钢波纹管涵、板通基本介绍

• 产品技术参数：整装型1（直径0.5-1.2m)波距125mm,波高25mm.
•
整装型2 (直径1.5-2.5m)波距200mm,波高55mm.
•
拼装型(直径2.0-8.0m)波距200mm,波高55mm.
• 波纹管涵与钢筋混凝土构造物相比，具有重量轻，便于运输存放，施工工艺
简单，组装快速，工期短等优点 。
--拼装波纹管 波形参数：直径2.0-8.0m 时，波距及波高200*55m m ； 标准跨径: 2m 3m 4m 5m 6m 7m 8m (采用片状拼装,板片间搭接螺栓连接而成)
• 涵洞水力计算及孔径断面形状的选用 • 材料设计与要求： • 防腐蚀设计：产品表面热浸镀锌，施工现场增涂沥青。 • 进出水口及连接设计 • 基础及回填设计 • 管内通道路面设计
防腐机理
对于波纹管涵洞，其外侧主要为土壤腐蚀，内侧主要为水腐蚀和大气 腐蚀。
土壤的腐蚀机理处于通常水分状况下的我国各类土壤，大多属于强腐 蚀与中等腐蚀的范围。
大气环境中的腐蚀（海洋、工业、城市、农村）。 波纹管涵洞的磨蚀：
非磨蚀: (水平1) 没有砂石推移物质，各种速度或雨水管； 低磨蚀:(水平 2) 有砂和砾石推移物质，速度小于等于1.6m / s； 中等磨蚀:(水平 3) 有砂和砾石推移物质，速度在1.6～5.0m / s之间； 严重磨蚀:(水平 4) 严重的砾石和岩石推移，速度超过5.0m / s。
钢波纹管涵、板通道 施工及其应用
河北易德利橡胶制品有限责任公司
汇报编制：侯冀东 2010年8月
提纲
• 概述 • 设计概要 • 产品构造 • 国内外应用 • 防腐机理 • 应用地形条件 • 优化使用方案 • 施工技术要求
基础要求 管体楔形部回填要求 管体两侧回填要求 施工过程示意图 防止端墙开裂的措施 波纹板通道内回填路面构造
设计概要
洞口构造形式： – 八字式、端墙式、锥坡式、直墙式、扭坡式、平头式、走廊式、流线 型…
• 常用：八字式、端墙式、走廊式、平头式
a）八字式； b）端墙式； c）锥坡式； d）直墙式; e）扭坡式； f）平头式； g）走廊式； h）流线型式
产品构造
• 整体管产品构造
产品构造
拼装管产品构造1
• 拼装波纹管涵施工过程 • 典型案例
概述
• 波纹管涵是将2.0-8.0mm薄钢板板面压成波纹后，制成管节或板片，可以增
加其刚度和管轴压力的抵抗强度，用此修建成的涵洞称为波纹管涵或板通道。
• 钢板材质：SS400（Q235）热板。
• 热浸镀锌处理（平均厚度≥84微米，<600g/m2>. 施工时增涂沥青.)
