“三高”鋼波紋管涵施工工法

1、中鐵十五局集團(tuán)第一工程有限公司青海花大9標(biāo) 鋼波紋管涵施工工法高海拔、高寒缺氧、高速公路鋼波紋管涵施工工法一、 前言隨著我國(guó)公路建設(shè)的突飛猛進(jìn)，設(shè)施準(zhǔn)備制造技術(shù)的不斷發(fā)展完善，越來(lái)越多的結(jié)構(gòu)裝備應(yīng)用于橋涵施工。高海拔、高寒缺氧、高速公路山區(qū)跨越小溪溝谷的涵洞多采用鋼波紋管做涵身傳統(tǒng)涵洞洞口的方式，取代傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的蓋板涵及拱涵設(shè)計(jì)。青海省花石峽至久治高速公路的HD9標(biāo)的線路從阿尼瑪卿山區(qū)的雪山峽谷中跨越，地勢(shì)復(fù)雜，氣候多變、夏季短暫、冬季漫長(zhǎng)，屬典型的高原大陸性氣候，春季較干旱，夏季多冰雹，雨量集中，冬季嚴(yán)寒而漫長(zhǎng)。年平均氣溫-0.6度，年平均降雨量141.1mm，最大積雪深度16cm，主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)?/p>

2、西風(fēng)，最大凍深2.77米。在此環(huán)境下，傳統(tǒng)的施工設(shè)計(jì)無(wú)法快速、高效、優(yōu)質(zhì)的滿足施工生產(chǎn)需要，現(xiàn)代科技下生產(chǎn)的鋼波紋管涵適應(yīng)特殊環(huán)境下的快速、高效、優(yōu)質(zhì)施工。我標(biāo)段路基最長(zhǎng)段落有800米，路基成型后作為預(yù)制梁場(chǎng)，路基段落間隔設(shè)置3道直徑4米鋼波紋管涵，我標(biāo)段采用成都航發(fā)邊坡防護(hù)工程有限公司生產(chǎn)的YTHG-4-4.5型號(hào)鋼波紋管。鋼波紋管涵主要材料1、 鋼材鋼板符合GB/T912或GB/T3274的規(guī)定，鋼板牌號(hào)為Q235-A，其化學(xué)成分及力學(xué)性能符合GB/T700的規(guī)定；鋼板牌號(hào)為SS400，其化學(xué)成分及力學(xué)性能應(yīng)符合國(guó)內(nèi)相應(yīng)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，鋼板的尺寸及允許誤差符合GB/T719的規(guī)定。 波紋涵管

3、法蘭連接采用普通螺栓、螺母連接，鋼的化學(xué)成分及力學(xué)性能符合GB/T3077的規(guī)定，螺栓的性能指標(biāo)符合GB/T1231中性能等級(jí)為8.8的規(guī)定；采用45號(hào)鋼材料制作，鋼的化學(xué)成分及力學(xué)性能符合GB/T699的規(guī)定，螺母的性能指標(biāo)符合GB/T1231中性能等級(jí)為8H的規(guī)定。2、 鍍鋅處理金屬波紋板熱鍍鋅處理，鍍鋅處理需滿足幾個(gè)項(xiàng)目要求，平均 附著量大于等于600g/m2，最終附著量大于等于425 g/m2，平均厚度不小于84um，最低厚度不小于60 um，鍍鋅層均勻性及附著性要求鍍層厚度均勻、經(jīng)硫酸銅溶液浸蝕5次不變紅，鍍層應(yīng)與金屬結(jié)合牢固，經(jīng)錘擊試驗(yàn)不剝落、不凸起、外管涂層均勻、顏色一致、無(wú)漏鍍

4、、漏鐵等缺陷。鋼波紋管涵特點(diǎn)及適用范圍1、施工操作工藝簡(jiǎn)單，施工方便，不需要大型機(jī)械設(shè)備，施工速度相對(duì)較快，節(jié)省設(shè)備投資，降低工程造價(jià)。2、有利的解決北方地區(qū)霜凍對(duì)橋梁和管涵砼結(jié)構(gòu)的破壞問(wèn)題。3、減少或根本舍棄了常規(guī)建材，如水泥、黃砂、石子、木材的使用，環(huán)保意義深遠(yuǎn)。4、 結(jié)構(gòu)受力情況合理，荷載分布均勻，并有一定的抗變形能力。5、采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，生產(chǎn)、設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)周期短。6、鋼波紋涵管有圓形、橢圓形、半圓形等，進(jìn)出口也可按照邊坡比例做成斜口，加工波紋管管徑范圍058 m，管壁厚度為3 mm7 mm，能夠滿足填土05 40 m厚的需要。由此可見(jiàn)鋼波紋涵管是替代圓管涵、蓋板涵、拱涵和小

