涵洞施工总结十篇

时间:2023-03-27 15:53:19

涵洞施工总结

涵洞施工总结篇1

关键词: 淮北大堤;涵闸加固;方案;总结

Abstract: this paper introduces the basic huainan period huaibei dike, to frame the river han standing as an example, the HanZha design plan, main engineering project construction method and quality supervision and project implementation and results of the several aspects that WuGong HanZha structure reinforcement design scheme optimization and construction quality control.

Keywords: huaibei levee; HanZha reinforcement; Project; summary

中图分类号: U457+.3文献标识码:A 文章编号:

1 总体工程概况

淮北大堤堤圈是保护淮北平原的主要防洪屏障,大堤现状堤圈总长640.782km,其中安徽省境内长628.338km。根据国家相关部门计划安排和设计批复意见,2004年开始对淮北大堤进行全面加固。笔者作为淮北大堤加固工程建设管理单位代表之一,参与并见证了淮北大堤安徽省淮南堤段加固工程设计、施工过程中的方案拟定、质量监督检查及工程验收等环节,对大堤和穿堤建筑物加固方案及施工情况有了一定的认识和总结。

淮北大堤淮南段桩号为17+400~84+146,全长约66.75km。本段穿堤涵闸共23座,多数建于上世纪50~70年代,建筑物设计标准偏低,施工质量较差,结构设备老化,特别圬工结构涵闸,存在问题较多,根据质量检测及安全复核结果,包括架河站涵在内的5座涵需要进行加固。本文以架河站涵为例,介绍圬工结构涵闸加固设计方案优化和施工质量控制情况。

2 涵闸设计方案确定

架河站涵位于淮北大堤淮南段52+948桩号处,为架河电力排灌站穿堤出水涵洞,圬工结构,始建于1968年。涵洞为2孔城门洞型拱涵,孔宽3.0m,孔高3.0m,洞顶为0.6m厚圆拱,内壁半径1.5m,80#浆砌石结构;侧墙和中墙厚1.0m,高1.5m,80#浆砌石结构;底板为140#素砼结构,厚1.0m。

根据加固前检查结果,架河站涵洞身局部砂浆脱落,洞身内壁渗水。针对这类圬工涵闸普遍存在的问题,设计采用沿洞内表面衬砌0.12m厚C25细石砼,以增加洞身截面强度,阻隔渗漏,新老砼之间采用锚筋连接。涵洞加固断面图见图1-1。

图1-1 架河站涵洞身加固断面图

由于受检查条件和投资限制,先期加固设计方案较为简单,工期较短。在工程施工阶段,抽干洞内积水检查发现,洞身渗漏严重,局部存在向水现象。后经专项检测发现,分缝处钢压板及螺丝锈蚀严重,止水材料大多溶蚀脱落,形成较深的缝隙,并存在渗水现象,右侧洞身靠近出口端的第一道分缝左下部存在从缝隙中向外轻微涌水现象,涌出的水微黄,含黄色粘土泥浆。涵洞左侧拱顶存在向内凸起的现象,使拱顶偏离洞顶中心30mm,该段洞身位于大堤堤顶以下,洞顶填土荷载和车辆荷载对洞身结构安全存在隐患。

基于上述问题存在,考虑淮北大堤加固标准要求,工程建设方要求设计单位根据最新的检查和检测结果进行架河站涵单项设计。设计单位根据架河站涵断面型式、洞身材料、工程级别以及相关规范规定的新的荷载标准,对涵洞结构强度进行了安全复核,按原涵洞结构型式、受力特点以及材料标准强度核算,涵洞底板强度不完全满足现状荷载的要求。结合工程质量检测报告反映的诸多安全隐患,设计拟对现有圬工涵洞拆除重建。

为保证涵洞改建后,架河电力排灌站的排涝和灌溉功能不受影响,同时不改变站身布置,涵洞宜在原老涵位置重建。

架河站涵现状底板顶面高程为12.9m,根据地质勘探报告显示,老涵底板下土层为粉质壤土,夹砂壤土和薄层极细砂,透水性较强。

考虑涵洞现状底板高程较低,基坑开挖量较大,为了在本枯水期内完成涵洞基坑回填,保证度汛安全,本次涵洞重建,拟保留现状涵洞底板和侧墙,在底板之上和两侧墙之间浇筑钢筋砼箱涵,避免拆除老涵底板带来土方工程量以及基础处理工程量的增加,保证地基不受扰动,减小施工难度和施工工期。按上述方案,新建涵洞底板底高程为13.40m。

新建涵洞仍然设计为双孔,钢筋砼箱涵结构,每孔净尺寸2.75×3.0m(宽×高),涵洞洞身轴线与老涵洞身轴线一至,因老涵洞底板和侧墙均保留,故分缝处洞身外侧不再另设包箍。新建涵洞断面图见图1-2。

图1-2 新建架河站涵洞身断面图

3 主要工程项目的施工方法

架河站涵开工较迟,为了保证在下一个枯水季前工程具备运用条件,除了上述设计方案优化以外,仍需在工程施工过程中通过合理的施工组织以及机械设备投入,加快施工速度。

工程施工的主要内容包括基坑开挖、老涵拆除、新涵浇筑以及回填复堤。

1、土方开挖。架河站涵由于底板高程低、开挖高差大,受开工晚、雨雪天气连绵不断等客观条件的影响,自卸汽车难以运输,常规作业挖运难以满足。因此,施工方投入多台机械设备,将基坑下部土方采用多部挖掘机倒转至堤顶后运走,大大节约了工期。