防腐机理
•
镀锌的特性
经过热浸镀锌处理的钢材具备如下特性。
•
抗腐蚀性能优良
钢板表面形成了细密的镀锌保护层，因此抗腐蚀性能优异。
•
防腐蚀作用
锌的标准电位比钢材低，即使因磕碰部分钢板裸露于表面，周围的锌也可以
起到保护作用。
•
基板的特性不变
基板本身的机械性能几乎不会产生变化，可以按最初设计使用钢材。
•
附着性优秀
• 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。
• 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。
• 拼装管产品构造2 • 拼装管产品构造3
产品选择原则
• 订购产品时，生产厂家在国内应具备批量生产能力，并在
国内做过大型项目，取得一定的检测证书。
国内外应用
• 英国、美国、加拿大、韩国、日本、西欧
等国应用比中国早100多年，且应用跨径大， 国外最大单孔跨径目前做到24米。国内自 主研发目前作到7.4米（拱形）；圆形管作 为涵洞使用作到7米；作为渗水井使用作到 12米。
• 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纹管涵。
施工技术要求
管体楔形部回填要求
• 管底两侧楔形部位处的填筑可采用5种方案： • 1、采用粗沙“水密法”振荡器密实。 • 2、采用级配良好的天然砂砾（含水量要求比最佳含水量
施工技术要求
基础要求
• 钢波纹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 波纹管的基底进行处理，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。
• 基坑开挖应以拟建的钢波纹管涵为三倍于钢波纹管涵的宽
度为宜。如因工地过小不得以时至少应确保跨径以外1.2m 以上的作业空间。这样即方便组装，又利于钢波纹管涵周 围的回填及密实。
纯镀锌表层下的锌与钢板上表面形成锌铁合金层紧紧附着于基板上，不会因
一般性的冲击、摩擦等导致剥落。在前处理不完善时不会形成镀锌层，用肉
眼即可判断，可信度高。
•
耐久时间计算
防腐机理
• 国内钢波纹管涵出厂时，管节及板片均经过热浸镀锌处理，其镀锌层
的平均厚度大于84µm，在没有盐碱水或有害工业废水常期浸泡的情 况下，其镀锌层即可防止锈蚀，使用年限可以达到60-80年（参考： 李祝龙主编的《钢波纹管涵洞设计与施工技术》），根据调查，一般 未镀锌铁管管壁每年蚀耗厚度为0.01-0.03mm(出处:《公路桥涵施工 手册下册》中波纹涵管的防锈处理2000年出版、公路一局主编)。目 前国内管涵在出厂前，都比国外管涵做的较保守，比正常使用情况下 管壁厚度增加0.5mm，可增加25-50年的使用寿命，此外管涵运至施 工现场后，工地现场涂涮两遍沥青，其沥青涂层厚度达到0.4mm0.5mm，其使用年限可增加5-15年（参考：李祝龙主编的《钢波纹管 涵洞设计与施工技术》），并且根据国内车辆超载运输的实际情况， 厂家对波纹管涵的技术参数进行了调整(波距﹑波深﹑壁厚)，增加了 波纹管涵在国内的使用保险系数（结构计算由上海市政设计总院提 供）。 因此钢波纹管涵在国内的使用寿命完全能够达到或超过100年。
• 3、在煤矿采空区修建的公路，由于地下采空可造成地面不同程度的下降，产生不均匀
沉降，对一般水泥构造物产生不同程度的破坏，钢波纹管涵是一种柔性结构，波纹管 在结构上具有横向补偿位移的优良特性，可充分发挥钢材抗拉性能强，变形性能优越 的特点，具有较大的抗变形和抗沉降能力.
• 4、在地基承载力较低的情况下无须对地基特殊处理，只要换填一定厚度的沙砾片石垫
• 基础的厚度从钢波纹管涵的底部算起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。
• 与波纹钢板接触部分要铺设厚度7-15cm的粗砂垫层，其
最大粒径为12mm。
施工技术要求
基础要求 基础顶面预留0.3-1‰的预拱度 ，埋设于一般土质地基上的波纹管，经过
金属结构在百度文库溶液中的腐蚀（淡水、海水）。
防腐机理
钢波纹管涵洞的防腐蚀研究－使用寿命调查