5、橋的優(yōu)質(zhì)公路建材。該產(chǎn)品具有工期短、重量輕、安裝方便、耐久性好、工程造價(jià)低、抗變形能力強(qiáng)、減少通車后養(yǎng)護(hù)成本等特點(diǎn)，尤其應(yīng)用在高寒凍土地區(qū)、軟土路基地帶，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。二、 工藝原理及施工方法1、工藝原理在公路涵洞中，涵洞的不均勻沉降是其破壞的主要型式之一。從材料與結(jié)構(gòu)和功能的本質(zhì)關(guān)系上分析，采用柔性、高強(qiáng)度的金屬波紋涵管洞，不僅具有適應(yīng)地基與基礎(chǔ)變形的能力，可以解決因地基基礎(chǔ)不均勻沉降導(dǎo)致的涵洞破壞問(wèn)題，而且波紋管涵洞由于軸向波紋的存在使其具有優(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，可以更大程度上分散荷載的應(yīng)力集中，更好地發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)。尤其在多年凍土、軟土、膨脹土、

6、濕陷性黃土等不良工程巖土地區(qū)及深淺填土路段，利用波紋管結(jié)構(gòu)修筑涵洞更具有優(yōu)勢(shì)。鋼波紋管涵施工工藝流程施工準(zhǔn)備材料檢驗(yàn)測(cè)量放樣基礎(chǔ)開(kāi)挖基底處理涵背回填基礎(chǔ)施工地基承載力檢測(cè)一字墻施工整管節(jié)拼裝連接成品檢測(cè)、驗(yàn)收施工準(zhǔn)備材料檢驗(yàn)測(cè)量放樣基礎(chǔ)開(kāi)挖基底處理涵背回填基礎(chǔ)施工地基承載力檢測(cè)一字墻施工整管節(jié)拼裝連接成品檢測(cè)、驗(yàn)收2、鋼波紋管涵安裝操作方法鋼波紋管涵施工工藝：測(cè)量放線基坑開(kāi)挖 墊層施工 鋼波紋管組裝 洞口鋪砌 臺(tái)背填筑 1）測(cè)量放樣根據(jù)施工圖設(shè)計(jì)放出涵洞軸線位置，以及涵洞與主線相交角度，根據(jù)原地面具體情況和圖紙所給數(shù)據(jù)放出開(kāi)口線并用石灰撒線。2）基坑開(kāi)挖 基坑開(kāi)挖時(shí)，人工配合挖掘機(jī)進(jìn)行，按設(shè)計(jì)

7、標(biāo)高、施工底寬4.12m，高為2m，開(kāi)挖坡度為1:1的基坑，涵洞基底開(kāi)挖時(shí)預(yù)留工作寬度100cm。并對(duì)基底整平夯實(shí)。 檢測(cè)地基承載力不得低于0.25MPa,否則應(yīng)進(jìn)行換填。3）墊層 基底檢查合格后，根據(jù)設(shè)計(jì)對(duì)涵洞進(jìn)行墊層填筑，涵底墊層采用砂礫填筑壓實(shí)。厚度為2米，每層砂礫填筑30cm，砂礫最大粒徑不超過(guò)50mm，應(yīng)采用級(jí)配良好的砂礫填筑。4）波紋管安裝（1）安裝前工作：檢查鋼制波紋板涵洞底部平整度、水平、標(biāo)高；確定涵管的位置、中心軸線、中點(diǎn)。（2）拼裝要求：所有螺栓的預(yù)緊力矩為340N·m±70N·m，拼裝后中徑誤差為標(biāo)準(zhǔn)中徑的±1%。基礎(chǔ)放樣時(shí)應(yīng)在涵洞

