鋼波紋管涵施工方法及經(jīng)濟(jì)效益分析

PAGE4-鋼波紋管涵施工方法及經(jīng)濟(jì)效益分析【摘要】鋼波紋管涵也叫波紋涵管，是指鋪埋在公路、鐵路下涵洞用的金屬波紋管，它是由波形金屬管或用波形鋼板拼制成的波紋管。廣泛應(yīng)用于公路、鐵路的涵洞、通道、小橋、隧道、臨時(shí)便道、排水管道以及各種礦場巷道擋墻支護(hù)等工程。在公路施工中,應(yīng)用鋼波紋管涵代替鋼筋混凝土進(jìn)行涵洞施工已經(jīng)有100多年的歷史。1896年,美國率先進(jìn)行波紋管涵通道、涵管的可行性研究。其后,在美國、加拿大、澳大利亞等國的公路建設(shè)中,均采用了鋼波紋管進(jìn)行涵洞的施工。1990年,日本制定了波紋管涵設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范。我國從2001年開始使用，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。本文結(jié)合省道S246南石線改建工程中鋼波紋管涵的施工對鋼波紋管涵施工方法控制及主要技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行了詳細(xì)論述，并對比分析了鋼波紋管涵的經(jīng)濟(jì)適用性及優(yōu)點(diǎn)，指出了該工程通過鋼波紋管涵的施工，取得了良好的效果?！娟P(guān)鍵詞】鋼波紋管涵；施工方法；技術(shù)指標(biāo)；經(jīng)濟(jì)效益分析概述鋼制波紋涵管是替代圓管涵、蓋板涵、和小橋的優(yōu)質(zhì)公路建材。產(chǎn)品具有工期短、重量輕、安裝方便、耐久性好、工廠造價(jià)低、抗變形能力強(qiáng)、減少通車后養(yǎng)護(hù)成本等優(yōu)點(diǎn)，由其適合軟土路基地帶和深填土地帶，可節(jié)省大量資金，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。2、波紋管涵的分類\o"編輯本段"=1\*GB2⑴、按組裝方式分類：整裝波紋管涵、拼裝波紋管涵=2\*GB2⑵、按形狀分類：圓形、橢圓形、拱形=3\*GB2⑶、按連接方式分類：內(nèi)法蘭連接、外法蘭連接、板片搭接、卡箍連接=4\*GB2⑷、按加工方法分類：鋼帶輥壓推進(jìn)螺旋卷曲成圓連線焊接、咬接成型螺旋鋼管、制管壓制波紋兩步法波紋管。3、鋼波紋管在公路中的應(yīng)用情況=1\*GB2⑴、省道246公路工程使用鋼波紋管涵三道，采用的波紋管直徑為3m和2.5m，洞口形式分為八字式與一字式，基礎(chǔ)采用砂礫墊層，厚度為80-180cm，管周圍采用砂礫土回填，涵管近處30cm范圍內(nèi)用小型夯實(shí)機(jī)械夯實(shí)，兩側(cè)及頂部采用YZ20t的振動(dòng)壓路機(jī)碾壓，每座涵洞施工時(shí)間為15-20天，比混凝土蓋板涵、拱涵縮短工期40-70天。=2\*GB2⑵、以樁號K7+830鋼波紋管涵為例，從現(xiàn)場勘測斷面來看，此溝為V形溝，溝底較順直，兩邊為黃土，溝壁直立，溝底一般沒有大水，來源主要為山上流下來的雨水；溝底土質(zhì)為濕陷性黃土。根據(jù)水文調(diào)查結(jié)果，本溝上游溝長1km，匯水面積6000m2,近年來未發(fā)生過特大洪水。經(jīng)綜合考慮并與建設(shè)單位、當(dāng)?shù)匾?guī)劃部門協(xié)商，決定以填方路基形式穿過，但必須設(shè)置構(gòu)造物滿足目前排水需要。根據(jù)溝兩邊地形,溝中最大路基填土高度達(dá)15m。