1978 年，美国钢铁学会AI SI 研究表明钢波纹管应用于雨水管时，81道保持良 好状况，其使用时间为6 5 年； 1986 年，美国钢波纹管协会N CSP A与美国钢铁学会AI SI 合作，对钢波 纹管排水管道进行研究，使用时间7 4 年，结果表明涂装后的钢波纹管系列在 一些土和水环境下可提供近100 年的寿命。 1 9 9 3 年，英国哥伦比亚2 1 个结构板和有镀锌保护层的内壁，安装时间 全部超过 20年，试验估计除2个结构外，服务寿命超过 100 年。 国外最新研究报告书得出结论：钢波纹管涵洞平均寿命的期望值为81 年。
• 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，也可直接将波纹管置于地 基上。
• 3、岩石地基 • 波纹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。
大2%左右），人工用木棒在管身外向内侧进行夯实，木 棒为截面15cm*15cm，单次冲击力要达到9kg/次，木棒 作用点必须紧贴管身，每个凹槽部位都必须夯实到位。
• 3、采用液态粉煤灰回填。 • 4、采用轻型混凝土回填。 • 5、最大粒径不超过3cm的级配碎石回填。然后用小型夯
层。
• 5、有些地区阵发性暴雨比较多，对桥涵构造物容易造成破坏，而混凝土构造物冲毁后
不能被再次利用，必须修建新的涵洞，造成断交，重新修建，增加了施工费用，施工 时间长，而波纹管水毁后可重复利用。
• 6、旧涵快修工程 • 由于有些地区不均匀沉降对涵洞产生不同程度的破坏，如石拱涵，在高填方地段挖出
重新修复工期长，断交或者修便道均增加费用，内套水泥圆管不好施工，圆管涵与旧 拱涵中间填充水泥砂浆困难。采用波纹涵管可在涵洞外连接好后推进，连接处无缝 隙；在管侧开孔，以便填充片石和喷筑砂浆增加管涵和原涵洞的整体性；另外波纹涵 管管体轻，便于施工；在施工中边推进边清理地基，保证施工人员的安全。
一段时间后，常会产生一定的下沉，而且往往是管道中部大于两端。 因此，铺设于路堤下的波纹管的管身要设置预留拱度。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%，最大不宜大于2%，以确保管道中部不出现 凹现或滑坡。如（图）
施工技术要求
• 钢波纹管涵涵底纵坡
钢波纹管涵涵底纵坡最大应控制在20%之内，涵底纵坡大于7%之后，应在两端洞口端墙处 采用钢筋混凝土加强，防止滑移。目前工程应用中最大已作到了16%（山西古岚公 路）。
施工技术要求
基础要求 （各种土质地基的处理方法） 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。
• 波纹管涵是一种柔性结构，具有一定的抗震能力、而且能适应较大的沉降与
变形。它建成后与周围土体形成一种组合结构，共同受力，波纹管涵楔形部
及两侧的回填土很关键，如果回填不密实或有楔形部中空或局部有大石块直
接作用于管体，将出现局部有较大变形或局部有凸起，存在安全隐患，严重
的可能会造成质量事故，所以波纹管涵两侧及楔形部的回填土在施工中要严
• 7、傍山险路无便道时，使用波纹管可分幅施工，保证提前通车时间。 • 8、浅填土时，可应用波纹管涵施工。由于填土浅，水泥圆管涵在施工过程中容易出现
裂缝，波纹管是一种柔性结构，能适应变形和重载车辆通行的要求。
• 9、代替小桥采用波纹管多孔使用。 • 10、两条道路立体十字相交时，可采用钢波纹板通道。
应用地形条件
• 山岭重丘区 • 软土区 • 湿陷性黄土区 • 煤矿采空区 • 高寒冻土区 • 高、浅填土区 • 沼泽地带
优化使用方案
• 1、山岭重丘区冲沟采用波纹管可替代桥涵，施工速度快，节省造价。 • 2、山区高填土时可使用波纹管施工。在高填方公路施工中，由于建材运输，现场往沟
底的倒卸等困难以及无法修建临时便道可利用波纹涵管半幅施工`安装速度快`施工工 期短等特点，同时也可避免由于回填造成的不均匀沉降等问题。
格控制。
设计概要
• 国内研究钢波纹管涵的科研机构及专家们参考国外产品构造及使用情况，针对国内超
载车辆现状，对现有的直径1.0-6.0m的波纹管进行了力学验算，不同的管径，不同的 壁厚，不同的覆土厚度情况下，在理论与实践的基础上编制了产品填土高度对照表。
• 设计内容简要
--整装波纹涵管 波形参数：直径0.5-1.25m 时，波距及波高125*25m m ；直径1.5-2.5m 时，波距及 波高200*55m m ； 标准跨径：0.5m .075m 1.0m 1.25m 1.5m 2.0m 2.5m (管状结构,采用法兰上下 或轴向螺栓连接而成)