解決鋼波紋管沿管徑軸線大縱坡不能鋪設這一難題
發(fa)表時間：2016-12-05 16:06
摘要(yao)：文章(zhang)主要(yao)闡述了(le)鋼波紋管(guan)的(de)適應性及特性，在此(ci)基(ji)礎上，主要(yao)針對鋼波紋管(guan)沿管(guan)徑軸線大縱坡鋪(pu)設時(shi)的(de)難點問題及注意事項進行了(le)分析與 研究，并提出了(le)具體的(de)解決措施，旨在為類似的(de)工(gong)程(cheng)提供參考借鑒(jian)。
關鍵詞：鋼波紋管；大縱(zong)坡(po)鋪設；研究
一、鋼波紋管的適應性
涵(han)洞(dong)作為一種重要(yao)常見的結構(gou)設施(shi)(shi)，通(tong)(tong)常為滿(man)足排水、通(tong)(tong)道的要(yao)求。一般(ban)線路上(shang)的涵(han)洞(dong)密(mi)度(du)比較大(da)，施(shi)(shi)工期也(ye)相對較長(chang)。在一些(xie)特(te)殊的地區：如 膨脹土(tu)、軟土(tu)、多年凍土(tu)、季節性凍土(tu)等地區一般(ban)情況下會(hui)使(shi)用鋼(gang)筋混(hun)(hun)凝(ning)土(tu)圓管涵(han)、鋼(gang)筋混(hun)(hun)凝(ning)土(tu)蓋板涵(han)及(ji)鋼(gang)筋混(hun)(hun)凝(ning)土(tu)箱涵(han)等形式的構(gou)造(zao)(zao)物。以上(shang)形式 的構(gou)造(zao)(zao)物在使(shi)用的過程中均會(hui)出現(xian)不同程度(du)的損壞，較嚴重的病(bing)痛為地基或基礎(chu)不均勻沉降導致涵(han)洞(dong)破壞，這些(xie)地區的鋼(gang)筋混(hun)(hun)凝(ning)土(tu)構(gou)造(zao)(zao)物的壽命(ming)有時 低(di)于(yu)20年。鋼(gang)筋混(hun)(hun)凝(ning)土(tu)涵(han)洞(dong)、通(tong)(tong)道自身(shen)還存在一些(xie)缺(que)陷，它們是多管、多節的組(zu)合體(ti)(ti)，現(xian)場預(yu)制和現(xian)場施(shi)(shi)工不便(bian)，組(zu)合體(ti)(ti)之(zhi)間沒(mei)有強度(du)聯(lian)結等。另外(wai) 涵(han)洞(dong)與路基的構(gou)造(zao)(zao)材料剛柔性相差很(hen)大(da)，在明涵(han)或低(di)填土(tu)涵(han)洞(dong)中涵(han)頭(tou)跳車(che)已成為普(pu)遍問題影響了行(xing)車(che)的舒適度(du)與安全性。
采用鋼波(bo)(bo)紋管代替(ti)鋼筋混凝土圓(yuan)管等(deng)構造物是解決(jue)上述(shu)問(wen)題可行的(de)(de)方(fang)法。鋼波(bo)(bo)紋管是一種柔(rou)性結構物，不但具有(you)(you)(you)級高(gao)的(de)(de)強度(du)還具有(you)(you)(you)級高(gao)的(de)(de)抗震能(neng) 力。因此在國內鋼波(bo)(bo)紋管的(de)(de)應用會有(you)(you)(you)一個日(ri)新月異(yi)的(de)(de)發展。
二、鋼波紋管的特性
波(bo)紋(wen)鋼(gang)(gang)管是一種撓性、薄壁(bi)、有(you)(you)橫向波(bo)的管殼零件(jian)。它(ta)即有(you)(you)彈性特性，又有(you)(you)密封特性，在外力及(ji)矩力的作用下能(neng)產(chan)生軸(zhou)向、角向、側(ce)向及(ji)其組合 位移。而(er)做為(wei)涵洞、通道則主要考慮環向受壓作用，進(jin)而(er)我們(men)根(gen)據涵頂(ding)上方填土(tu)厚度生產(chan)不同環向的波(bo)峰、波(bo)距、壁(bi)厚的鋼(gang)(gang)波(bo)紋(wen)管來(lai)抵(di)御環向受壓的 作用力。而(er)控制鋼(gang)(gang)波(bo)紋(wen)管沿管軸(zhou)縱向拉伸我們(men)還沒有(you)(you)什(shen)么(me)有(you)(you)效的辦(ban)法，這一直是生產(chan)鋼(gang)(gang)波(bo)紋(wen)管企業和(he)施工單位想迫切解決的問題。