8、縱向適當(dāng)預(yù)留一定的預(yù)拱度，一般在0.4%1.0%之間?；A(chǔ)整平夯實(shí)后方可在現(xiàn)場(chǎng)安裝波紋管，板底與基礎(chǔ)之間禁止出現(xiàn)不密實(shí)現(xiàn)象。波紋管安裝完成后，進(jìn)行尺寸檢測(cè)，合格后進(jìn)行熱瀝青防腐處理，驗(yàn)收后方可進(jìn)行土方回填。（3）拼裝底板：以中心軸線，中點(diǎn)為基準(zhǔn)，第一張波紋板定位，以此為起點(diǎn)向兩側(cè)延伸，直至兩端。圓周向搭接長(zhǎng)度為50mm，第二張板疊在（搭接部分）第一張板上面，對(duì)正連接孔。螺栓的螺紋部涂上潤(rùn)滑劑，套上墊圈由內(nèi)向外插入孔位，對(duì)面套上墊圈旋上螺母，用套筒扳手預(yù)緊螺母。（4）拼裝環(huán)形圈：由下向上順次拼裝。軸向搭接寬度為120mm，搭接部分上板覆蓋下板，圓周向連接采用階梯形，即上面兩塊板的連接疊縫與下面兩

9、塊板的疊縫錯(cuò)位，連接孔對(duì)正后，用涂上潤(rùn)滑劑的螺栓，套上墊圈（遇谷用凸墊，遇峰用凹?jí)|，不得裝反）由內(nèi)向外插入孔位，用套筒扳手預(yù)緊螺母。當(dāng)直徑較大為了加快施工時(shí)采用汽車吊裝上部環(huán)形圈合攏。（5）圓周向拼裝滿三波紋板時(shí)，要測(cè)定一次截面形狀，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)再繼續(xù)拼裝，達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)及時(shí)調(diào)整。圓周向拼裝到環(huán)形圈合攏時(shí)，測(cè)定截面形狀，采用定位拉桿固定，調(diào)整預(yù)緊螺栓，拼裝頂部第一塊波紋板。（6）管涵拼裝全部完成，用電動(dòng)扳手，按預(yù)緊力扭矩340N.m±70N.m 緊固所有螺栓，依次序，不得遺漏，緊固后底螺栓用紅漆標(biāo)示。所有螺栓（包括縱向和環(huán)向接縫）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。兩側(cè)波

10、紋板對(duì)稱安裝。（7）鋼制波紋板涵管外圈搭接處用預(yù)緊力扭矩符合要求后，可用環(huán)氧樹(shù)脂砂漿或?qū)I(yè)密封膠封填，以防波紋板連接處滲水。（8）波紋管安裝完成后，兩測(cè)砂礫回填應(yīng)平衡進(jìn)行，每層壓實(shí)厚度不大于20cm，并用機(jī)械夯實(shí)。5）洞口鋪砌洞口鋪砌采用C30混凝土澆筑。 混凝土澆筑要求：配合比符合設(shè)計(jì)要求，振搗采用插入式，振搗時(shí)注意觀察到混凝土不再下沉，表面泛漿，水平有光澤時(shí)即可緩慢抽出振搗棒。6）臺(tái)背回填（1）回填料回填料應(yīng)傾倒在結(jié)構(gòu)兩側(cè)1 倍直徑以外，回填料應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。（2）回填布料結(jié)構(gòu)兩側(cè)回填應(yīng)對(duì)稱施工，分層回填，每層厚度不大于20cm。對(duì)于有端部擋墻的情況，從兩端向結(jié)構(gòu)的中心進(jìn)行回填；對(duì)于沒(méi)有端

11、部擋墻的情況，從結(jié)構(gòu)的中心向兩端進(jìn)行回填；（3）壓實(shí)結(jié)構(gòu)近處用機(jī)械夯實(shí)， 涵洞兩側(cè)回填應(yīng)采用振動(dòng)壓路機(jī)壓實(shí)，壓實(shí)度不小于96。涵管上方當(dāng)回填厚度小于50 cm ，采用,靜碾壓路機(jī)壓實(shí)，壓實(shí)度不小于96。當(dāng)涵管頂填土大于50cm 后，方可采用壓路機(jī)施工，每層厚度20cm，壓實(shí)度大于等于96。三、 資源投入及施工部署1、人員準(zhǔn)備由路基一隊(duì)上場(chǎng)施工，隊(duì)長(zhǎng)1人，技術(shù)員1人，試驗(yàn)員2人、質(zhì)檢員1人、安全員1人、測(cè)量員2人，壓路機(jī)司機(jī)1人，裝載機(jī)司機(jī)1人，挖掘機(jī)司機(jī)1人，吊裝司機(jī)1人，汽車司機(jī)1人（取土場(chǎng)集中取土），普工10人。2、機(jī)械準(zhǔn)備考慮到縮短工期，方便路基施工作業(yè)的大規(guī)模開(kāi)展，盡快完成鋼波紋管涵施