2、涵洞砼施工。由于是冬季施工,温度常常在零度以下,尤其是夜间,为保证砼浇筑质量,在浇筑时采取搭棚取暖,浇筑后采取草包或塑料薄膜覆盖等防冻措施。为抢抓工期和保证砼浇筑的连续性,施工单位采用三班流水作业,人停机不停,合理安排施工。

4 质量监督

由于工程施工工期短,施工强度高,为了既能保证工程按期完成,又确保各环节的施工质量,工程质量监督部门从施工准备阶段的质量监督到施工过程中的质量监督均严格执行相关程序。

1、施工准备阶段质量监督。根据安徽省淮北大堤加固工程的特点,质量监督部门制定了《淮北大堤加固工程质量监督工作办法》(皖水质监〔2005〕22号)。明确了本工程的质量监督方式,确定了重要隐蔽工程和工程关键部位的监督到位点,同时对各参建单位的质量管理体系和质量行为提出了具体要求。

2、施工过程中质量监督。督促参建单位建立健全质量管理体系,完善质量管理制度,规范质量行为。工程建设过程中,经常性开展现场督查,推进工程建设质量,不定期的对该工程进行了监督抽查,重点检查施工和监理单位的质量体系是否有效运行和技术资料的收集整理情况以及工程实体的质量。

5 工程实施情况及效果

涵洞施工总结篇2

关键词:公路涵洞 圆管涵 盖板通道 施工

中图分类号:X734 文献标识码:A 文章编号:

0 引言

从工程量来看,公路的涵洞施工的量并不大,但是其依然非常繁琐,具体而言,其与修桥一样,相关的准备工作除了要对地形条件进行调查之外,还应对所经过的道路情况进行调查分析,比如说道路的宽度、弯道的半径及道路的路面状况等,这样才能确定何种挖槽机械与重型机械进场。此外,还需要对施工平台及工棚等的布置进行考虑,以便其能满足相关机械的需求;在开工之前,还应勘察埋在地下的相关结构物、电缆及管道等,其中国有地下管线的部分必须事先进行刨验工作。总的来说,在公路涵洞施工中所涉及的材料、器械及工具包括了水泥、碎石、片石、钢筋、搅拌机、发电机及模板等。本文就某个工程案例展开了相关施工技术问题的探讨,希望对同类事业有所借鉴。

1 公路涵洞分类

文本介绍了以下几种常见的公路涵洞类型:

1.1 石拱涵洞

此种类型多用于山区,其优点在于:可以就地取材,使得造价十分低廉;净空很高且过水能力较强;跨径大,加之有着很强的承载能力,因此有着结构坚固的特点。同时,其也有自身的缺陷,比如施工较为繁琐,工期也比较长,同时对于地基承载能力有着很高的要求等。

1.2 钢筋混凝土圆管涵洞

此类涵洞主要作用在于农业灌溉,一般很少使用在公路建设中(但也不例外),其优势在于:有着简单的结构型式;造价较低,因此一般可以批量生产;有着良好的适用基础及受力情况。其缺点主要有:接缝处有着复杂的防水结构;过水能力较小;时常会发生接缝处漏水的现象,从而导致了路基稳定性受损等。

1.3箱涵

箱涵属于一种较为特殊的涵洞型式,因为其主要使用在软弱地基及有特殊要求的地区,并且其施工中有着繁多的工序,而且有着很高的造价(主要在于要使用过多的钢量)。

1.4 涵式桥结构

此类涵洞指的是单孔跨径大于了6厘米的小桥、通道的新型结构,这种结构介于桥梁与涵洞之间,主要作用有两个:其一,可以弥补涵洞无法满足农村生产设备的通行要求;其二,其与高架桥比较,有着很高的经济性。这种结构形式有着易于设计、方便施工、工程造价较低、适用多重地势地形且有着环保等方面的优势,并且总体的设计也十分合理。

2 工程概况及圆管涵施工

2.1 工程概况

本案例工程项目有涵洞两座,采用的是钢筋混凝土圆管涵,圆管涵为1~1.5米,总长度达到了125余米,其中通道有8座,分别为:1~4x4.5米盖板通道(两座);1~4x3米盖板通道(三座);1~4x4.6米钢筋混凝土拱形通道(两座);1~3x3米盖板通道(一座)。盖板通道总计326余米,拱形通道总计160余米。由此可见,本案例工程采用的是钢筋混凝土圆管涵施工,其中圆涵采用的是成品钢筋砼管,盖板及通道墙则采用的是现浇,并且集中预制盖板。

2.2 圆管涵施工

圆管涵施工中,基础开挖利用的是挖掘机配合人工修坡的方式,同时采用木支撑、机械抽水及现场预制圆管等;吊装则采用汽车吊;采用汽车吊与人工配合的方式安装就位。

2.2.1 基础开挖

基础开挖必须根据图纸的要求及相关规范规定进行,本案例工程中先采用挖掘机对土质地质进行挖装,利用15T自卸车运输,结合人工对边坡进行修正,自吸泵排水处理;对于石质地层则采用的是风动凿岩机钻眼,控制好松动进行爆破,在基坑开挖坑底的时候应预留约为20~30厘米厚的人工开挖保护层。一旦基槽开挖,就应及时做好垫层与砼铺设、涵管敷设、基槽的回填等。这个环节中如果出现了一些无法避免的耽误,都应及时采取应对措施,以此保护基槽暴露面不会受到破坏。

