高速公路钢波形涵管施工指南1021.docx
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高速公路钢波形涵管施工指南1021
高速公路波形钢板涵洞
施工指南
湖南省交通科学研究院
二0一四年十月
钢波形涵管施工指南
1、基础部分
1.1、基坑开挖宽度宜为波形钢管涵直径的三倍，如因地形限制，涵管两侧净空也不应小于3m以利于涵管组装和涵周的回填土的施工及压实。
1.2、由于波形钢管涵是柔性结构，因此涵管全长范围内的地基应保持均匀的承载力。
避免软弱基和岩基交叉的情况，否则，软弱地基要用优质砂石及砾石压实成形，岩石地基挖掘后用沙砾重新换填，厚度不小于30cm。
1.3、涵管基础厚度30-80cm左右为宜，用透水性好，粒度分布良好的沙质土或沙砾或碎石土成形，密实度达到设计要求。
材料的最大粒径不得超过波长的1/2或不大于50mm。
1.4、与波形钢板接触部分要铺设厚度20cm的粗砂垫层，其最大粒径不12mm。
1.5、埋设于一般土质地基上的波形管，经过一段时间后，常会产生一定的下沉，且管道中部的沉降大于两端。
因此，铺设于路堤下的波形钢管涵的管身要在基础上设置预拱度。
其大小根据地基土可能出现的下沉量，涵底纵坡和填土高度等因素综合考虑，通常可为管长的0.3%～1%，以确保管道中部不出现凹现或滑坡。
地基预拱度示意图
2、两侧及顶部回填
2.1、波形钢管涵在填土之前，在波形涵管的侧面每20-30cm高度作出填高标示，以便确定每层的压实程度及状态。
2.2、波形钢管涵的楔形部密实非常重要，回填料采用粗砂，含水量比正常大3%左右，单孔及多孔管涵的楔形部可采用截面15*15cm的木夯捣实，单次冲击力要达到9Kg；或可以用“粗砂”水密法振捣器密实；或用流态粉煤灰及轻型混凝土浇注到楔形部。
2.3、两侧填土压实可用12-20T的压路机压实，靠近管体30cm范围采用用小型夯实机械夯实，多孔间的两侧回填可采用小型夯实机械夯实，但一定要满足台背回填压实度的要求。
靠进管体周围0.5米范围内，不允许有大于50mm的石块等硬物。
小型夯实机械夯实
20T的压路机压实压路机顶部压实
2.4、压实后压实厚度每层应在20-30cm以下，压实要求要满足设计要求。
2.5、与回填土相接触的堆土或挖土的斜坡面应处理成锯齿或阶梯状并压实，松软部分在填土前应处理。
2.6、波形钢管涵两侧回填应同时进行，压实落差应小于30cm，对于有端部挡墙的涵洞，从两端向结构的中心进行回填；对于没有端部挡墙的涵洞，从结构的中心向两端进行回填。
如果因偏土压造成波形钢管涵变形时，应修正截面形象后重新压实。
2.7、上部压实时，从顶部到最小填土高度范围内，应比照各规格波形涵管最小填土高度要求施工。
2.7.1跨径小于3m时，最小填土厚度不小于50cm，涵管上方当回填土厚度超过30cm后，采用YZ20压路机静压，填土厚度超过50cm后，采用YZ20压路机振压，压实度不小于96%。
2.7.2跨径大于等于3m时，最小填土厚度为80-150cm，涵管上方当回填厚度小于50cm时采用手扶振动压路机压实或采用小于6t的静碾压路机压实，压实度不小于96％；当涵管顶填土大于50cm后，方可采用YZ12压路机施工，每层厚度20cm，压实度大于等于96％；填土厚度超过80cm后，采用YZ20压路机振压，压实度不小于96%。
2.8、波形涵管回填没达到最小填土高度时，严禁一切重型车辆通行。
2.9、波形钢管涵洞顶部及周围20米范围内，不允许强夯。
3、各种土质地基的处理方法
3.1、优质土地基
未经筛分的砂，碎石，砂砾土以及砂质土都是比较理想的地基材料，但需清除10cm以上的石块等硬物。
3.2、一般性土质地基
承载能力不太高的普通地基，需设一定厚度的基础。
但是，若将涵管底基槽原状土经严格夯实（其夯实度到重型击实密实度的90%以上）以后，也可直接将波形管置于地基上。
