1 钢波纹管涵应用工程实例

广东省某山区高速公路2 U 形沟谷路段，原施工图设计采用高架桥跨越，但在实施阶段，由于征地 ** 等原因导致施工进度滞后。为了加快施工进度，将两座高架桥改为填充路基，并设置涵洞，以满足过人和过水的需要。由于涵**填料较高，有两种替代涵洞方案：拱形涵洞和钢波纹管涵洞。经比较，两个填充路段均设置钢波纹管涵。

2 高填土时钢波纹管涵与拱涵的比较

目前，钢筋混凝土拱涵广泛应用于高填方路段涵洞的形式，具有钢量少、结构坚固、自重、**载潜力大、使用寿命长等优点。但也存在砌体量大、劳动力占用大、工期长、基础承载能力要求高等不利因素。与钢筋混凝土拱涵相比，钢波纹管涵具有以下优点：

（1）对基础的要求较低。由于钢波纹管涵为柔性结构，其基础一般为柔性基础，涵洞基础沉降和两侧路基沉降均匀，因此在涵洞中不需要对钢波纹管基础进行特殊处理，基本原则是如何处理路基，如何处理涵洞基础。钢筋混凝土拱涵对基础承载力要求较高，涵**填筑高度大于12m拱涵通常需要达到基础承载力500kPa以上。南方软土分布广泛，基础承载力通常不符合设置拱涵的要求。需要采用强基础处理方案来提高基础承载力，处理后可能无法避免不均匀沉降，导致拱涵开裂。

(2)施工方便。钢波纹管的生产、管体组装和土木工程可以同时实施，大大缩短了施工周期。钢波纹管的重量仅为水泥制品的10%～20%的现场吊装和组装通常只需要20%～3周内，参与者和机械较少。钢筋混凝土拱涵施工通常需要几个月的时间，这需要大量的人力和物力资源。同时，缩短工期也可以使项目的早期交付和使用，减少施工引起的民怨。

（3）更经济。通过计算和比较，本文所列钢波纹管涵的平均每延米成本约为同一规格拱涵的3000元，而高填方的路段往往涵洞较长。因此，钢波纹管涵的使用可以节省更多的成本。考虑到钢波纹管涵的施工方便和基础处理可能节省的成本，其经济性更为可观。

(4)环保低碳，减少或根本放弃水泥、砂石等常规建筑材料的使用，有利于环保，具有深远的环保意义。截至2010年底，国内粗钢产量已达6亿t，占**产量的45%．5%。钢铁产量的增长为我国钢结构建设的发展创造了良好的机遇。

3 南方高填土钢波纹管涵设计经验

（1）南方雨水丰富，地下水丰富，软土分布广泛。对钢波纹管涵的整体稳定性和防水性尤为重要。基础应保持整个钢波纹管涵的均匀承载力，避免弱基础与岩基交叉的基础。如果不可避免地是弱基础，则应使用高质量的砂和砾石进行压实，以尽量减少整个范围的变位量。基础厚度从钢波纹管涵底部计算为80cm较好用透水性好、粒度分布好的砾石或砾石形成。材料的较大粒径不得**过波长的1/2。钢波纹管涵盖平台背面应回填砾石或砾石，两侧应同时回填，压实落差应小于20cm。钢波纹管涵因偏压变形时，应修正截面变形后再次压实

（2）加强防腐防冲刷设计。南方地区地下水腐蚀程度不同，山区重丘地区地表水流湍急，季节性降雨冲刷严重。因此，应重点考虑钢波纹管涵的防腐防冲刷设计。在严格按照相关标准控制涵洞内外壁热镀锌层的基础上，可采取以下措施加强涵洞的防腐防冲刷能力:1)对于腐蚀和冲刷不严重的情况，可在钢波纹管内外壁增加2层热涂沥青层，每层厚度约1层．5mm，沥青涂抹需在回填之前进行。该措施也可增强涵洞的防水功能。2）对腐蚀及冲刷较为严重的场合，除在外壁增加2道热涂沥青层外，可考虑在管内壁包裹一层 C细石混凝土，更能增强涵洞被水流冲刷的能力，保证涵管壁的保护。C25细石混凝土体积配合比水泥∶砂子∶ 石子=1∶1．16∶2．93.加水混合均匀后，浇筑在管内壁一定高度的圆弧内，浇筑厚度**峰值3cm，抹平。细石混凝土附着力强，能满足水流和砂石的冲刷要求。此外，还可以考虑在管体内壁铺设复合水泥砂浆钢丝网保护层，较小厚度不小于5cm。但此法施工较为困难，不推荐采用。

（3）钢波纹管涵采用工厂标准化生产。通常，涵**填筑高度与钢管厚度、波高等参数规格有明确的对应关系。山区高速公路涵洞较长。如果涵**填筑高度位于两个涵**规格的临界处，则高或低标准生产的价格差异通常为数十万元。在这种情况下，建议在低标准的基础上采用局部增强肋，既能保证波纹管涵在施工过程和后期运行中的安全要求，又能节约成本。具体做法如图3所示高度**过（H－3）m范围内管体**部设置加强肋，图示范围内沿孔体每2个加强肋m(中心间隔)设置1个加强肋，圆角为225°钢波纹管(型号与涵洞采用的钢波纹管型号相同)圆弧。

(4)钢 波纹管涵洞基础施工应在基础上纵向施工

向预留0．3%～1%的预拱度。埋在一般土壤基础上的钢波纹管经过一段时间后往往会下沉，下沉量通常是管道中部大于两端。因此，铺设在路堤下的钢波纹管体应设置中间向上的预拱度。预拱度的大小通常是管长的0．3%～1%，较大不**过2%，以确保管道中部没有凹陷或滑坡。