2.2.2 垫层及基座

本案例工程中的砂砾垫层应属于压实的连续材料层,并且应保证其压实度在95%及以上,事先利用重型击的方式进行测验;为了避免离析现象,砂垫层在摊铺的时候应分层处理;此外,对于砂砾垫层而言,其质量与级配都必须负荷相关的规范操作及要求。在基座施工中,必须按照相关规范操作来,其尺寸及沉降缝的位置必须与设计图纸相符合,同时沉降缝的位置应尽量同管节之间的位置保持一致。

2.2.3 钢筋混凝土圆管涵成品质量

管节的端面必须平整,同时还要和轴线之间保持垂直;对于斜交管涵的进出水口的管节外端面而言,可以根据斜交角来处理。管壁的内外侧表面必须平直圆滑,一旦其缺陷不满足相关规定,则应及时修补完善才能加以使用;若其缺陷较大,则不能验收。具体而言,缺陷的规定要求为:1)蜂窝深度≤10毫米;2)各处蜂窝面积≤30x30(平方毫米);3)蜂窝总面积≤1%全面积,且不能出现露筋现象。此外,对于管节混凝土而言,其强度必须满足相关图纸的设计要求,而混凝土的拌合与级配等也要负荷相关规范规定。管节各部分尺寸的允许偏差也有具体的规定值,详见表1:

表1 钢筋混凝土圆管成品允许偏差

2.2.4 敷设

管节的安装应从上游开始,并让接头面向上游;为了使得涵管的受力平均,一般应将涵管紧贴在垫层或者基座上;对于全部管节敷设而言,都必须根据图纸所示坡度及正确的轴线进行。在具体的敷设中,必须保持管内的清洁,出现了赃物、多余砂浆及杂物等,应及时清理干净;若其中任何管节的位置设置出现了偏差,则应取出并自费重新敷设;一些软地基涵洞施工,必须严格按照指示及图纸要求进行地基处理,只有地基处理达到了相关规范要求之后,才能在其上进行涵管的修筑。

2.2.5 接缝

涵管在接缝处的宽度不能高于了10毫米,对于涵长不足的情况下严禁采用加大接缝宽度的方式弥补,而且最好采用沥青麻絮(其他有弹性的不透水材料皆可)来填塞涵管接缝的内外侧,这样方能形成一道密封层。此外,还应按照图纸要求,用两层150毫米的浸透沥青油毛毡将接缝处包缠,同时采用铅丝将其绑扎结实。这样之后,还需要在接缝外部设置混凝土箍圈(强度在20左右),箍圈环绕着接缝;当浇筑好之后才能进行养生,以便达到相关设计强度,不致于脱落与产生裂缝。

2.2.6 回填

圆涵安装及接缝处理完成之后应做好相关的检验工作,其中混凝土或者砌体砂浆的强度必须达到设计要求的75%及以上才行,这样之后方可进行回填工作。回填必须按照相关规范操作进行,涵洞路堤缺口的回填一般从两侧不低于两倍孔径的范围开始,同时根据水平分层对称地根据图纸要求来浇筑、压实。

3 钢筋混凝土盖板通道施工

3.1 垫层及基础

垫层的施工要求同圆管涵一样,此处便不再赘述;基础则需要根据相关图纸的设计要求来设置沉降缝。

3.2 涵洞施工

3.2.1 如现浇混凝土涵洞与基础的台身、台帽等为整体式,其台身与基础可以边疆浇筑(也可以不用);八字式洞口则应与涵洞之间分离;如果涵台和基础分别浇筑,一般应将涵台与基础顶面之间相连的部分拉成毛面。

3.2.2 按照图纸要求来进行涵台或者盖板接缝处的分段修筑,一旦设计中需要将锚栓与涵台锚固在一起,则应根据图纸要求或者采用其他的方式将锚栓固定。若其中有支撑梁,则应在安装(或者浇筑)盖板之前就完成锚固。

3.2.3 现场浇筑涵洞混凝土应符合以下要求:1)底板浇筑前,清除杂物,根据图纸设立模板、捆绑钢筋及浇筑;2)底板混凝土强度达到设计70%及以上强度,则可立模浇筑侧板与顶板;3)标高、预拱度及纵坡等,必须严格根据图纸的要求来设置。

3.2.4 填土之前,以下方面的强度都必须达到设计要求的75%及其以上:支撑梁、盖板、砂浆及箱涵混凝土等。在填土中,第一层最小摊铺的厚度应大于300毫米为宜,同时还要防止过大的冲击。

3.3 沉降缝

对于沉降缝的缝宽、位置及道数等都必须满足图纸设计要求,并根据图纸的规定填塞,一般采用的是嵌缝的方式。在缝处还需要加铺一定抗拉强度的卷材,比如说油毡、沥青玻璃纤维布等,其加铺的宽度及层数必须满足图纸需求。

