第一工程有限公司 李鸿盛 许 鹏
摘 要 金属波纹管作为一种新型的材料逐步应用于高速公路建设中，主要用于排水和通道，由于其工期短，施工工艺简单，对地基承载力的要求低等优点，相信会得到广泛的应用。
关键词 金属波纹管 安装 施工 排水 通道
1 工程概况
青兰高速公路二十合同段的排水工程部分采用金属波纹管涵，本合同段共计5道金属波纹管，为主要的排水设施和通道，孔径分别为1.5m和6m,主要排水位置的管涵根据填土高度等控制采用双管形式，现将金属波纹管涵的施工工艺和施工方案进行总结，以便指导今后类似工程的施工。
2 施工准备
2.1 测量放样
用全站仪放出构造物的主要控制点，进行平面位置的定位，然后用钢卷尺进行细部放样，用水准仪控制构造物各部位及流水面的标高。如果角度和排水方向等与实际不符需要与设计单位沟通及时进行调整方向和角度，防止影响构造物的正常使用。
2.2 基坑开挖
1）基坑开挖根据设计图纸规定的基础外沿线开挖到足够尺寸，除基坑底水平面能够满足基础长度和宽度的需要外，必要时每边留出(50-100)cm的工作面，上口开挖线还要根据地质情况、开挖深度考虑基坑侧壁的坡率。
2）基坑开挖到设计标高后及时报验，如地质条件不符合设计要求时，及时上报监理工程师并按照监理工程师的指示或继续开挖，或用其他适用材料采取加固、换填的方法进行处理。
3）基坑较深时，应根据地质情况对基坑的侧面采取支撑或其他防塌措施以保证施工作业的安全。
4）基坑开挖到基础浇注完成进行回填为止的全过程，都要根据现场水文条件适当的排水措施使整个作业在干燥状态下完成。
5）基坑内杂物浮土清理干净后经地基承载力检测合格后采用砂砾进行承重垫层施工，每层厚度小于15cm，压实度大于95%。垫层施工过程中需要考虑后期填料自重影响产生的下沉，因此需要在垫层的管轴线方向设置预拱度，一般设置(2～4)cm。
2.3 端墙施工
端墙采用7.5#浆砌片石，砌筑采用反开挖方式，砌筑过程中要注意墙后填料的夯实以及墙顶标高的控制，因为端墙的墙顶与波纹管管底直接接触。
3 金属波纹管制作和安装
3．1金属波纹管工艺标准：
金属波纹管涵洞有关施工工艺及其质量检验标准，均按《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）、GB/T709-1998、GB/T1231-1991、JT/T281-1995、“金属波纹板涵洞安装操作规范”、《公路工程技术标准》（JTG B01-2003）中有关规定执行。
金属波纹管的型号为： YTHC-1.5-3，内径为150cm，壁厚采用3mm，波高55mm，波距200mm； YTHC-6-6，内径为600cm，壁厚采用6mm，波高55mm，波距200mm。
3.2 波纹管制作
波纹管由专业生产厂家进行定做，认真研读图纸，正确出具长度、直径、壁厚、波高、角度等技术要点，要求施工单位按设计要求进行加工。
金属波纹管的卷制要有专业的加工厂进行集中卷制，施工用的钢板材料采用Q235-A热轧钢板加工成型，表面要求热镀锌防腐处理，热镀锌要求镀锌量不小于600g/m2，厚度不小于80um。镀锌前对钢管表面进行喷砂除锈处理，并应在室内进行。
金属波纹管在吊装、运输装卸堆放过程中不得滚动、碰撞硬物更不能敲打，以免波纹管管壁变形或损伤镀锌保护层。在工地存放时应采取覆盖措施，防止雨水浸泡变形等。
