鋼波紋管涵具有協(xié)調(diào)變形能力好、施工工期短、工藝簡(jiǎn)單等諸多優(yōu)點(diǎn),近年來(lái)在公路建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用。許多學(xué)者和工程師也通過(guò)不同手段對(duì)鋼波紋管涵設(shè)計(jì)、施工等進(jìn)行了較為深入研究,諸如:沈慶娥等以蒙文硯高速公路項(xiàng)目工程作為研究對(duì)象,研究了鋼波紋管涵在山區(qū)公路建設(shè)中施工的關(guān)鍵技術(shù);馮忠居等通過(guò)模型試驗(yàn)研究了鋼波紋管涵洞受力與變形特性;李卿“通過(guò)鋼波紋管涵和鋼筋混凝土蓋板涵的對(duì)比分析,介紹了鋼波紋管涵的經(jīng)濟(jì)適用性及優(yōu)點(diǎn),并對(duì)鋼波紋管涵的施工工藝進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。

趙國(guó)虎等通過(guò)有限元模擬對(duì)公路建設(shè)鋼波紋管涵設(shè)計(jì)與施工關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了分析。張?jiān)屎５韧ㄟ^(guò)對(duì)大直徑高填方鋼波紋管涵洞進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)檢測(cè)得到了鋼波紋管涵在填土荷載作用下的受力及變形特征,在軸向以受拉為主,在環(huán)向以受壓為主。但是黃土地區(qū)“千溝萬(wàn)壑”,土質(zhì)具有“多孔疏松、遇水濕陷”的鮮明特征,致使傳統(tǒng)的鋼波紋管涵施工方法無(wú)法全部滿足施工生產(chǎn)需要,特別是施工質(zhì)量很難得到保障。

黃土地區(qū)深埋大直徑鋼波紋管涵施工重點(diǎn)難點(diǎn)

1）黃土普遍具有“多孔疏松、遇水濕限”的鮮明特征，而波紋管涵在長(zhǎng)期使用過(guò)程中不可避免會(huì)有滲水情況發(fā)生,所以鋼波紋管涵的地基處理是其施工的重點(diǎn)難點(diǎn)之一;
2）大直徑鋼波紋管涵楔形部位面積較大,但空間狹小，各種壓實(shí)設(shè)備很難發(fā)揮效能,壓實(shí)度往往不足,易造成后期沉降過(guò)大;
3）深埋大直徑鋼波紋管涵上覆土較厚,對(duì)管涵壓力較大,施工階段如果管涵兩側(cè)土體不能提供足夠抗力,管涵容易壓扁變形,造成較為嚴(yán)重后果。針對(duì)黃土地區(qū)深埋大直徑鋼波紋管涵施工的重點(diǎn)難點(diǎn),國(guó)道310三門峽西至豫陜界段南移新建工程深埋大直徑波紋管涵施工中,以綠色施工、質(zhì)量可靠為著眼點(diǎn)，根據(jù)濕陷性黃土的特性,從基底處理、兩側(cè)及頂部回填控制、管涵變形控制、充分發(fā)揮側(cè)向抗力等方面入手,保障大直徑深埋鋼波紋管涵施工質(zhì)量。

黃土地區(qū)深埋大直徑鋼波紋管涵施工關(guān)鍵技術(shù)

基坑放樣及開(kāi)挖

根據(jù)設(shè)計(jì)提供的中心樁號(hào)及夾角﹑涵洞基礎(chǔ)長(zhǎng)度等數(shù)據(jù),采用全站儀進(jìn)行實(shí)地放樣,并用石灰撒線。準(zhǔn)確放樣測(cè)量基礎(chǔ)平臺(tái)位置和軸線,對(duì)平面、流水面、進(jìn)出口的高程進(jìn)行復(fù)核。

基于濕陷性黃土的特性,開(kāi)挖前在基坑頂緣四周適當(dāng)距離設(shè)置截水溝,防止地表水流入基坑內(nèi),并做好降雨坑底防護(hù)預(yù)案。

在基坑開(kāi)挖時(shí),考慮到鋼波紋管涵安裝及周圍的回填密實(shí)問(wèn)題,基坑開(kāi)挖應(yīng)以擬建的鋼波紋管涵3倍寬度為宜，至少應(yīng)確?？鐝揭酝?.5 m以上的作業(yè)空間。

基礎(chǔ)處理及墊層操作

黃土地區(qū)深埋大直徑鋼波紋管涵大多為半填半挖地基，在施工中可通過(guò)逐層碾壓、分層夯實(shí)、強(qiáng)夯等,消除黃土的濕陷性，并確保填土部分的壓實(shí)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求，防止出現(xiàn)不均勻沉降;對(duì)于高陡坡,采用“放臺(tái)階”難度較大的半填半挖區(qū)域,在實(shí)踐中采用竹筋格柵加土工格室相結(jié)合的辦法，較好的解決了填方滑移的問(wèn)題。

基于黃土的濕陷性和取材的方便性,基坑開(kāi)挖后,在滿足設(shè)計(jì)要求的承載力基礎(chǔ)上,建議基底回填不小于50 cm的3:7的石灰土,其上再回填厚度30cm~80cm的砂礫墊層。砂礫墊層由透水性好、粒度分布良好的砂礫或碎石土成形，材料的密實(shí)度要達(dá)到設(shè)計(jì)要求，最大粒徑不得超過(guò)鋼波紋管波長(zhǎng)的112且不大于50mm。與波紋鋼板接觸部分要鋪設(shè)厚度10 cm~15 cm的粗砂墊層，其最大粒徑不大于12mm。墊層的壓實(shí)度不應(yīng)小于96%。

根據(jù)地基土可能出現(xiàn)的下沉量、涵底縱坡和填土高度等，在基礎(chǔ)上預(yù)留管長(zhǎng)的0.5% ~1% 的預(yù)拱度,以確保管道中部不出現(xiàn)凹陷或滑坡,沉降量大、填土厚者取大值，但管涵中心的高程應(yīng)不高于進(jìn)水口的高程。在半填半挖的填方區(qū)，為在使用過(guò)程中管涵受力均勻,應(yīng)結(jié)合填方高度和沉降預(yù)估,適當(dāng)提升高填方區(qū)標(biāo)高，但出水口的高程應(yīng)不高于管涵中心高程。