12、工作業(yè)，結(jié)合我標(biāo)段的實(shí)際情況，上場(chǎng)壓路機(jī)1臺(tái)，挖掘機(jī)1臺(tái)，裝載機(jī)1臺(tái)， 25噸汽車吊1臺(tái)，汽車4輛。3、原材料試驗(yàn)對(duì)于基礎(chǔ)墊層填筑用砂礫進(jìn)行材料試驗(yàn)合格后方可用于涵洞填筑施工。（一）、主要資源投入見(jiàn)下表。序號(hào)名稱數(shù)量備注1神鋼250挖機(jī)1臺(tái)可流水施工225噸汽車吊1臺(tái)可流水施工350臨工裝載機(jī)1臺(tái)可流水施工4壓路機(jī)1臺(tái)可流水施工5測(cè)量?jī)x器1套可流水施工其他輔助機(jī)具及安全設(shè)施參照混凝土涵洞配置。（二）、施工部署1、優(yōu)先施工K89+940高填方段落的鋼波紋管涵施工，然后依次流水作業(yè)K89+740和K89+520另外兩道鋼波紋管涵施工。2、嚴(yán)格按照工序施工程序控制施工，并且按照監(jiān)理程序報(bào)驗(yàn)，每道工序

13、驗(yàn)收合格方可進(jìn)行下道工序施工。四、 鋼波紋管涵應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)及質(zhì)量控制 1、應(yīng)用的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)1.1中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)公路工程施工安全技術(shù)規(guī)程JTJ076-951.2中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)（土建工程）JGJF80/1-20041.3中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)鋼結(jié)構(gòu)工程高強(qiáng)螺栓連接的設(shè)計(jì)、施工及驗(yàn)收規(guī)程JGJ82-911.4中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范JTG/TF50-20112、過(guò)程控制檢查表波紋鋼板管涵安裝實(shí)測(cè)項(xiàng)目表項(xiàng)次項(xiàng)目檢查規(guī)定值或允許偏差檢查方法1管涵基礎(chǔ)壓實(shí)度（%）達(dá)到設(shè)計(jì)波紋管涵軸線：投影下的土基每6m測(cè)一處，但不少于二處2管涵軸線偏位（mm

14、）20經(jīng)緯儀或拉線：每6m測(cè)一處，但不少于二處3管涵內(nèi)底高程（mm）±10水準(zhǔn)儀：每6m測(cè)一處，但不少于二處4安裝管涵內(nèi)徑（mm）±1%尺量：但不少于二處模板、支架及拱架制作時(shí)的允許偏差項(xiàng)目允許偏差（）鋼模板制作外形尺寸長(zhǎng)和高，肋高±邊面端偏斜0.5連接配件的孔眼位置孔中心與板面間距±0.3板端中心與板端間距，0.5沿板長(zhǎng)、寬方向的孔±0.6板面局部不平1.0板面和板側(cè)撓度±1.0模板、支架及拱架安裝時(shí)的允許偏差項(xiàng)目允許偏差（）模板標(biāo)高基礎(chǔ)±柱、墻和梁±模板內(nèi)部尺寸上部構(gòu)造所有構(gòu)件，基礎(chǔ)±軸線偏位基礎(chǔ)柱、

15、墻裝配式構(gòu)件支承面的標(biāo)高，模板相鄰兩板表面高低差模板表面平整預(yù)埋件中心位置支架和拱架縱軸的平面位置跨度的或曲線形拱架的標(biāo)高，3、成品保護(hù)3.1施工過(guò)程妥善的保護(hù)好放樣的水準(zhǔn)點(diǎn)。3.2拆除模板時(shí)不得用大錘、撬棍硬砸猛撬，以免混凝土的外形和內(nèi)部受到損傷。3.3混凝土澆筑完成后及時(shí)用土工布覆蓋，并灑水養(yǎng)生，防止混凝土收縮開(kāi)裂。3.4鋼波紋管內(nèi)外兩側(cè)涂刷防腐瀝青。4、質(zhì)量記錄4.1原材料（水泥、砂、石、鋼波紋管涵）進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)報(bào)告。4.2放樣及復(fù)核記錄。4.3混凝土澆筑記錄4.4隱蔽工程驗(yàn)收記錄4.5混凝土強(qiáng)度試驗(yàn)報(bào)告六、安全、環(huán)保技術(shù)措施 安全及環(huán)境保護(hù)4.1 安全 1）配備專職安全員，用于施