钢管的卷制长度根据运输方式或加工机具进行调节，一般按2米一节制作，如果是大直径波纹管则需要分片进行卷制，单片尺寸1x2米，卷制完毕后机械钻孔加工法兰螺栓孔。
3.3 成品质量要求
金属波纹管运至施工现场后,逐节检查其几何尺寸,并满足下表的规定,凡在运输过程中变形的钢板及镀锌层划痕、擦伤等缺陷面积超过10cm2者不得使用.锚接端部分开裂或损坏,致使连接处连接不良者不得使用。
金属波纹涵管成品质量要求 表1
| 项次 | 检查项目 | 规定值或允许偏差 | 检查方法和频率 |
| 1 | 整体式圆管节长度(mm) | 长度的±1％ | 钢卷尺:抽检5％ |
| 2 | 拼装板长度、宽度(mm) | 长、宽尺寸的±1％ | 钢卷尺:抽检5％ |
| 3 | 管或板的直线度(mm/m) | 不大于定尺长度多.15％ | 垂线、直尺: 抽检5％ |
| 4 | 标准直径(中直径)(mm) | 不小于设计值 | 钢卷尺:每道涵洞不少于3处 |
| 5 | 基质钢板厚度(mm) | 设计厚度的±5％ | 测厚仪、千分尺: 抽检5％ |
| 6 | 波纹高度(mm) | +3,-0 | 直尺、卡尺: 抽检5％ |
| 7 | 波纹距(mm) | ±5 | 直尺、卡尺: 抽检5％ |
| 8 | 螺栓孔间距(mm) | ±5 | 钢卷尺:抽检5％ |
| 9 | 镀层厚度(mm) | 符合设计 | 测厚仪: 抽检5％ |
3.4.1 施工前准备
3.4.1.1备齐安装工具：梅花扳手（22-24）、活口扳手、小撬棍（Φ16㎜长度50㎝左右的圆钢）、撬杠（Φ50㎜长度1.8m左右的钢管）、手锤、凿子、螺丝刀（一字形）、千斤顶。小直径管还要准备吊车配合安装，对大直径管涵由于接头多，需要配置空压机和风动扳手配合施工。
3.4.1.2备齐管涵安装所需配件：螺栓及橡胶石棉垫、防腐沥青。
3.4.1.3检测波纹管各管节的长度、直径是否与该处涵洞相符合。
3.4.2安装操作
3.4.2.1连接方法：小直径波纹管采用管节接头设法兰盘，用高强螺栓紧固、密封胶密封。
3.4.2.2法兰盘之间连接应贴紧，高强螺栓的预紧力必须符合GBJ17—88的要求。
3.4.3波纹管安装操作规范
3.4.3.1安装前工作：检查涵管底部基础平整度、水平、标高；确定涵洞位置、中心轴线、中点。
3.4.3.2连接安装波纹管：根据涵洞实际情况，排放涵管。如果涵洞两侧进水口是与路基同坡度的斜口形式，安装时先安装中间管节，在基础长度方向留出进水口的位置。中间管节全部安装完毕，校正就位后再安装两侧进出水口。安装时从一侧排放第一根管节，使管节中心和基础纵向中心线平行，同样把第二根管放置就位，当两根管相邻法兰间距3～5㎝的缝隙时，用小撬棍对准法兰上的螺栓孔，使其两根管法兰上的螺栓孔对正，这时从第二节管的另一端用撬杠撬动管节，使其纵向平移，使两法兰间距在2㎝左右，然后全部穿上螺栓，拧上螺丝，带平扣即可。此后依此方式逐节依次连接，每道涵洞中间管节无先后次序，可以随意连接。
3.4.3.3镶石棉垫：由于现场地势等原因，有时相邻两法兰之间间距较小，这时用手锤、凿子把两法兰之间凿开大约1㎝的缝隙，用螺丝刀把石棉垫镶在两法兰之间，有时管子顶部两法兰间距较大，石棉垫镶嵌困难，用铁丝把石棉垫绑在螺栓上固定，然后工人开始对称锁紧螺丝。直至从外观看法兰之间只有(2～3)㎜的缝隙即可。
3.4.3.4管壁内外涂沥青：乳化沥青或热沥青，从外看管壁内外均匀的涂成黑管即可。一般沥青涂层的厚度要达到1㎜。