因(yin)鋼(gang)波(bo)紋(wen)(wen)管(guan)(guan)為柔性(xing)體，管(guan)(guan)基(ji)下必(bi)須(xu)鋪設10cm～15cm厚(hou)的(de)粗(cu)砂，管(guan)(guan)徑周圍回填不超過直(zhi)徑5cm砂礫厚(hou)以保護管(guan)(guan)壁不被破(po)壞。鋼(gang)波(bo)紋(wen)(wen)管(guan)(guan)埋設過程中涵 軸縱坡過大時，管(guan)(guan)身(shen)在(zai)上部荷載(zai)壓(ya)力和管(guan)(guan)身(shen)下面粗(cu)砂滑動下會(hui)使管(guan)(guan)身(shen)變形出現拉伸現象倒至垮塌(ta)。這是鋼(gang)波(bo)紋(wen)(wen)管(guan)(guan)的(de)弱點，正因(yin)為這個弱點，在(zai)我國基(ji) 礎建設中為什么鋼(gang)波(bo)紋(wen)(wen)管(guan)(guan)鋪設的(de)涵軸最(zui)大縱坡不超過10%的(de)原因(yin)，就是這不可逾(yu)越的(de)10%使得(de)鋼(gang)波(bo)紋(wen)(wen)管(guan)(guan)在(zai)基(ji)礎建設中的(de)應用(yong)大打(da)折扣，使得(de)工程造價大 幅提高。
三、解決鋼波紋管涵軸縱坡在(zai)10%～25%時的(de)拉(la)伸變形
在(zai)(zai)鋼(gang)(gang)(gang)波(bo)(bo)紋管涵(han)軸縱坡達(da)到10%以上(shang)(shang)時，采取防滑坎方式來解決鋼(gang)(gang)(gang)波(bo)(bo)紋管出現拉伸(shen)現象。具體的(de)方法是在(zai)(zai)鋪設鋼(gang)(gang)(gang)波(bo)(bo)紋管的(de)地方先去表(biao)層(ceng)腐質土及松 軟土層(ceng)后回填碎石土使密實度達(da)到96%，在(zai)(zai)此基礎上(shang)(shang)鋼(gang)(gang)(gang)波(bo)(bo)紋管鋪設如下圖(tu)所示(shi)
為(wei)鋼波紋管(guan)涵軸(zhou)縱坡(po)在(zai)10%～25%時的橫截面圖
為鋼波(bo)紋管涵軸(zhou)縱坡(po)在10%～25%時的立面(mian)
1.鋼(gang)波紋(wen)管下部(bu)防滑坎(kan)有(you)利于管涵(han)的整體穩定。
2.通(tong)過鋼波(bo)紋管(guan)自身的波(bo)峰與碎石混凝土的有機結合也已解決(jue)了(le)鋼波(bo)紋管(guan)向下滑動。
3.鋼波(bo)紋(wen)管(guan)(guan)下面墊層采(cai)取10cm～15cm厚的粗砂，30cm厚的砂礫來分解鋼波(bo)紋(wen)管(guan)(guan)部(bu)份變形的應力。
4.鋼(gang)波紋(wen)管上(shang)部防(fang)滑坎對于上(shang)部路基起到了很好的穩定作用。不(bu)會(hui)使(shi)防(fang)滑坎上(shang)方的回填材料向(xiang)邊坡處(chu)滑動。
鋼(gang)波紋管涵(han)在(zai)大縱坡鋪設(she)時用(yong)以上(shang)4點來施工就可(ke)解決拉(la)伸變形的問題。
四、解決鋼波(bo)紋管涵軸縱坡在(zai)25%～40%時的拉(la)伸變形
此方法(fa)是在鋼(gang)(gang)波(bo)紋(wen)管設防滑坎的基礎上嵌入法(fa)蘭盤的加強方式(shi)，這種(zhong)方式(shi)只適合(he)鋼(gang)(gang)波(bo)紋(wen)管直徑在2.5m以下孔徑的整體式(shi)鋼(gang)(gang)波(bo)紋(wen)管。
在鋼波(bo)(bo)紋(wen)(wen)(wen)(wen)管(guan)涵軸(zhou)縱坡(po)25%～40%時鋼波(bo)(bo)紋(wen)(wen)(wen)(wen)管(guan)每4m～6m設一(yi)道法蘭(lan)盤連接相鄰管(guan)節(jie)鋼波(bo)(bo)紋(wen)(wen)(wen)(wen)管(guan)。法蘭(lan)盤從鋼波(bo)(bo)紋(wen)(wen)(wen)(wen)管(guan)外部波(bo)(bo)峰頂(ding)部至法蘭(lan)盤外徑距離采用 15cm～25cm。在防滑坎(kan)的(de)澆灌中(zhong)使此(ci)段距離嵌入防滑坎(kan)中(zhong)，使鋼波(bo)(bo)紋(wen)(wen)(wen)(wen)管(guan)能夠均勻(yun)分散向下(xia)(xia)的(de)拉(la)伸力，以此(ci)更(geng)有效的(de)阻(zu)止(zhi)鋼波(bo)(bo)紋(wen)(wen)(wen)(wen)管(guan)向下(xia)(xia)的(de)拉(la)伸而(er)引起的(de) 變(bian)形。如下(xia)(xia)圖(tu)（圖(tu)三）（圖(tu)四）所示