按有關(guān)規(guī)范，路堤邊坡高度大于15m就屬于高路基，對高路基下的構(gòu)造物需進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)。由于設(shè)鋼筋砼拱涵或鋼筋砼板涵要求地基允許承載力較高，而地質(zhì)勘察結(jié)果表明，其地基承載力不能滿足要求，且工期太長費(fèi)用又太高；設(shè)置鋼筋砼圓管涵，地基承載力不能滿足要求，而且管節(jié)接頭在涵頂15m高填土路基作用下很容易變形滲水，影響路基穩(wěn)定。綜合比較后決定采用直徑3m、管壁厚=3\*GB2⑶、該涵洞直徑3米，全長67.06m，直徑3m，與路基中心線成65度交角，基礎(chǔ)采用二八灰土和砂礫墊層，鋼波紋管涵安裝采用拼接式，拼裝時(shí)從涵洞中心操作；管節(jié)全部拼裝完成后，應(yīng)檢查管節(jié)位置是否符合設(shè)計(jì)要求，并在管身內(nèi)側(cè)所有鋼板拼縫采用密封膠進(jìn)行密封防止泄漏；一般情況下，可在管節(jié)內(nèi)外管壁涂上或噴上含有石棉纖維的厚瀝青一道?；蛲克杀闉r青和石油的拌合物，以加強(qiáng)防腐蝕作用。=6\*GB2⑹、涵管回填：為保證涵管的回填質(zhì)量，管底兩側(cè)楔形部位處的填筑材料采用現(xiàn)場拌和的6%灰土，人工用木棒在管身外向內(nèi)側(cè)進(jìn)行夯實(shí)，木棒作用點(diǎn)必須緊貼管身，每個(gè)凹槽部位都必須夯實(shí)到位，然后用小型夯實(shí)機(jī)械斜向夯實(shí)，確保管底的回填質(zhì)量，振動(dòng)棒搗實(shí)。涵管兩側(cè)的部位回填采用6%灰土。在管身最大直徑兩側(cè)50cm外使用16T光輪壓路機(jī)碾壓，采用輕型夯實(shí)，在涵管50cm范圍內(nèi)使用小型夯實(shí)機(jī)械夯實(shí)，以避免壓路機(jī)等大型機(jī)械設(shè)備對管涵的沖擊。填筑時(shí)應(yīng)分層填筑、分層壓實(shí)，每層壓實(shí)后的厚度為20cm，壓實(shí)度要求達(dá)到96%方可進(jìn)行下層填筑。填筑前在管節(jié)兩側(cè)上用紅色油漆按每20cm高度標(biāo)注，填筑時(shí)按標(biāo)注線控制。填筑必須在涵管兩側(cè)同步對稱進(jìn)行，兩側(cè)的回填土高差不得大于30cm.管頂填土厚度小于50cm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。=7\*GB2⑺、洞口鋪砌及防護(hù)：洞口采用端墻型式、八字墻斜口形式，洞口鋪砌及護(hù)坡防護(hù)為M7.5漿砌片石，施工時(shí)應(yīng)選擇幾何尺寸相對長和短的石塊交錯(cuò)在同一層使之形成錯(cuò)鎖結(jié)構(gòu)，保證錯(cuò)縫砌筑，不得出現(xiàn)豎縫、通縫。外露面要選擇石塊質(zhì)地適當(dāng)，細(xì)致色澤均勻，無風(fēng)化剝落無裂紋的大石塊進(jìn)行鑿面鑿紋，以確保工程外露面的平整和準(zhǔn)確的幾何尺寸。八字墻采用M7.5漿砌塊石，砌筑前，將基底平整夯實(shí)，測試其承載力達(dá)到設(shè)計(jì)要求、并經(jīng)監(jiān)理工程師檢查合格后方可進(jìn)行砌筑。在安砌前每一石塊都須洗凈，用水徹底飽和，基座墊層也清干凈、濕潤，所有石塊都要座在新的砂漿上，并在砂漿凝結(jié)前將石塊位置固定好。砂漿縫要填飽滿，不得在底座上墊碎石。豎縫與平縫的平均寬度不大于25mm，最大寬度為50mm。漿砌片石采用擠漿法，按圖紙的要求勾縫，砌體咬口緊密，無干縫、通縫和瞎縫，砂漿飽滿。砌體外露面和坡頂、邊緣及邊角應(yīng)選用較大、平整并加鑿修的石塊砌筑。