3.4.3.5用千斤顶校正整道涵管，使其中心在所规定的中心线上。
拼装金属波纹涵管安装实测项目 表2
| 项次 | 检查项目 | 规定或允许偏差 | 检查方法 |
| 1 | 涵管底压实度(％) | 达到要求 | 对涵管下土基每10m测一处,但不少于二处 |
| 2 | 管涵轴线偏位(mm) | 50 | 经纬仪或拉线:每6m测一处,但不少于二处 |
| 3 | 管涵内底高程(mm) | ±20 | 水准仪: 每6m测一处,但不少于二处 |
| 4 | 安装管涵内径(mm) | 标准中径值的±1％ | 尺量:每6m测水平、垂直各一处,但不小于二处 |
3.5.1回填材料
回填材料一般采用砂、砂砾、级配碎石等。
3.5.2回填工艺
由于涵洞的形式有单管和双管，因此双管断面的回填难度更大，不但要考虑弧线下面的填筑质量，还要照顾两管之间缝隙的处理，必须对称、分层进行，防止管轴线偏移。
人工配合小型极具在金属波纹管两测对称、均衡的进行.填土分层摊铺,逐层压实,每层压实厚度不超过20cm,压实度达到重型击实标准95％以上,且与该路基的压实度一致。
在金属波纹管涵顶(如下表)的最小填土厚度及涵管两侧3/4管径高度范围内的管侧填土,注意夯实.在下表所示的最小填土厚度内及管侧填土因地区狭小,使用小型振动夯夯实,其他位置采用与一般路基相同的压实机具。
| 直径或跨径 | 车辆后轴重力(kn) | |||
| 100-200 | 201-500 | 501-1000 | 1001-2000 | |
| 0.75 | 40 | 60 | 80 | 120 |
| 0.80-1.25 | 60 | 80 | 120 | 160 |
| 1.30-2.00 | 80 | 120 | 160 | 200 |
3.6 金属波纹管的防锈处理
金属波纹管拼装完成后在管节内外管壁涂含有石棉纤维的沥青一道,以加强防腐作用.涂料的溶剂是高质量的沥青,石棉粉的含量≥30％.喷涂方法:用毛刷涂刷,每次喷涂层厚7-8mm,喷涂用量为1Kg/m2左右.被喷涂物的表面应特别干爽,无油污。
4 工程质量控制指标及实验，检测项目、频率和方法
在金属波纹管涵洞施工过程中和施工结束后，都要报请监理工程师进行检查和监测，检查内容包括基坑开挖、金属波纹管的安装及成品检查，对不符合规范及设计图纸要求的要采取监理工程师认可的措施进行整改。金属波纹管涵洞的检查项目如下：
金属波纹涵管成品质量要求 表4
| 项次 | 检查项目 | 规定值或允许偏差 | 检查方法和频率 |
| 1 | 整体式圆管节长度(mm) | 长度的±1％ | 钢卷尺:抽检5％ |
| 2 | 拼装板长度、宽度(mm) | 长、宽尺寸的±1％ | 钢卷尺:抽检5％ |
| 3 | 管或板的直线度(mm/m) | 不大于定尺长度多.15％ | 垂线、直尺: 抽检5％ |
| 4 | 标准直径(中直径)(mm) | 不小于设计值 | 钢卷尺:每道涵洞不少于3处 |
| 5 | 基质钢板厚度(mm) | 设计厚度的±5％ | 测厚仪、千分尺: 抽检5％ |
| 6 | 波纹高度(mm) | +3,-0 | 直尺、卡尺: 抽检5％ |
| 7 | 波纹距(mm) | ±5 | 直尺、卡尺: 抽检5％ |
| 8 | 螺栓孔间距(mm) | ±5 | 钢卷尺:抽检5％ |
| 9 | 镀层厚度(mm) | 符合设计 | 测厚仪: 抽检5％ |