3.3、岩石地基
波形管不能直接置于岩石或混凝土基床上，因过于刚性的支承，不但会降低管壁本身所具有的良好柔性，而且还会减小涵管的承载能力。
所以对岩石地基应挖掉一部分软岩，换填上一层优质土，一般换填厚度不小于30cm为宜，并认真夯实。
开挖软岩沟槽，不能使用烈性炸药和放深孔炮，以避免将过多的外层被炸松散。
岩石风化层地基不能作为基础，需换填上3D宽度的优质土。
3.4、软土地基
当涵管处于软土地基上时，需对软土路基进行处理，涵洞地基处理方法同该路段的路基处理方法，然后在其上填一层大于30cm厚的优质砂砾垫层。
3.5、湿陷性黄土地基
因湿陷性黄土的土质具有特殊性，基坑开挖后，基底回填不小于50cm的片石混凝土（或3：
7的白灰土），在其上回填厚度30-80cm的优质砂砾垫层。
3.6、淤泥河道地基
处于常年流水的河道，往往淤泥不能承受承载能力，一般处理为采用抛石的方法，抛石厚度约为1.5-3m,让其稳定后，采用压实机械压实，在其铺设不小于30cm的沙砾垫层。
如河道沉积为沙石材料，压实后可直接铺设波形管涵。
注：
因波形钢管涵基础一般为柔性基础，涵洞基底的沉降和两侧路基的沉降是一致的，所以在道路项目建设中不必单独对波形管的基底进行处理，在软土区等地质条件不太好的路段，基本原则是路基怎样处理，涵洞基底也怎样处理。
基础基坑实测项目
项目
规定值或允许偏差
检查方法和频率
权值
压实
层厚和碾压遍数符合要求
查施工记录
3
高程（mm）
+10，-20
水准仪:
每10m测4断面
2
中线偏位（mm）
50
全站仪:
每10m测2点
2
宽度（mm）
不小于设计
米尺:
每20m测4处
2
平整度（mm）
20
3m直尺:
每20m测2处
2
垫层实测项目
项目
规定值或允许偏差
检查方法和频率
权值
垫层厚度
不小于设计
尺量：
每20m检查4处
3
垫层宽度
不小于设计
尺量：
每20m检查4处
2
压实度（%）
90
密实法：
每20m检查4处
2
4、多孔钢波形管间的横向间距
多孔钢波形管或跨度大于1.20m的管拱，相邻两管（拱）间应有足够的填土宽度，使管（拱）间的填料易于压（夯）实。
国内钢筋混凝土圆管涵，当直径D≤2.0m时，净间距一般为0.25m。
关于波形管两管间净间距e如表所示。
波形管两管间净间距（m）
波形管直径D
两管间净间距
D≤0.6
0.30
0.600.5D，但不大于1.0
D>2.0
1.0≤e≤3.0
5、钢波形管安装技术要求
5.1施工工艺流程：
施工前准备→施工放样→设置围堰→排水清淤→平整场地→基础分层回填→检测压实度、含水量等→水准测量→平整场地→施工放样→拼装管节（板片）→检测密水情况及管底纵坡→检测并涂刷防腐涂层→涵管就位→两侧分层回填→检测压实度、含水量等→管顶分层回填→检测压实度、含水量等→进出口处理。
5.2涵管安装前在基础顶部均匀铺设7-15cm的砂垫层，按图纸要求拼装钢波形管节或波形板。
5.3整装型钢波形管施工步骤
5.3.1施工前准备
5.3.1.1备齐按装工具：
梅花扳手、活口扳手、小撬棍、撬杠、手锤、凿子、螺丝刀（一字形）、千斤顶、绑丝1kg。
5.3.1.2备齐涵管安装所需配件：
螺丝及橡胶石棉垫。
5.3.1.3检测波形管各管节的长度、直径是否与该处涵洞相符合。
5.3.1.4设涵管安装指挥员一名，负责指挥起吊及施工人员现场操作。
5.3.2安装操作方法
5.3.2.1安装前工作：
检查涵管底部基础平整度、水平、标高；核对土建基准，确定涵洞位置、中心轴线、中点。
5.3.2.2连接安装波形管：
根据涵洞实际情况，排放涵管。
如果涵洞两侧进出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出水口的位置。
