钢波纹管涵洞病害及防治措施

钢波纹管涵洞病害及防治措施

刘善用

【摘要】结合工程实例对钢波纹管涵存在的主要病害,分析病害成因,从设计、施工方面提出钢波纹管涵病害防治措施.

【期刊名称】《青海交通科技》

【年(卷),期】2011(000)005

【总页数】2页(P24-25)

【关键词】道路工程;钢波纹管涵;病害;防治措施

【作者】刘善用

【作者单位】青海省公路科研勘测设计院,西宁810008

【正文语种】中文

金属钢波纹管涵是一种柔性结构，具有较大的抗变形、抗沉降、地基承载力要求低、施工工期短，特别适用于软土、膨胀土、多年冻土地区诸多优点。目前我省在国道214线、省道308线等公路建设中得到广泛应用，取得了良好的经济和社会效益。

1 钢波纹管涵的主要病害

通过在省道某公路290道钢波纹管涵病害调查中发现，钢波纹管涵主要病害有：（1）钢波纹管涵管身出现裂缝或变形；

（2）钢波纹管涵管节接缝处出现漏水或错台；

（3）个别钢波纹管涵涵身破损；

（4）涵洞不均匀沉降，造成涵洞内积水；

（5）本路段所有钢波纹管涵洞口均采用与路基边坡同坡率的斜上开口形式，坡面采用干砌片石砌筑，坡面干砌片石开裂损害严重；

（6）涵洞涵底纵坡较缓，涵内淤积或淤冰现象严重；

（7）涵洞进、出水口排水不畅。

2 钢波纹管涵病害产生的原因

结合钢波纹管涵特点和现场调查发现，造成上述病害的主要原因是：

（1）设计和施工中对钢波纹管涵壁厚、波距、波高等参数选择不当。本项目所有钢波纹管涵在填土高度不同情况下，所有钢波纹管涵管身壁厚选用均相同，致使后期出现管体裂缝或变形。

（2）设计和施工中对软地基处理方法不当。对涵洞软地基的处理容易出现两种错误：一种情况是由于没有考虑涵洞顶部的附加应力影响，计算得到的设计地基承载力偏小，对软弱地基处理深度不足、范围较小；另一种情况是过多地考虑地基沉降变形的影响，设计过于保守，对地基进行一些加固措施，虽然提高了地基承载力但也会导致整个涵洞结构体系刚度增大，使涵顶土体沉降变形量更加小于涵洞两侧土体的沉降变形量，致使涵洞管体出现错台、横向不均匀沉降等病害。

（3）设计时对涵洞进口形式选择和处理欠佳。本路段所有钢波纹管涵洞进口均采用与路基边坡同坡率的斜上开口形式，坡面采用干砌片石砌筑。这种方法虽然能较好的保证管体适应变形能力，但由于波纹管管口进水较盖板涵困难，在没有防护和防冲刷隔水墙时，很容易造成干砌片石在水流冲刷、冬季结冰情况下出现严重的破损与剥落，致使管体出现悬空或涵洞进水困难等问题。

（4）设计和施工中对涵洞涵底纵坡、进出口处理不当。波纹管涵与盖板涵相比，在进水、涵底糙率方面都存在较大差异，如在设计中不能选择合理的涵底纵坡，施工时不能适当开挖进、出口外地面与涵洞进出口顺接，很容易造成涵底淤积或涵洞

无法发挥排水功能。

3 钢波纹管涵病害防治措施

（1）设计方面需注意事项

①加强钢波纹管涵涵址处的地质勘察工作。虽然钢波纹管涵对地基承载力要求较盖板涵低，但不应放松对钢波纹管涵涵址处的地质勘察工作，可采用挖探或钻探方式，探明涵址处地质情况，采取合理可靠的基础处理措施。

