钢波纹管涵在多雨山区不均匀沉降地基中的质量控制

钢波纹管涵洞也称为钢波纹管涵,是将一定厚度的钢板板面压成波纹后,卷制焊接或用螺栓拼装成管节,以增加管节的刚度和对管轴压力的承载力,用此种管节修建成涵洞。钢波纹管材料特有的波纹结构特性使其同时具有刚性和柔性的特性,力学性能远优于平板材料。目前,钢波纹管涵近些年已广泛应用于西北干旱地区，南方地区也只是在市政上应用，通常直径在1~2m。5m以上大直径钢波纹管涵在多雨山区高速中应用实例不多，可供参考的成熟工法、施工经验较少，设计规程目前也正在完善过程中。由于南方山区高速公路雨水较多、地基承载力不均匀的特性,对涵洞的排水要求更高,因此钢波纹管涵,尤其是5m以上直径的钢波纹管涵，今后在高速公路中应用会越来越多。

工艺原理

山区不均匀沉降路基地基模量差异性大，地层的竖向最大拉应力影响较大,较大的波纹管中心高度会使地层出现较大的拉应力集中,使拉应力相应增加,不利于地层的受力与稳定。现场施工时，对于半填半挖填方段的路基部分,需严格按照路基施工技术标准,软基部分必须换填,做好路基横纵向台阶,然后回填至规定位置。对于管底下岩石路基需要深挖至规定位置,填方和挖方段一起整平，压实后铺设土工格栅,以此保证涵顶竖向压力均匀,防止钢波纹管因受力不均导致失稳破坏。因此,在铺设钢波纹管涵之前,将涵洞的基础采用50cm厚的级配砂砾换填以满足地基承载力以及基础均匀变形要求。

涵洞最大拉压应力分布范围为洞室顶部和底部到上下45°位置,波纹管涵洞铺设完成后,涵管顶部与两侧填土及管身楔形部分应采用砂类土、砾类土回填。为防止钢波纹管台帽混凝土施工时出.现裂缝,施工台帽时在端头管涵内部做好十字支撑。待台帽和八字墙施工完成后再进行台背回填施工,回填至管顶50em后等河砂密实稳定后在整个顶面铺设土工格栅。

针对山区河谷中的钢波纹管涵排水特性,在进口处做好截水墙和洞口铺砌,铺砌的混凝土与端头管壁衔接密实，防止流水进入管涵底部,避免山区强降水掏空涵底砂石基础。由于沟谷横向坡度大,为防止流水冲垮管涵底部填方段路基,在管涵

出水口处修筑跌水槽。

南方山区大型钢波纹管涵--般处在大冲沟当中,横坡坡度大,山谷呈V字形,涵洞--般有部分直接坐落在挖方路基上,另一部分需要坐落在填方路基上,因此涵洞底下的填方路基需要严格按照路基技术规范施工。在坑槽开挖前，应在施工现场定出

基础轴线、边线位置及各部分标高，基坑开挖应按要求进行,当基底承载力不够时,应换填处理,然后逐层回填，回填至涵底以下50em时停止施工;对涵洞所处的挖方路段进行挖方施工，如果挖方是石质路基,为保证涵洞基底土模量- -致,对石方进行爆破处理,开挖深度和填方在同一水平位置,压实度检查合格后,铺设土工格栅,保证基底稳定性。

基础砂垫层

本项目施工换填处理采用河砂砾,为保证密实度,在施工过程中,可在回填过程中采用人工水管浇水密实,待砂砾石稳定后再用压路机对填方和挖方一起碾压成型。由于该地段属于半填半挖路基,当回填砂砾石至设计涵底标高后,根据钢波纹管的受力特性，砂砾石回填时预留预拱度,一般为0.3%~0.5%涵长,但管涵中心高程不应高于进水口高程。其开挖坑槽不但应方便管侧填土的夯实，而且还应满足设计，上需要的基础宽度。

管涵安装

管涵的安装必须按照正确的轴线和图纸所示的坡度敷设,管身安装应紧贴在砂砾垫层上，使管涵能受力均匀,由中心向两端对称安装。安装时先安装底片,然后分别向上拼接,采用千斤顶每安装5m进行1次管节的圆度和位置校正。为保证达到螺栓扭矩的要求,在回填前全面检查结构每个螺栓,用定扭扳手测定扭矩，确保每个螺栓扭矩满足要求。组装完毕后、回填过程中、刚刚施工完毕后都要测量截面的形状,截面尺寸不超过设计的±1%,如超出应重新校正组装。

八字墙和台帽施工

钢波纹管涵管壁呈柔性特点，在进行台背回填时,管壁会出现移动,与传统盖板涵刚性基础特点不同,因此八字墙和台帽的稳定性尤为重要。在施工过程中将截水墙和台帽及八字墙连在一-起,为避免在浇筑混凝土时,由于管壁出现细微变形造成混凝土开裂,在钢波纹管涵两端设置十字支撑,利用槽钢顶住管壁,2个槽钢之间利用顶托和方木牢牢顶住,等混凝土强度达到75%后再拆除支撑。波形钢管的管端与涵洞台帽端墙墙体予以锚固,洞口采用端墙形式或与路基边坡同坡率的斜口形式,保证错缝砌筑,不得出现竖缝、通缝。

台背回填

钢波纹管涵洞拼装并铺设完成后,管身楔形部分和管顶及两侧填土应采用河砂回填,管顶及管侧填土应在管两侧保持对称、均匀原则下进行，填砂.必须采用分层摊铺,层厚控制在50cm左右,逐层采用水密法压实。为保证水密的均匀性,具体操作为在铺好的砂层上每5m间距铺设钢管,钢管底部插人河砂内，顶部留在表面层,然后人工用水管同时往钢管内灌水，待压路机稳压河砂,不再沉降表示河砂已经密实,再进行第2层河砂回填施工。从两端向结构的中心进行回填，待涵顶河砂沉降差在规定值以内即整体稳定。

涵项回填土

为避免山区路基出现开裂,在钢波纹管涵洞顶50cm河砂回填完后,沿管涵横向和纵向填挖交界处30m范围内铺设土工格栅，铺完后再进行普通土分层填筑。波纹管涵管顶最小填土高度应满足公式规定,否则应禁止一切机动车辆通行。当管顶已填足最小厚度,可采用手扶振动压路机压实或采用静碾压路机压实,但不能让大型振动压路机或重型夯锤在其上或附近作业，以免损坏波纹管及邻近填土。