3.4 防水层

在混凝土的顶板或盖板及侧板的外表面上,应涂刷图纸规定的材料,这样可以形成一定的防水层,使得在填土的时候不会影响外表面。当然,其涂刷的厚度及层数都需要根据相应的监理指标进行。

4 结语

本文针对某案例工程,对公路涵洞施工技术进行了相关探讨,可见涵洞施工技术有着一定的可行性。这些年,我国公路涵洞施工技术得到了一定的发展与提高,使得涵洞施工质量有所提升。总的来说,不管使用何种技术,其在具体的施工中,都需要根据图纸的设计要求规范进行,因此必须提高施工图纸的设计规范,才能保障工程质量得到最大化提高。

参考文献:

[1] 马尉,钟钰.分析涵洞施工技术在公路桥梁中的应用[J].城市建设理论研究(电子版),2011,(22).

[2] 李清凉,刘桦.浅谈公路建设中钢波纹管涵洞的施工技术[J].城市建设理论研究(电子版),2011,(35).

[3] 张宏超.公路涵洞施工质量控制要点分析[J].黑龙江交通科技,2011,(7):219-219.

涵洞施工总结篇3

【关键词】门形支架、防护、铁路、施工

目前,随着国家经济的不断发展,铁路运量日益增长,单线铁路已不能满足运量日益增长的需要,因此单线铁路已陆续修建复线。新建复线与既有线中心线距离一般为4~5米,因此需要拆除涵洞一侧的出口,接长既有线的涵洞。施工时对既有线的路基稳定和列车的行车安全形成威胁。为确保施工及行车安全,在施工中一般采取进行路基防护及线路加固这一临时设施保护。路基防护及线路加固临时设施,增加大量的工程量,大大提高了工程成本。同时,在进行线路加固施工时,需要与铁路运输部门联系,中断行车,封锁线路,影响了铁路运输的正常运营,使铁路运输受到干扰,影响铁路运输的经济效益。

基于以上的情况,如何采取更为经济合理的防护结构,减少临时设施的工程量,减少工程成本,最大限度地减少涵洞接长施工时对铁路运输的影响,这就是需要解决的问题。通过对涵洞接长施工特点的分析、总结,对路基防护设施的结构进行了改进。研制出新型路基防护结构:门形支架防护。

一、门形支架防护结构:

1、门型支架:主要受力的结构。

立柱(竖向支撑桩): 工字钢或槽钢。

横撑(上下各一根): 工字钢、槽钢、圆木等。

2、垫块(置于涵洞边墙外侧起支撑挡土板的作用):木块、混凝土块。

3、挡土板:承受土压力。 槽钢、旧钢轨、方木。

二、原理:

立柱(竖向支撑)与顶撑(横向支撑)联接成门字形,构成稳定的受力结构,保留的涵洞边墙相当于一个门形支架,亦成为稳定的受力结构,门型支架与保留的涵洞边墙共同构成牢固的受力结构体。拆除涵洞端翼墙的同时,插入水平的挡土板,承受来自于涵洞基坑边坡传来的土压力,涵洞基坑边坡达到稳定状态。在门型支架的防护下,施工人员可以非常安全地进行涵洞基坑开挖及洞身接长的施工作业,同时,既有线列车可以安全地运行,不需要减速行驶。

三、适用范围:

铁路既有线孔径6米以内的各种盖板涵、箱涵、框架涵及圆涵等涵洞接长工程。

四、主要施工方法

1、准备工作:

①、迁移电缆:与铁路电务段联系,签订施工配合协议书。将埋于路基边坡上的通信、信号、电力电缆挖出迁移,并设置牢固的保护措施,避免对涵洞的施工造成影响。

②、井点降水:因涵洞处于地下水位较高地区,需要降低地下水位,采用井点降水。在涵洞基坑开挖线以外打一眼降水井,一般井深25米,,孔径40cm。安装电动潜水泵,24小时抽水,将地下水降至涵洞基础底面以下。

2、制安门型支架

①、首先,根据涵洞的平面设计图,绘制出门型支架布置图,测量班精确放出涵洞基坑中心线及门型支架的位置。

②、安设门型支架。门型支架是由两根竖向支撑(立柱)及两根横撑组成的框架,立柱为大型工字钢或钢桁架,横撑为工字钢、钢桁架或圆木。人工开挖立柱基坑,立柱埋置深度为涵洞基础底面以下0.8~1.0米。使用起重机配合人工安装门字型支架,横撑与立柱采用螺栓牢固联接。

3、拆除涵洞端翼墙及基础,安装挡土板,开挖涵洞基坑

门型支架安装完成后,拆除涵洞的端翼墙及基础,自上而下进行。门型支架与保留的涵洞边墙构成稳定的支挡受力结构,为消除边墙的斜坡影响,在涵洞边墙处安设垫块,使垫块在外侧面形成一个垂直面。边拆除涵洞边墙,边插打挡土板,挡土板可根据深度的不同,土压力大小不同,使用木板、小槽钢或大槽钢。根据设计文件开挖到涵洞设计基底标高。路基边坡土方在门型支架的挡护下,处于稳定的状态。

