“三高”鋼波紋管涵施工工法

1、.咼海拔、咼寒缺氧、咼速公路鋼波紋管涵施工工法、F刖言隨著我國公路建設(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， 地勢復(fù)雜，氣候多變、夏季短暫、冬季漫長，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。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)槲黠L(fēng)，最大凍深2.77米。在此環(huán)境下，傳統(tǒng)的施

2、工設(shè)計(jì)無法快速、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)段路基最長段落有800米，路基成型后作為預(yù)制梁場，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；鋼板牌號為SS40Q其化學(xué)成分及力學(xué)性能應(yīng)符 合國內(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。波紋涵管法蘭連接采用普通螺栓、螺母連接，鋼的化學(xué)成分及力

3、學(xué)性能符合GB/T3077的規(guī)定，螺栓的性能指標(biāo)符合GB/T1231中性能等級為8.8的規(guī)定；采用45號鋼材料制作，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、無漏鍍、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

4、簡單，施工方便，不需要大型機(jī)械設(shè)備，施工速度相對較快,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)霜凍對橋梁和管涵砼結(jié)構(gòu)的破壞問題。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0. 58 m管壁厚度為3 mmr7 mn，能夠滿足填土 0. 540 m厚的需要。由此可見鋼波紋涵管是替代圓管涵、蓋板涵、拱涵和小橋的優(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

5、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。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。尤其在 多年凍土、軟土、膨脹土、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

6、結(jié)構(gòu)修筑涵洞更具有優(yōu)勢。鋼波紋管涵施工工藝流程2、鋼波紋管涵安裝操作方法鋼波紋管涵施工工藝：測量放線基坑開挖*墊層施工一鋼波紋管組裝洞口鋪砌臺背填筑1）測量放樣根據(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)放出開口線并用石灰撒線。2）基坑開挖基坑開挖時(shí)，人工配合挖掘機(jī)進(jìn)行，按設(shè)計(jì)標(biāo)高、施工底寬4.12m,高為2m開挖坡度為1:1的基坑，涵洞基底開挖時(shí)預(yù)留工作寬度100cm并對基底整平夯實(shí)。檢 測地基承載力不得低于0.25 MPa,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30

7、cm砂礫最大粒徑不超過 50mm應(yīng)采用級配良好的砂礫填筑。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 340Nm± 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，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。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

8、向搭接長度為 50mm第二張板疊在（搭接部分）第一張板上面，對正連接孔。螺栓的螺紋部涂上潤滑劑，套上墊圈由內(nèi)向外插入孔位，對面套 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塊板的疊縫錯(cuò) 位，連接孔對正后，用涂上潤滑劑的螺栓，套上墊圈（遇谷用凸墊，遇峰用凹墊，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

9、合攏時(shí)，測定截面形狀，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.n±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)波紋板對稱安 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?；炷翝仓螅号浜媳确显O(shè)計(jì)要求

10、，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)對稱施工，分層回填，每層厚度不大于20cm對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；對于沒有端部擋墻的情況，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%。資源投

11、入及施工部署1、人員準(zhǔn)備由路基一隊(duì)上場施工，隊(duì)長1人，技術(shù)員1人，試驗(yàn)員全員1人、測量員2人，壓路機(jī)司機(jī)1人，裝載機(jī)司機(jī)1人,2人、質(zhì)檢員1人、安挖掘機(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)模開展，盡快完成鋼波紋管涵施工作業(yè)，結(jié)合我標(biāo)段的實(shí)際情況，上場壓路機(jī) 1臺，挖掘機(jī)1臺，裝載機(jī)1臺，25噸汽車吊1臺，汽車4輛。3、原材料試驗(yàn)對于基礎(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。序號名稱數(shù)量備注1神鋼250挖機(jī)1臺可流水施工225噸汽車吊1臺可流水施工350臨工裝載機(jī)1臺可流水施工(一)、主要資源投入見

12、下表。4壓路機(jī)1臺可流水施工5測量儀器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。（二八施工部署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。FK89+720鋼波復(fù)管涵材料數(shù)量表i i 1C3Q I C25 m'fl車m-字聯(lián)盤jmTFT"56.160.30-919K5ft才mm324297.42429/4958.22、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)用的國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)1.1中華人民