五(wu)、鋼波紋(wen)管涵(han)軸縱坡較大時其配套設施減壓孔、減流器、耳式出口急流槽(cao)的應用。
1.減壓孔(kong)
在(zai)鋼波(bo)紋(wen)(wen)管涵軸(zhou)縱坡(po)較(jiao)大(da)(da)且頂部填土厚度超(chao)過極限值時(shi)或鋼波(bo)紋(wen)(wen)管涵軸(zhou)縱坡(po)較(jiao)大(da)(da)且需要轉(zhuan)角(jiao)時(shi)，都(dou)需要設(she)置(zhi)減(jian)(jian)壓孔。上述(shu)情(qing)況鋪(pu)設(she)的管道一(yi)般管 道都(dou)比較(jiao)長，在(zai)某(mou)些地區雨(yu)季(ji)水(shui)量(liang)大(da)(da)或水(shui)流(liu)(liu)比較(jiao)集中時(shi)水(shui)流(liu)(liu)在(zai)管涵中的流(liu)(liu)速(su)所帶來的氣壓會(hui)與管涵軸(zhou)縱坡(po)加大(da)(da)而(er)加大(da)(da)，進而(er)對管臂產(chan)生震動使鋼波(bo)紋(wen)(wen) 管外側(ce)與碎石混凝土之間松(song)動而(er)倒置(zhi)鋼波(bo)紋(wen)(wen)管使用壽命(ming)的縮(suo)短。特別是鋼波(bo)紋(wen)(wen)管設(she)置(zhi)有轉(zhuan)角(jiao)時(shi)，此(ci)處必需設(she)置(zhi)減(jian)(jian)壓孔。
2.減流器
減(jian)流(liu)(liu)器(qi)(qi)顧(gu)名思(si)義是減(jian)緩水流(liu)(liu)流(liu)(liu)速(su)過大的(de)(de)(de)意思(si)。減(jian)流(liu)(liu)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)設置是根(gen)據管(guan)涵的(de)(de)(de)縱軸坡(po)度及管(guan)涵的(de)(de)(de)長度來決定(ding)的(de)(de)(de)，當水流(liu)(liu)過大且流(liu)(liu)速(su)過激時減(jian)流(liu)(liu)器(qi)(qi)將(jiang)自 動(dong)調節流(liu)(liu)速(su)以保證管(guan)涵下(xia)游段的(de)(de)(de)管(guan)涵安(an)全。
3.耳式出(chu)口(kou)急流(liu)槽
耳(er)式出(chu)口急(ji)流(liu)槽是針對涵軸縱(zong)坡大且水流(liu)流(liu)速急(ji)而特別設計(ji)的(de)(de)一(yi)種管涵出(chu)口型式，因(yin)與管涵連接(jie)象掏耳(er)朵的(de)(de)耳(er)勺而得名。這種形(xing)式是整體式且配 有鋼筋，有利于出(chu)口的(de)(de)穩定(ding)和抗水流(liu)沖刷，有效的(de)(de)保障了路基邊(bian)坡的(de)(de)安全。
以(yi)上三種形式的(de)應用(yong)有(you)力的(de)保障了(le)鋼(gang)波紋(wen)管在大(da)縱坡情(qing)況(kuang)下的(de)鋪設(she)創造(zao)了(le)條件(jian)，是鋼(gang)波紋(wen)管大(da)縱坡鋪設(she)的(de)一個(ge)組成部份，是不可分割的(de)。
六(liu)、結束語
鋼波紋管涵具(ju)有卓越的(de)路用性(xing)能(neng)，因對地基(ji)要(yao)求低(di)、施工(gong)(gong)簡易、能(neng)快速安裝、大大縮(suo)短工(gong)(gong)期是普(pu)通鋼筋混凝土涵無(wu)法相比的(de)。現(xian)今又(you)克(ke)服在山區 陡(dou)峭地形的(de)鋪設(she)這一(yi)難題，更(geng)是在公路工(gong)(gong)程中發揮著(zhu)積極的(de)作用。隨(sui)著(zhu)中國(guo)(guo)基(ji)礎設(she)施建設(she)的(de)加(jia)快發展和交通工(gong)(gong)程的(de)需要(yao)，相信鋼波紋管涵不久(jiu)就將大 量(liang)用于(yu)中國(guo)(guo)的(de)公路工(gong)(gong)程中，具(ju)有廣闊的(de)應用前景。
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