4、涵洞接长施工

涵洞接长包括:原梯形结构接长基础、墙身、斜盖板,钢筋混凝土框架结构,出口新的梯形结构,防水层等工作内容。接长涵洞既有斜盖板部分的基础、墙身、斜盖板均采用现浇施工混凝土。钢筋混凝土框架结构混凝土采取一次浇注完成。

5、基坑回填土

涵洞主体工程全部完成以后,当混凝土强度达到设计强度的85%以上时,可进行基坑回填土施工。基坑回填自下而上进行,分层抽出挡土板,分层回填,分层夯实。回填质量按桥涵缺口路基填筑标准和施工技术要求控制。保证基坑回填土的压实密度。

6、拆除门型支架

当基坑回填土完成后,可拆除门型支架,首先拆除横向支撑,然后使用起重机拔出竖向支撑。

7、埋设电缆

将暴露在外的电力、通信、信号电缆根据现场地形及电缆埋设要求埋入地下。

五、施工注意事项

1、严禁在雨季进行涵洞接长施工。如必须在雨季施工,要事先做好排水系统,设置防水围堰,防止雨水对路基冲刷造成路基边坡的塌方,影响铁路行车安全。

2、新旧涵洞接头处的基坑开挖后,应立即砌筑基础,避免基坑暴露时间过长,引起路基边坡不稳定。

六、结论

通过涵洞的接长工程施工,得出门型支架结构,具有以下优点:

1、构思新颖,结构合理。充分发挥钢结构的性能,将传统的钢板桩悬臂结构改进为简支的结构――门型支架,形成稳定的受力体,使钢结构的承载能力提高了4倍。

2、降低工程成本。只需要进行简单的路基防护,取消了原设计中线路加固工程;门型支架防护的钢材使用量仅是原设计中的二分之一;施工时不需使用大型打桩设备;同时基坑开挖不需要放坡,减少土方工程量。经济效益比较明显。

3、施工工艺简单,易于操作,适用范围广。门型支架防护设施施工时只需在涵洞出口处埋设竖向支撑,安装上下横撑,随拆除边墙随安设挡土板,工艺非常简单,易于操作,不需要使用大型的打桩机械设备,特别适用于场地狭窄、交通不便的工地。

4、安全性能高,门型支架设施亦成为涵洞施工的牢固的安全防护框架,极大地提高了安全防护性能,提高了对工程及施工人员的安全保护可靠性。

5、保证列车的正常运行。在整个涵洞接长施工中,不需要中断行车及封锁线路,对既有线的铁路运输没有影响,保证了铁路运输部门的经济效益。

涵洞施工总结篇4

1、工程概况

象山县仓岙水库位于象山县墙头镇周家路村,水库总集雨面积12.6Km2。有拦河大坝、溢洪道、泄洪兼输水隧洞、放水涵管、渠系配套工程五部分组成,主体工程按100年一遇洪水设计,2000年一遇洪水校核。正常蓄水位73.00m(黄海高程,以下同),设计洪水位75.1m,校核洪水位75.85m,总库容1116万m3。大坝为粘土心墙砂壳坝,最大坝高32.91m,坝顶高程76.91m,坝顶长421.00m,坝顶宽4.5m。是一座以供水、灌溉为主,结合防洪、养鱼等综合利用的中型水利工程。

仓岙水库放水涵管位于左坝头坝下涵洞内,为自应力水泥钢丝网管,管径0.5m,长度105m,1976年用0.70m砼管更换,并在涵洞与涵管之间用砼封堵。1992年涵管出现漏水现象,1999年10月18日在检查时突然发现大量渗水从坝脚溢出,经关闸门后,水流消失。2003年9月29日,又发现流量大幅增大,水质较清,流量为4000m3/d,在关闭闸门时流量依然如故,且闸门处无漏水。

分析认为,涵管及涵洞均存在较严重的破裂损坏及渗漏现象,根据大坝安全鉴定,要求对涵管立即封堵,并将此处上游坡放缓至1:2。

2、情况分析

仓岙水库坝下涵管出现严重渗漏情况,流量达4000m3/d,周围及整个坝脚无其他渗漏点,由此可以确定非一般坝体或坝基渗漏,属涵管本身及四周的集中渗漏。从整个渗水过程来分析,前期应为涵管破裂(估计在心墙下游),涵管中水流从破裂出流出,从涵管底板下出流,故闸门关闭后,水流消失。后期应为涵管闸门或前部破裂,由潜水员潜入闸门口观察情况来看,闸门无明显渗漏情况,估计为涵管前部(心墙上游)破裂,库水由坝体砂壳流入,经涵管前部破裂流入涵管,从后部破裂出流入底板下出流。渗水未变浑,应未冲刷心墙,也验证了上述分析,但也不排除心墙部位涵洞或涵管有破损的可能。

根据目测,目前渗水流量有逐步增大的趋势,台汛将至,涵管封堵迫在眉睫。

3、封堵方案

首先,经过对涵管封堵方案的多次研究,仔细考虑。我们认为水库能否放空极为关键,如可放空,处理相对简单,把握大,施工风险小。可以考虑从进口进洞在心墙部位用砼封堵或在心墙部位实施一至二个槽段的砼防渗墙予以封堵。

