程路基的橫向高差在10m左右，在路基開挖施工中，應用半填半挖施工方式，路基左側為梯田，而路基右側為強風化麻巖，地質條件差異較大。另外，由于涵址區地質復雜程度比較高，因此，綜合考慮施工環境地質特征以及工程建設要求，采用鋼波紋管涵洞施工方式。

3 公路工程中超大直徑鋼波紋管涵施工要點

（1）基坑開挖施工。在基坑開挖施工過程中，為了提升開挖施工質量以及施工效率，需要應用人工開挖聯合挖掘機開挖施工方式。另外，在基坑開挖施工過程中，為了保證施工安全，避免發生坍塌事故，要求合理處理棄土，施工人員在進行基坑開挖施工過程中，對于產生的棄土，需堆放在基坑以外1m左右的區域，然后組織裝運車進行運輸。此外，在基坑開挖施工過程中，應綜合考慮基坑開挖深度以及長度，合理選用開挖施工方式。如果涵洞為新建涵洞，并且不會受到行車因素的影響，可一次性開挖完成，同時，應用汽車配合挖掘機進行開挖施工，直至達到設計標高，如果應用局部開挖施工方式，開挖至松散結構位置，則可應用人工挖掘施工方式。如果在涵洞施工中會受到行車因素的影響，則應應用半幅施工半幅通行開挖施工方式，并應用汽車配合挖掘機作業方式，開挖至松散結構位置，則可應用人工挖掘施工方式，最后，還應注意保障行車安全。

（2）測量放樣。為了保證鋼波紋管涵施工質量，同時提升施工效率，在施工前，首先需進行測量放樣，要求施工技術人員確定鋼波紋管涵中心以及縱橫軸線，另外，需采用護樁措施以提升工程建設質量。在進行放坡作業時，應嚴格依據1：1的比例執行作業操作。

（3）根據試驗研究以及工程實踐表明，鋼波紋管涵的最大拉壓應力分布在管涵頂部和底部到上下45°位置，在對管涵底部的楔形位置以及兩側位置進行回填施工時，需將人工振搗、水密以及機械壓實這3項施工技術進行配合使用，提升振搗施工效果。另外，在進行管涵頂部回填施工過程中，對于鋼波紋管涵的內部結構，需采用方木以及槽鋼交叉布置，起到良好的支撐作用。在涵洞的頂部位置，還應鋪設土工格柵，確保涵洞填土受力均勻。

（4）由于該公路工程位于山區，山區地質條件復雜，路基不均勻沉降的差異性較大，而管涵的中心高度對于地基豎向變形的影響比較小，對于豎向最大拉應力所產生的影響則比較大，因此，大直徑鋼波紋管能促進地基拉應力集中，這樣就會影響公路工程地基結構穩定性。對此，在進行公路工程路基現場施工過程中，必須嚴格依據施工技術標準進行管涵基礎處理，如果路基為軟土地基，則應合理選用換填處理方式，對于巖石路基，則需深挖，然后再進行回填處理，保證管涵基地材料的統一性，這樣才能保證管涵頂部的豎向壓力分布均勻。

（5）鋼波紋管涵端頭位置的抗豎向變形能力比較弱，對此，在進行洞口附屬工程混凝土澆筑施工前，首先需對管涵端頭采用固定支撐處理技術，當混凝土澆筑完成，并且強度達到75%以上后，即可拆除支撐桿件結構。

（6）由于該公路工程建設區域為山區環境，對于鋼波紋管涵的排水要求比較高，對此，在進行管涵端頭施工時，應注意在涵洞的進口位置澆筑截水墻，并做好洞口鋪砌施工，要求混凝土結構與端頭波紋管連接密實，避免水流進入管涵底部位置進而對基礎結構造成破壞。此外，對于溝谷坡度較大的位置，在管涵的出水口位置需要澆筑跌水槽，避免流水對路基造成沖刷作用，這樣才能保證管涵結構穩定性。

4 公路工程中超大直徑鋼波紋管涵施工質量控制

①在進行涵洞坑槽開挖施工過程中，必須進行現場測量放樣，根據現場地質勘查結果以及水文地質資料，確定開挖尺寸。②在公路基礎施工中，如果基底土為軟土或者淤泥等不良地質，則需采用換土施工方式。由于鋼波紋管涵為柔性結構，如果支撐剛性較強，就會對管涵的承載能力造成不良影響。在管涵施工中，不能將其直接鋪設在混凝土基床位置，對此應采用合理的換填施工方式。此外，在基底開挖施工過程中，當坑槽挖至標高位置后，必須及時對坑槽的指標參數進行檢測，當達到要求后即可繼續進行基礎施工。③在鋼波紋管涵鋪設施工過程中，必須嚴格依據工程圖紙進行鋪設。當鋼波紋管鋪設完成后，經過一段時間即可發生自然沉降，一般情況下，管涵的中間位置下沉量會大于兩端位置，對此，應注意在鋼波紋管鋪設施工時，中間部留0.5～1%的預拱度，避免管涵鋪設完成后發生凹陷。④在鋼波紋管涵現場安裝時，每拼接完成5m長度，都需對管身以及圓度進行校正處理，避免發生偏位。當管涵拼接施工完成后，對于管節的拼接位置，需采用密封膠進行密封處理，避免管節位置發生滲漏[2]。⑤在鋼波紋管涵的施工以及回填施工前，應注意采用防腐措施，同時還應在管壁內側和外側刷熱瀝青防水層，當瀝青防水層風干后，再進行回填施工。⑥在臺背回填施工過程中，應采用分層填筑和壓實施工方式，本工程每層壓實厚度為20cm，當壓實土密實度達到95%后即可進行下一層填筑施工。⑦在鋼波紋管涵端頭構筑物施工前，首先需進行管涵填筑施工，避免構筑物墻體產生裂縫。另外，在管涵兩端的洞口位置，需采用工字鋼，同時在上部管壁位置，應采用十字支撐，避免混凝土澆筑施工完成后管壁發生細微變形。在鋼波紋管涵的管端與涵洞臺帽的端墻之間，應注意做好錨固處理方式。

5 結束語

綜上所述，在鋼波紋管涵拼裝施工過程中，需做好防水處理，避免管涵發生不均勻沉降。鋼波紋管涵屬于柔性結構，施工完成后，能與周邊土體形成拱體結構，進而共同承受荷載，不僅有利于節約施工材料，而且能縮短工期，避免對環境造成不良影響，因此，應推廣應用鋼波紋管涵施工技術。

[1]李文華，王光明，曹更任，等.多孔大直徑鋼波紋管涵填筑施工過程模擬優化[J].施工技術，2015（24）：60～62.

[2]朱旭陽，何 歡，高文學，等.大直徑鋼波紋管管頂土壓力分析[J].中外公路，2015（04）：39～43.