砌體應(yīng)分層座漿砌筑，砌筑上層時(shí)，不得振動(dòng)下層。不得在已砌好的砌體上拋擲、滾動(dòng)、翻轉(zhuǎn)和敲擊石塊，砌體砌筑完成后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行勾縫。在砂漿凝結(jié)前將灰縫勾好，否則在砂漿凝結(jié)前將灰縫砂漿刮深50mm，為勾縫作好準(zhǔn)備。石塊表面不得被砂漿弄臟。砌筑的上下層石塊交錯(cuò)排列，豎縫不得重合，錯(cuò)縫距離不小于80mm。砌體結(jié)構(gòu)尺寸采用立桿掛線控制、坡尺檢查。路肩墻在砌筑的同時(shí)經(jīng)?；謴?fù)中線，通過水平測量，檢查墻體的位置，確保路肩墻完成后，路面寬度符合設(shè)計(jì)要求，坡面平整，線形順適。如果石塊松動(dòng)或灰縫開裂，須將石塊提起，并將座層上與砌縫間的砂漿清除干凈，然后將石塊重新鋪砌在新拌的砂漿上。在砌筑時(shí)，沒有勾好的砌縫用凈水將砌縫浸濕后填進(jìn)砂漿。將砂漿塞進(jìn)砌縫內(nèi)，并用勾縫刀修整。勾縫完成后，灑水進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，時(shí)間不少于7天。漿砌告一段落時(shí)，及用草袋、麻袋覆蓋砌體，進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間一般不少于7天，所砌筑圬工的砂漿，在初期硬化期間不應(yīng)使其受雨水沖刷或水淹浸。砂漿凝固后，墻面全部刷干凈，使外貌整潔美觀。=8\*GB2⑻、施工注意事項(xiàng)：施工季節(jié)應(yīng)嚴(yán)格控制，防止在冰凍季節(jié)施工，影響施工質(zhì)量。別對粉粘粒含量應(yīng)嚴(yán)格控制，防止產(chǎn)生凍脹導(dǎo)致涵洞涵管破壞?；A(chǔ)與涵管側(cè)面、頂部填料要分層碾壓，壓實(shí)度必須滿足要求，否則易引起涵管應(yīng)力集中、涵管變形和兩側(cè)沉陷跳車。拼裝時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制涵底縱坡，并加強(qiáng)管節(jié)的防腐，確保涵洞使用性能和服務(wù)壽命滿足要求。5、鋼波紋管涵的主要技術(shù)指標(biāo)技術(shù)指標(biāo)要求：波形鋼板原材料采用低碳鋼，應(yīng)符合GB/T699和GB/T700的要求。波形鋼板原材料的化學(xué)成分應(yīng)符合表2的規(guī)定，并應(yīng)進(jìn)行熱浸鍍鋅（熔融鍍鋅）。表2波形鋼板原材料的化學(xué)成分要求磷（P）含量，%硫（S）含量，%鍍鋅層厚度，ｕm≤0.045≤0.050≥63鍍鋅層的厚度按鋼板單面鍍鋅層厚度標(biāo)準(zhǔn)，附著其他防腐材料的，應(yīng)不低于本標(biāo)準(zhǔn)鍍鋅層厚度所具有的防腐能力波形鋼板的物理性能應(yīng)符合表3的規(guī)定表3波形鋼板的物理性能項(xiàng)目規(guī)格290380400490縱向抗拉強(qiáng)度，MPa≥290≥380≥400≥490縱向屈服強(qiáng)度，MPa≥190≥275≥245≥285標(biāo)稱抗拉強(qiáng)度時(shí)縱向延伸率，%t≤5≥25≥21≥21≥195mm＜t≤≥17≥15波形鋼板的外觀質(zhì)量除應(yīng)滿足GB/76725外，還應(yīng)符合表4的規(guī)定JT/T710-2010表4波形鋼板的外觀質(zhì)量序號項(xiàng)目要求1切口平直，無明顯鋸齒現(xiàn)象2顏色表面色澤均勻、無明顯缺損3外