考虑象山县缺水的实际情况,如水库无法放空,则考虑了三个方案,但都存在着一定的缺点和施工风险。

3.1 倒挂井方案

在大坝轴线位置采用倒挂井挖至涵洞顶部,先检查洞周渗漏情况并予以处理,然后挖开洞壁,采用砼封堵涵洞与涵管之间的空间,在封堵砼的后面破开涵管,采用临时措施堵住涵管水流,再采用砼封堵。

优点:由于采用人工分部位、分阶段封堵,可以较好的防止涵管破开后水流冲刷心墙,封堵质量容易控制,也无新的绕渗问题。

缺点:施工风险大,倒挂井施工在施工安全保证上存在较大的难度,施工人员心理压力也很大,我省自牛头山、横山加高等工程采用倒挂井以后已很少采用这种开挖方法。本工程倒挂井深度在20~30m,估计施工单位不愿承担。另外,如果井下涵洞及涵管非设想的情况(如心墙部位涵洞已破裂或正好位于原管、洞封堵段),则封堵存在较大难度。

3.2 防渗墙方案

在涵管的大坝轴线位置布置一至二个防渗墙槽段,由坝顶开槽,砸开该部位的涵洞及涵管,浇筑砼防渗墙至坝顶,隔断渗漏通道。

优点:施工简单易行,用防渗墙封堵,功能明确,能适应各种实际渗漏情况。

缺点:防渗墙施工,一旦砸开涵洞和涵管,势必出现固壁泥浆流入涵洞内而涵管内水流上涌的情况,两股流速都较大,对心墙产生的冲刷及破坏难以估计,可能会导致坍孔等一系列问题。

防渗墙嵌入心墙内,底部原涵管部位可能会产生绕渗现象,但估计问题不大,即使存在也可以处理。

3.3 灌浆结合后坡开挖进洞方案

在心墙部位采用灌浆(水泥粘土浆)封堵涵洞周围,防止与心墙接触面的渗漏。再由大坝后坡开挖一定距离后,由涵管内进洞至心墙部位,采用人工封堵

优点:施工风险小,不会对原坝体产生影响,封堵质量容易控制。

缺点:施工把握性不大,如为心墙与涵洞接触面渗漏,则灌浆即可达到效果,但对于这么大的渗漏量,灌浆由一定的难度。然而,从渗水水量及水质来看,完全为接触面渗漏可能性不大。如为前面分析的渗漏情况,则必须实施坝后开挖进洞封堵,但进洞过程中遇到原洞管封堵部位或破裂渗水(甚至坍塌)部位,则施工困难。

4 结论

1.建议水库放空处理,施工简单,处理效果好。

2.如水库无法放空,则处理方案都存在一定的风险性或不确定性。

3. 水库蓄水情况下处理,灌浆结合后坡开挖进洞方案相对较佳,主要是施工安全,对坝体影响小。采用灌浆封堵涵洞周围,开挖进洞后封堵涵洞内部。在施工过程中,特别是开挖进洞过程中会遇到一定的困难。

最终选定采用灌浆结合后坡开挖进洞方案,今年工程已通过竣工验收。

涵洞施工总结篇5

水库枢纽工程位于莫钦乌拉山北坡低中山地带,区内地貌大部分为侵蚀构造的中、低山,山顶及山坡基岩,沟谷为第四系松散沉积物。河谷类型为“U”型谷,由于地壳抬升,沿河发育2级河流阶地。坝基区域覆盖层较厚,由卵、砾石组成,属中度密实,地基抗变形和承载力可满足建筑物设计要求。导流隧洞进口段地表堆积少量坡积碎石土,有压隧洞段前部分基岩,后30.0m上部有1.0~7.0m厚坡积碎石土,无压涵洞段大部地段地表坡积碎石土厚1.0~9.0m,闸井段地表坡积碎石土厚约9.0m,出口消能段地基为卵砾石层,卵砾石层为密实状态。导流隧洞及涵洞段基岩为凝灰岩,受区域构造影响,基岩裂隙较为发育,岩体完整性较差,为次块状结构—块状结构。

2导流、度汛标准

此工程规模为小(1)型,工程等别为Ⅳ等,主要建筑物坝体Ⅲ级,导流、放水隧洞+涵洞和溢洪道为Ⅳ级,次要建筑物为Ⅴ级,临时建筑物为Ⅴ级。导流建筑物级别为Ⅴ级,洪水重现期为5~10a。根据施工安排,施工导流标准取5a一遇,相应洪水流量为9.3m3/s,大坝施工期临时度汛洪水标准为20a一遇,相应洪峰流量为37.9m3/s。

3导流方式

根据坝址地形、地质条件及枢纽建筑物布置型式,本工程初期采用原河槽导流,后期采用全围堰断流,导流涵洞导流的方式。遇到20a一遇洪水时,由围堰挡水、导流隧洞+涵洞导流。根据枢纽工程布置特点、结构型式及施工条件,确定工程建设总工期为25个月,分为工程筹建期、工程准备期、主体工程施工期和工程完建期4个施工阶段:①工程筹建期:第一年9—10月,筹建对外交通、施工用电、通讯、征地、移民以及招标、评标、签约等工作;②工程准备期:第一年10月—次年10月,完成场地平整,场内交通,临时建房、施工工厂、施工导流等工程;③主体工程施工期:次年8月—第三年9月,完成主体工程施工;④工程完建期:第三年9月—第三年11月,工程完工。坝体施工导流时段可划分为两2时段:第一阶段:第1年10月工程开工至次年8月截流,将经历1个汛期。该阶段利用原河床导流,主要进行导流围堰、导流隧洞+涵洞、坝体左右岸坡心墙基础开挖、浇筑、灌浆等工作。第二阶段:次年8月至第3年11月,将经历1个汛期。该阶段采用上游围堰挡水,导流隧洞+涵洞导流,主要进行沥青混凝土心墙铺筑、坝体填筑、上、下游护坡及防浪墙浇筑等工程。