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，使其管子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相距3—5cm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2cm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。
5.3.2.3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1cm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，用绑丝把石棉垫绑在螺栓上固定，然后工人开始对称拧紧螺丝。
直至从外观看两法兰之间只有2—5mm的缝隙即可。
5.3.3.4管壁内外涂沥青：
乳化沥青或热沥青两道，从外观看管壁内外均匀的涂成了黑管即可。
一般沥青涂层的厚度要达到0.3-1mm。
5.3.3.5用千斤顶校正整道涵管，使其中心在所规定的中心线上。
5.4拼装型钢波形管安装步骤
5.4.1施工前准备
5.4.1.1备齐安装工具、起吊设备、套筒扳手、定制呆板、定扭电动扳手、定扭扳手、备足脚手、跳板；施工现场有电源。
5.4.2、安装操作方法
拼装型波形管根据截面形状的不同可分为闭合截面波形管和非闭合截面波形管（拱形等）。
5.4.2.1安装前工作：
闭合截面波形管检查波形钢板管涵底部平整度、水平、标高；核对土建基准，确定涵管的位置、中心轴线、中点。
非闭合截面波形管检查两侧混凝土立墙顶部的预埋件的位置、螺栓孔的间距；
5.4.2.2闭合截面波形管拼装底板：
以中心轴线，中点为基准，第一张波形板定位，以此为起点向两侧延伸，直至二端。
圆周向搭接长度为50mm，第二张板叠在（搭接部分）第一张板上面，对正连接孔。
螺栓由内向外插入孔位，对面套上垫圈旋上螺母，用套筒扳手预紧螺母。
非闭合截面波形管拼装侧板：
以混凝土立墙涵洞中心预埋件上螺栓孔基准，将第一张波形板定位，以此为起点向两侧延伸，直至二端。
5.4.2.3闭合截面波形管拼装环形圈由下向上顺次拼装；非闭合截面波形管拼装半环形圈由两侧向上顺次拼装。
搭接部分上板复盖下板，圆周向连接采用阶梯形，即上面二块板的连接叠缝与下面二块板的叠缝错位，连接孔对正后，用螺栓由内向外插入孔位，用套筒扳手预紧螺母。
5.4.2.4每米长度拼装成型后，要测定一次截面形状，达到标准再继续拼装，达不到标准应及时调整。
圆周向拼装到环形圈合拢时，测定截面形状，采用定位拉杆固定，调整预紧螺栓，拼装顶部第一块波形板。
5.4.2.5涵管拼装全部完成，用定扭汽动扳手，按预紧力扭矩270-410N.m紧固所有螺栓，依次序，不得遗漏，紧固后底螺栓用红漆标示。
所有螺栓（包括纵向和环向接缝）应在回填之前拧紧，保证波形的重叠部分紧密地嵌套在一起。
5.4.2.6为了保证达到螺栓扭矩的要求值，在回填之前随机抽取结构上纵向接缝上2%的螺栓，用定扭扳手进行抽检试验。
如果有任一试验值扭矩范围达不到要求，则应抽检纵向和环向接缝所有螺栓的5%。
如果上述试验90%以上满足要求，则认为安装是合格的。
否则应重新复核设计，以确定得到的扭矩值是否满足要求。
5.4.2.7钢波形板涵管外圈搭接处用预紧力扭矩符合要求后，可用专用密封材料密封，以防型板连接处渗水。
5.4．2.8闭合截面钢波形板涵管拼装完毕后，在管外壁均匀涂刷两遍沥青，管内壁1/2管径以下范围内均匀涂刷两遍沥青；非闭合截面波形管在内外管壁均匀涂刷两遍沥青。
沥青可为热沥青或乳化沥青或其他防腐涂料。
一般沥青涂层的厚度要达到0.3-1mm。
5.5截面变形测量
5.5.1波形钢管涵在刚刚组装完毕之后；回填过程中；刚刚施工完毕后都要测量截面的形状。
5.5.2组装完毕后在开始回填前的截面大小不超过设计的±1%，如超出，应重新校正组装。