觀表面平整光滑、無損傷、無破裂、無孔洞4水云、云霧和機(jī)械劃痕不明顯5端面錯(cuò)位≤5各部尺寸允許偏差見表5表5管涵允許偏差項(xiàng)目允許偏差（mm）軸線偏位50流水面高程±20涵管長度+100，-50相鄰管節(jié)面錯(cuò)口（應(yīng)下游低于上游）3（管徑≤1.0m5（管徑>1.0m厚度+11波距±3波深±36、鋼波紋管涵的優(yōu)點(diǎn)=1\*GB2⑴、適應(yīng)地基變形能力強(qiáng)，對地基承載能力、平整度要求較低，工程實(shí)際造價(jià)比同類跨徑的橋、涵洞相近或較低。=2\*GB2⑵、施工工期短是最明顯的優(yōu)勢，土建工程與管節(jié)安裝可分開實(shí)施，然后進(jìn)行整體拼裝。=3\*GB2⑶、進(jìn)行工廠集中化生產(chǎn)，生產(chǎn)不受環(huán)境影響，有利降低成本、控制質(zhì)量。=4\*GB2⑷、現(xiàn)場安裝方便，不需使用大型設(shè)備。=5\*GB2⑸、解決北方寒冷地區(qū)（霜凍）對橋梁和管涵砼結(jié)構(gòu)的破壞問題。=6\*GB2⑹、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)。=7\*GB2⑺、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。=8\*GB2⑻、采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，生產(chǎn)、設(shè)計(jì)簡單，生產(chǎn)周期短。=9\*GB2⑼、有利于改善軟土地基結(jié)構(gòu)物與路堤交界處的“錯(cuò)臺”現(xiàn)象，提高行車的舒適度與安全性，減少工后營運(yùn)、養(yǎng)護(hù)成本。7、鋼波紋管涵的發(fā)展前景=1\*GB2⑴、公路工程的涵洞一般采用鋼筋混凝土制作?，F(xiàn)采用鋼波紋管涵代替鋼筋混凝土進(jìn)行涵洞施工在國內(nèi)時(shí)一項(xiàng)新技術(shù)，鋼波紋管涵以其性能穩(wěn)定、安裝方便、有利環(huán)保、造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)迅速在公路施工中代替了鋼筋混凝土施工的涵洞，發(fā)展前景非常廣闊。=2\*GB2⑵、在公路施工中，應(yīng)用鋼波紋管涵代替鋼筋混凝土進(jìn)行涵洞施工的歷史已經(jīng)有100多年了。在我國改革開放后，開始從國外進(jìn)口成品波紋管涵進(jìn)行涵洞施工。之后，交通部科學(xué)技術(shù)研究院對金屬波紋管涵進(jìn)行了動(dòng)、靜載試驗(yàn)，結(jié)果表明能滿足設(shè)計(jì)使用要求，填補(bǔ)了國內(nèi)的空白，且迅速得到推廣應(yīng)用。實(shí)踐證明，用鋼波紋管涵代替鋼筋混凝土進(jìn)行涵洞施工，無論從施工周期、施工造價(jià)、環(huán)保意義等方面都有其不可比擬的優(yōu)越性，且用鋼波紋管涵進(jìn)行涵洞施工，可大大提高道路行車的舒適度與安全性，避免道路中涵洞的“錯(cuò)臺跳車”現(xiàn)形，有利于解決寒冷霜凍地區(qū)對砼管涵結(jié)構(gòu)的破壞問題。鋼波紋管涵洞主要在我國北方寒冷霜凍地區(qū)逐步得到推廣使用，有關(guān)科研設(shè)計(jì)部門正在編寫鋼波紋管涵的計(jì)、施工規(guī)范。相信隨著對結(jié)構(gòu)耐久性認(rèn)識的逐步提高，鋼波紋管涵在公路或其他工程中將具有更廣闊的應(yīng)用前景。8、結(jié)束語通過鋼波紋管涵的施工，既加快了施