4导流建筑物

4.1导流隧洞+涵洞

根据枢纽布置,结合地形、地质、水文、施工条件,按照石方开挖尽量少的原则,通过左岸导流隧洞+涵洞方案、左岸导流隧洞方案、右岸导流隧洞方案3种初选方案的比较,选择了施工速度快、开挖后基础易处理的左岸隧洞+涵洞方案。水库建成后,导流隧洞+涵洞改为永久放水建筑物使用。导流隧洞进口位于坝轴线上游约120m,涵洞出口在坝轴线下游约100m处,洞身由有压隧洞段和无压涵洞段组成,全长228.5m,设计底坡1∶50。其中隧洞段长58m,采用圆型断面,衬砌后直径为2.4m;涵洞段长158.5m,采用城门洞型断面,衬砌后净宽2m,直墙高2m,洞底至拱顶净高为2.9m;隧洞和涵洞之间由竖井段连接,竖井段长12m,竖井高61.40m,井内设平板检修和工作弧形闸门各一扇,平板闸门孔口尺寸为2m×2m,工作弧形闸门孔口尺寸为2m×1.5m。隧洞进口处布置检修塔井段,塔井宽3.4m,长5m,塔井顶部平台处设工业进水口,安装工业供水管由洞顶通往下游。

4.2上游围堰

上游围堰按照20a一遇坝体临时度汛防洪标准来设计。采用如下公式计算,可以得到上游围堰堰顶高程为1888.75m。H=h+E+R+Z=1888.75m(1)式中:R为波浪爬高,m;E为风浪雍高,m;h为静水位,m;Z为超高,m。上游围堰设计堰长130m,最大堰高13.75m,顶宽4m,前坡1∶2.25,后坡1∶2,迎水面结构分别为0.25m厚混凝土护坡,板间缝采用弹性聚胺酯填塞。根据次年7月中旬夏汛前坝体不能够填筑到20a一遇洪水高程的施工进度,同时考虑到上游围堰与坝体结合,前期可加大堰体填筑。

4.3施工期排水

施工期基坑排水采用明沟排水系统,沿基坑周围布置排水干沟、支沟,随基坑进展逐渐加深干沟和支沟,利用集水井汇水,采用离心泵抽排水至下游河道。

5截流

根据河流水文特性及施工条件分析,截流时段选次年8月非汛期,截流流量选用5a一遇8月最大洪水流量为0.22m3/s。由于截流设计流量很小,施工难度不大,采用立堵方式截流,在上游围堰闭气后方可处理河床段心墙基础。

6结语

涵洞施工总结篇6

Abstract: Any water conservancy and civil engineering and construction structures must be constructed in the formation. The culverts foundation in the municipal engineering is the lowermost part which structures directly contact with the formation, and the foundation itself will generate additional stress and deformation after suffered the various loads. In order to ensure the normal use and safety of the structures, culvert foundation must have sufficient strength and stability, its deformation should be within the allowable range.

关键词: 市政工程;道路;涵洞;基础;设计;质量

Key words: municipal engineering;road;culverts;foundation;design;quality

中图分类号:TU99 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2012)36-0075-03

0 引言

涵洞主要是为宣泄地面水流,根据连通器的原理而设置的横穿路堤的构筑物。它是路堤通过洼地或跨越水沟,或为把路基上方的水流宣泄到下方,而设置的横穿路基的小型地面排水结构物。其单跨计算跨径L小于5m,多孔跨径小于8m。涵洞是市政道路工程中的小型构造物,虽然在工程总造价中所占的比例很小,但涵洞设计和施工质好坏,直接影响到市政道路工程的整体质量及使用性能,也影响到周围农田的灌溉和排水。

1 涵洞的类型

涵洞的分类方法很多,主要有按建筑材料、断面形式、洞顶填土、水力性能、结构构造等进行分类。按涵洞建筑材料不同可分为黏土砖涵洞、石材涵洞、混凝土涵洞和钢筋混凝土涵洞等。黏土砖使用年限较短,在工程中不提倡采用。按涵洞断面形式不同可分为圆管涵洞、盖板涵洞、箱式涵洞和拱式涵洞等。

1.1 拱式涵洞:拱式涵洞主要由拱圈、护拱、涵台、基础、铺底、沉降缝及排水设施等组成。拱式涵洞是指洞身顶部呈拱形的涵洞,一般超载潜力较大,砌筑技术容易掌握便于修建,是一种普遍的涵洞形式。