| 项次 | 检查项目 | 规定或允许偏差 | 检查方法 |
| 1 | 涵管底压实度(％) | 达到要求 | 对涵管下土基每10m测一处,但不少于二处 |
| 2 | 管涵轴线偏位(mm) | 50 | 经纬仪或拉线:每6m测一处,但不少于二处 |
| 3 | 管涵内底高程(mm) | ±20 | 水准仪: 每6m测一处,但不少于二处 |
| 4 | 安装管涵内径(mm) | 标准中径值的±1％ | 尺量:每6m测水平、垂直各一处,但不小于二处 |
5 拼装钢波纹管涵施工技术要求注意事项：
5．1 挖基
5．1.1 无设计要求时，基础垫层的厚度在(0.2-2.0)m之间，开槽基底最小宽度为2.0×1.0m+Φ,有时管涵两侧回填土为便于机械碾压，开槽基底宽度可选为2×3.0m+Φ。
波纹管地基或基础所需厚度与宽度 表6
| 地质条件 | 基础最小厚度（㎝） | 基础最小宽度 | |
| 优质土地基 | 可直接将地基作基础 | 2.0×1.0m+Φ | |
| 一般性 | 管径Φ<0.9m | 20 | 2.0×1.0m+Φ |
| 管径Φ=0.9-2.0m | 30 | 2.0×1.0m+ Φ | |
| 管径Φ＞2.0m | 0.2 ø | 2.0×1.0m+ Φ | |
| 岩石地基 | 20-40㎝,但当填土高度大于5m时，填土高度每增加1.0m,其厚度增加4㎝ | 2.0×1.0m+ Φ | |
| 软土地基 | 0.3-0.5 Φ 或50㎝以上 | 2.0×1.0m+ Φ | |
| 湿陷性黄土 | 底部3：7灰土垫层，厚度30-50㎝，基础顶部50-100㎝砂砾垫层 | 2.0×1.0m+ Φ | |
5．1.3 挖至标高的土质基坑不得长期暴露，扰动或浸泡，并应及时检查基坑尺寸、高程、基底承载力。符合要求后，应立即进行基础施工。
5．2．基础砂垫层：
5．2.1应采用级配良好的砂砾；
5．2.2 基础应在通道纵向预留0.3%预拱度。
5．2.3基础砂垫层的压实度不应小于95%
5．3 回填：
5．3.1 回填料应倾倒在结构两侧1倍直径以外，回填料应符合设计要求。
5．3.2结构两侧回填应对称施工，分层回填，每层厚度为20㎝。
5．3.3结构近处用机械夯实，管底下方粗砂用“水密法”夯实。
5．3.4 管涵两侧回填应采用振动轧路机压实，压实度不小于95%。
5．3.5管涵上方当回填土厚度小于50㎝时采用手扶震动轧路机压实或用小于6T的静碾轧路机压实，压实度不小于95%。
5．3.6 当涵管顶填土大于50㎝后，方可采用YZ12轧路机施工，每层厚度20㎝，压实度不小于95%。
6 施工体会：
1）施工工期短；从开工的结束不超过15天，适合抢工期项目，对路基成型后新增涵洞通道的优越性更高。
2）地基承载力要求低，一般在(200～300)KPa之间；但是要求垫层必须是柔性的保证管节四周填料的均匀性，不得采用混凝土等包封处理。
3）施工工艺简单，易控制，但是预制管节作为专业厂家的专利成本太高；
4）适宜于不同高度填方段落，既可以作排水构造物也可以作为通道，可以设计成不同的角度与地形相适应。
参考文献
1、《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）、
2、 “金属波纹板涵洞安装操作规范”
3、《公路工程技术标准》（JTG B01-2003）下载本文