13、共和國行業(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中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范JTG/TF50-20112、過程控制檢查表波紋鋼板管涵安裝實(shí)測項(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測一處，但 不少于二處2管涵軸線偏位（mm20經(jīng)緯儀或拉線：每6m測 一處，但不少于二處3管涵內(nèi)底咼程（mm± 10水準(zhǔn)儀：每6m測一處， 但不

14、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（mm）鋼 模 板 制 作外形尺寸長和高0,1肋咼±5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, 0.5沿板長、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（mm）模板標(biāo)咼基礎(chǔ)±15柱、墻和梁±10模板內(nèi)部尺寸上部構(gòu)造所有構(gòu)件+ 5,0基礎(chǔ)±30軸線偏位基礎(chǔ)15柱、墻8裝配式構(gòu)件支承面的標(biāo)高+ 2, 5模板相

15、鄰兩板表面咼低差2模板表面平整5預(yù)埋件中心位置3支架和拱架縱軸的平面位置跨度的1 / 1 0 0 0或3 0曲線形拱架的標(biāo)高I + 2 0，- 103、成品保護(hù)3.1施工過程妥善的保護(hù)好放樣的水準(zhǔn)點(diǎn)。3.23.33.4鋼波紋管內(nèi)外兩側(cè)涂刷防腐瀝青。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?；炷翝仓瓿珊蠹皶r(shí)用土工布覆蓋，并灑水養(yǎng)生，防止混凝土收縮開裂。4、質(zhì)量記錄4.1原材料（水泥、砂、石、鋼波紋管涵）進(jìn)場檢驗(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

16、員，用于施工現(xiàn)場的安全帽必須符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)入現(xiàn)場的每個(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。8）積極配合業(yè)主做好文明施工管理工作，做到施工現(xiàn)場標(biāo)

17、識醒目，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， 基坑開挖 的廢土運(yùn)到棄土場。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)場，必須設(shè)置沉淀池，使清洗機(jī)械和砼等的廢水經(jīng)過沉淀后，方可沿排污流路線排出，并應(yīng)防止蔓延。

18、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，對施工場地內(nèi)的特殊意義的樹木及野生動(dòng)物生長環(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單且施工工期短（一般一

19、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. 金屬波紋管涵施工只需很少的人工，故適用在勞動(dòng)力缺乏地區(qū)。5. 金屬波紋管代替鋼筋混凝土進(jìn)行涵洞施工有利于解決北方寒冷地區(qū)冬季管涵 混凝土結(jié)構(gòu)的破壞問題，適用于高原地區(qū)。6. 由于采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、生產(chǎn)，設(shè)計(jì)簡單，生產(chǎn)不受環(huán)境影響，進(jìn)行集中工廠化生產(chǎn)，生產(chǎn)周期短，故適用于質(zhì)量要求高、工期緊的工程項(xiàng)目。鋼波紋管涵洞身和蓋板涵洞身經(jīng)濟(jì)比較序 號項(xiàng)目洞身施工方法備注鋼波紋管涵傳統(tǒng)混凝土蓋板涵規(guī)格1-04 米規(guī)格1-4X3米1ii施工方法廠家專業(yè)人員現(xiàn)場 組拼加工新型犬面積鋼模 板，現(xiàn)場安裝模板分段 澆筑混謹(jǐn)土，鋼波紋管涵安裝費(fèi)用包含在 材料價(jià)格中；蓋板涵墻身施 工完成后再安裝預(yù)制蓋板或 現(xiàn)橈蠱板iii 2施工效率10名安裝人員平均 每天拼裝6米10名施工人員每天平均 安裝、澆筑溟希土墻2來2瞇長涵洞鋼被紋管涵需4 天完成i 24米蓋板涵墻身需 12天完成iiiii1 3ii經(jīng)濟(jì)投入1臺20噸汽車吊配合冶20噸汽車吊配合， 支付10名工人每天工資 和周轉(zhuǎn)材料及二三頂小 料費(fèi)用工人每天工賈旦200