5.5.3从回填开始到涵顶填土结束，在各层的密实结束之后马上测量钢波形管截面大小（测量不同位置三处以上），填土完毕后构造物的最终允许变形范围-1%D如截面变形量超过变形范围时，应立即终止施工查明原因，采取措施将变形量控制在标准范围内。
6、大孔径金属波纹涵管的洞口和管体结合部的处理措施
直径大于3米的波纹管涵的两端洞口为垂直浆砌片石挡墙时，由于在填土过程中挡墙和管体连接处容易产生裂缝，为了防止裂缝的出现，一般选用如下措施：
1、设计时，将上下游挡墙采用特殊处理，挡墙和管体的连接部增加一道钢筋砼圈梁包圈，管体两端接出长度20-40cm直径20mm的锚固筋和钢筋砼圈梁中钢筋连接。
剖面图中圈梁的宽度为80cm，立面图中圈梁的形状和片石挡墙的形状一致，箍筋（径向）间距20cm，采用Φ16，通常钢筋采用φ10，间距20cm。
圈梁外可采用浆砌片石挡墙。
这样就限制了洞口处波纹管的变形。
2、基础做好后，上下游的片石砌筑高度和沙砾基础上顶面标高一致即可，开始拼装波纹管，在管体安装就位完毕后，可以采取不砌筑端墙，而将波纹管的填土填至路顶面标高十五日后再砌筑端墙。
也就是波纹管终止了管壁的变形后。
3、波纹管安装就位完毕后，可以将两端端墙砌至与波纹管管顶一平就不再砌筑，波纹管管顶部未砌筑的部分片石可以排列两排沙土袋来挡土，等到波纹管管顶填土填至路基最大设计标高十五日后再将沙袋清理掉砌筑上下游的端墙。
7、金属波纹板通道内回填路面构造
选用金属波纹板通道，即要满足管顶的通车要求，又能保证通道内通车的需求。
具体做法如下：
1、在管内底部回填一定厚度的沙砾，密实度达到95%以上。
2、在其上浇注一层25cm的混凝土。
3、混凝土和管体两侧接触部留2cm的变形缝，用热沥青浇注缝隙。
4、混凝土路面长度方向每6米设一道变形缝。
5、通道内混凝土路面两侧设路缘石（截面30cm*25cm），
8、其它要求
8.1、钢波形管组装完毕后，为防止波形钢板板缝和螺栓孔处渗水，在钢板连接处和螺栓孔处采用专用密封材料密封，填土前应将管壁涂刷沥青防水层。
8.2、如受水位升高等浮力影响，致使管上浮，应采取锚固设施防止管在回填中上浮。
8.3、如施工环境对波形钢管涵有腐蚀，应采取增加管壁厚度或增涂保护膜等措施。
8.4、管径大于3米的钢波形管，如钢波形管两端洞口为一字墙形式，应将洞口采用钢筋混凝土加强。
8.5如波形管涵的涵底纵坡大于5%，应采用必要的防滑移措施。
9、钢波形管施工顺序
9.1整装金属波形管施工过程
基础开挖基础回填
沙砾基础接缝处理
涵管连接管涵涂沥青
楔形部回填两侧回填
两侧碾压压实度检测
管顶回填管顶碾压
9.2拼装波形管施工过程
基础长度向拼装
拼装过程检测接缝密封
楔形部回填斜向夯实
管侧夯实回填洒水
检测压实度顶部压实
10、钢波纹管涵施工现场质量检测
项目
允许误差
检查方法和频率
权值
标准
管径
拼装管
（按中径）
标准管径的
±2%
尺量；每延5米测一个断面
3
波距
±3mm
钢直尺；每5m抽查4处
1
波高
±3mm
钢直尺；每5m抽查4处
1
螺栓紧固力矩
≥300N·m
力矩扳手；每5m抽查8处
2
涵长
-10cm+20cm
尺量；4个位置
3
通道轴线
±10cm
全站仪；每5m测2点
2
管壁厚
标准厚度的+5%；-0%
厚度尺；每5m抽查4处
1
镀锌层的平均厚度
每平米≥600克
1
管道密封
密封胶涂抹均匀，无漏涂
目测
2
沥青涂层厚度
0.2mm
涂层检测仪；每米1处
1
注：
1、拼装型波纹管的密封胶涂抹位置：
板缝内外全涂，螺栓全涂，涂抹要均匀，严禁漏涂。
2、沥青涂层波纹管外管壁全涂，如无法测量涂层厚度可采用目测的方法，从外观看管壁均匀涂成了黑管即可。
湖南省交通科学研究院
2014年10月
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