16、工現(xiàn)場(chǎng)的安全帽必須符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)的每個(gè)人都應(yīng)佩戴安全帽，并嚴(yán)格按照規(guī)定佩戴。 2）基坑開(kāi)挖，隨時(shí)掌握土體情況，避免基坑坍塌。 3）基坑較深時(shí)，要在四周設(shè)置好安全圍護(hù)欄。 4）嚴(yán)格按照施工規(guī)范和安全操作規(guī)程施工，在作業(yè)地點(diǎn)掛警告示牌，嚴(yán)禁違章操作野蠻施工。 5）各專業(yè)施工人員都要參加專業(yè)安全教育，考試合格后才能上崗，特殊工種更要經(jīng)過(guò)培訓(xùn)持證上崗。 6）施工操作人員佩帶安全防護(hù)工具，現(xiàn)場(chǎng)操作人員戴安全帽，禁止酒后作業(yè)，穿拖鞋上崗。吊裝作業(yè)起重臂下嚴(yán)禁站人，并有專人指揮。7）施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置足夠的照明裝置，以便施工，夜間施工設(shè)紅色標(biāo)志燈以警示。&

17、#160;8）積極配合業(yè)主做好文明施工管理工作，做到施工現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)識(shí)醒目，布局合理，施工人員持證牌上崗。 9）吊車和吊具上的鋼絲繩，均應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，使用時(shí)應(yīng)有專人檢查維修?；铀闹茉O(shè)置欄桿進(jìn)行防護(hù)。 10）所有的機(jī)電設(shè)備要專人操作，各種設(shè)備的操作員應(yīng)熟悉掌握設(shè)備性能、路線、電源等，專人負(fù)責(zé)檢修（定期檢修），使用前應(yīng)先進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)解決。4.2 環(huán)境保護(hù)1）在施工時(shí)，要注意環(huán)保，嚴(yán)格按照環(huán)保措施進(jìn)行施工，施工的廢水、廢料不得亂倒要運(yùn)到指定的地方進(jìn)行必要處理，嚴(yán)禁直接排往附近草地和河流等，基坑開(kāi)挖的廢土運(yùn)到棄土場(chǎng)。 2）防止水質(zhì)污染措施：凡需要進(jìn)行砼攪拌作業(yè)的現(xiàn)

18、場(chǎng)，必須設(shè)置沉淀池，使清洗機(jī)械和砼等的廢水經(jīng)過(guò)沉淀后，方可沿排污流路線排出，并應(yīng)防止蔓延。 3）水泥等粉細(xì)散裝材料，采取室內(nèi)堆放，運(yùn)至工點(diǎn)后用棚布遮蓋，卸運(yùn)時(shí)采取必要的措施，減少揚(yáng)塵。施工垃圾及時(shí)清運(yùn)，適量灑水，減少揚(yáng)塵。 4）施工中生態(tài)保護(hù)措施：根據(jù)要求，對(duì)施工場(chǎng)地內(nèi)的特殊意義的樹(shù)木及野生動(dòng)物生長(zhǎng)環(huán)境進(jìn)行保護(hù)。按照設(shè)計(jì)要求認(rèn)真做好綠化工作。在本工程施工中和完工后，對(duì)破壞的環(huán)境要及時(shí)整治，防止水土流失。 七、 經(jīng)濟(jì)效益分析1.金屬波紋管涵是一種柔性結(jié)構(gòu)，波紋管在結(jié)構(gòu)上具有橫向補(bǔ)償位移的優(yōu)良特性，可充分發(fā)揮鋼材抗拉性能強(qiáng)、變形性能優(yōu)越的特點(diǎn)，具有較大的抗變形和抗沉降能力，特別適合于軟土、膨脹土、濕陷性黃土等地基承載力較低地區(qū)和地震多發(fā)地區(qū)2.由于金屬波紋管涵施工簡(jiǎn)單且施工工期短（一般一道涵洞的施工時(shí)間在三個(gè)工作日以內(nèi)），減短了多年凍土的裸露時(shí)間，凍融量小，故特別適用于多年凍土地區(qū)。金屬波紋管涵施工時(shí)對(duì)環(huán)境的破壞小，適用于生態(tài)環(huán)境脆弱的地區(qū)。3.金屬波紋管涵施工只需對(duì)基礎(chǔ)和進(jìn)出口進(jìn)行處理，砂、石材料用量小，故適用于砂、石材缺乏的地區(qū)。4.金屬波紋