②根据外业调查拟定合理的孔径，地面线测量要准确。合理的孔径与准确的地面线，是保证涵洞顺利宣泄洪水的根本，也是保证涵洞安全以及路基安全的根本。

③内业设计时应根据各涵洞不同的填土高度选择合理的钢波纹管壁厚、波距、波高等参数。目前我国尚未有钢波纹管涵设计与施工方面的相关规范或技术标准。设计人员在设计钢波纹管涵时，应结合多家钢波纹管生产单位技术资料及设计计算数据，合理选择壁厚、波距、波高等参数，以期达到适用、安全、经济的目的。

④根据涵址处地形，选择合理的进、出口形式。结合本项目个别涵洞的进、出口形式以及钢筋混凝土圆管涵使用情况，建议钢波纹管涵进、出口采用一字墙接八字墙或锥坡形式为宜，为保证钢波纹管有足够的变形能力，可在管口周围包裹2～4cm 厚的弹性防水橡胶（或沥青麻絮）密封材料；对于多年冻土路段，涵洞进出口可采用直管或直管延长式，配以边坡防护。

⑤为减少涵底淤积或淤冰，建议钢波纹管涵涵底纵坡采用1%～5%.钢波纹管管底

较粗糙，当涵底纵坡较为缓时容易造成流水不畅或淤积；当地面横坡较陡时，建议下挖，在进、出口设置急流坡或其它附属设施。

（2）施工方面需注意事项

①钢波纹管涵宜选择在暖季施工，最低温度高于零度。结合我省气候特点，建议钢波纹管涵施工季节控制在6～9月份为宜。

②施工钢波纹管涵时，建议采用开槽法施工。槽宽度不应小于管径＋40cm，同时

也不应小于1.5倍管径＋30cm，以保证足够的空间供安装和回填压实。

③由于钢波纹管材料均为金属，且壁厚较薄，防腐处理的好坏将直接关系到钢波纹管涵的使用寿命。建议施工单位、监理单位在波纹管出厂前对波纹管的防腐处理进行检测；在施工中对出现局部的防腐涂层存在缺陷或遭到破坏时，应根据具体情况采取一定的补救措施。另外，建议施工单位在钢波纹管安装前在管壁内外增涂含有石棉纤维的厚沥青，或涂刷两遍沥青和煤油的拌和物，以加强防腐作用。

④重视对涵址处的地基处理。地基承载力将直接影响到后期涵洞的使用，为防止病害的发生，应结合软弱地基的土质特点采用换填、强夯、灰土挤密桩等特殊地基处理方案。

⑤加大钢波纹管装卸、运输、组装的监管力度。波纹管涵节在装卸、运输、堆放时均应小心，切忌滚动、碰撞硬物，更不得随意敲打。钢波纹管组装时，监理应在现场监理，并检查橡胶密封圈或石棉密封条是否密封严实，螺栓有无漏装现象。

⑥施工中应选择理想的管侧填土材料及填筑工艺。砾类土、砂类土是回填的理想材料，如无该类材料也可以用碎石或砾、卵石与细粒土的混合料，严格控制粗粒料的尺寸（不大于8cm）和含量（大于70%）。严禁采用盐渍土填筑。对于多年冻土地区，涵洞周围2 m范围内均应采用级配砂砾材料填筑。管侧填土时，应在管两侧保持对称且均衡进行。填土应分层摊铺，采用小型振动夯逐层压实，每层压实厚度以20cm为宜，压实度应大于95%，且与该处路基的压实度一致。在压实过程中，随时观测管体是否有变形，以便及时调整填筑方式或压实方式。

另外，若钢波纹管涵涵顶最小填土厚度没有达到设计的最小值时，应禁止一切机动车辆通行。当管顶填土厚度达到设计的最小值后，仍应禁止振动压路机或重型夯锤在涵顶作业，以免损坏波纹管。

4 结语

由于我省特殊地理环境和气候，钢波纹管涵在玉树、果洛等多年冻土地区仍有很好