1.2 圆管涵洞:圆管涵由洞身及洞口两部分组成。洞身是过水孔道的主体,主要由管身、基础、接缝组成。洞口是洞身、路基和水流三者的连接部位,主要有八字墙和一字墙两种洞口型式。圆管涵的管身通常由钢筋混凝土构成,管径一般有0.50m、0.75m、1.00m、1.25m和1.50m等五种,管径的大小根据排水要求选择,多采用预制安装,预制长度通常为2.00m。当采用0.50m或0.75m管径时用单层钢筋,而孔径在1m及1m以上时采用双层钢筋。0.50m管径时其管壁厚度不小于6cm,0.75m管径时管壁厚度不小于8cm,1.00m管径时管壁厚度不小于10cm,1.25m及1.50mm管径时管壁厚度不小于12cm。

1.3 箱式涵洞:箱式涵洞主要由钢筋混凝土涵身、翼墙、基础和变形缝等组成。箱式涵洞不同于盖板明渠,箱涵的盖板及涵身、基础是用钢筋}昆凝土浇筑起来的一个整体,可用来排水、过人及车辆通过。箱形涵洞特别适用于软土地基,但造价会高一些。

1.4 盖板涵洞:盖板涵洞主要由盖板、涵台、洞身铺底、伸缩缝和防水层等构成。盖板涵洞是涵洞的一种形式,它具有受力明确、构造简单、施工方便等优点。盖板涵洞与单跨简支板梁桥的结构形式基本相同,只是盖板涵洞的跨径较小。

2 涵洞基础设计要求

2.1 基本要求:涵洞基础的设计应保证具有足够强度、稳定性和耐久性。应结合结构物和地基特点、要求,根据桥涵处的水文、地质、地形、结构形式、材料供应和施工条件等,合理地选择基础的类型,地基的加固形式,确定基础的埋置深度,做到全面分析、综合考虑、精心设计。涵洞址处的工程地质好坏,直接影响基础的强度和稳定。地质构造对基础类型的选择有着决定性的意义,设计时应当认真查明涵洞处的地质情况,为涵洞的基础设计提供可靠的原始资料。

2.2 基础设计的资料收集:涵洞基础的设计方案与计算中有关参数的选用,都需要根据当地的地质条件、水文条件、结构形式、荷载特性、材料情况及施工要求等因素全面考虑。施工方案和方法也应当结合设计要求、现场地形、施工技术设备、施工季节、气候条件、水文等情况来研究确定。因此,应在正式设计之前通过仔细地调查研究,充分掌握必要的、符合实际情况的资料。涵洞基础的设计除应掌握有关该涵洞所需的资料,包括结构形式、涵洞孔径、承受荷载及国家颁发的设计、施工技术规范外,还应注意工程地质、水文资料的搜集和分析,重视土质、建筑材料的调查和试验。涵洞基础的设计应掌握的资料,其中各项资料的内容范围,可根据涵洞工程的规模、重要性及涵洞处的工程地质、水文条件的具体情况和设计阶段确定取舍。

3 涵洞基础类型的选择

涵洞的基础类型很多,可根据建筑材料、结构形式和工作条件不同来划分。各类基础的特点和适用条件如下。

3.1 按建筑材料不同划分:涵洞基础按建筑材料不同,可分为石材基础、砖材基础、混凝土基础和钢筋混凝土基础。在选择基础建筑材料时,主要应从材料的耐久性,包括抗冻性、抗水性和抗风化性,当地材料的储量,并结合机械化程度、劳动力条件、施工方法及施工期限等方面综合考虑。石材基础:一般采用水泥砂浆砌块片石,在地下水位以上也可用掺石灰的混合砂浆砌筑。砖材:基础在缺乏石材的地区,也可采用砌砖基础。由于砖的强度和耐久性均较差,所以在永久性涵洞中不提倡应用。根据施工实践经验,如将基础四周面层用浸透沥青的砖砌筑,可以大大提高砖砌体的抗冻性和耐久性。石材的强度等级不应小于MU30,砌筑砂浆的强度等级不应小于M5。由于浆砌块片石水泥用量较少,所以在石材丰富地区,一般的永久性涵洞采用较多。但是,浆砌块片石劳动强度较大,砌体的整体性稍差。混凝土基础混凝土:基础工程中最常用的材料,具有施工简便、整体性好、便于机械化施工等特点。涵洞基础混凝土的最低强度等级为C15。为了节约水泥、降低造价,可在混凝土中掺入含量不大于25%的片石,片石的强度等级不低于MU25,且不低于混凝土的强度等级。另外,还可采用各种形状的混凝土预制块来砌筑。钢筋混凝土基础:当基础承受较大挠曲时,可采用钢筋混凝土浇筑。混凝土的强度等级不应低于C15。由于钢筋混凝土的抗压和抗拉强度均较高,因此能够在较小的埋置深度内取得较大的支撑面积。

3.2 按结构形式不同划分:根据上部构造的要求及地基情况的不同,涵洞基础的构造形式可分为非整体性基础和整体式基础。非整体性基础非整体性基础又称为分离式基础,它是单独修筑在各涵台下相互独立的基础,一般在跨径较大及地基强度较高时采用。整体式基础一般为矩形基础,其尺寸通常是由上部结构的大小而定,而不受地基承载力的控制。当地基土质不均匀时,为防止不均匀沉降和局部破坏,或因涵洞跨径较小基础相距太近,或为了施工过程中的便利,往往将涵台下基础联合成整体式基础。

3.3 按工作条件不同划分:涵洞按其工作条件不同,可分为刚性基础和柔性基础,它们分别适用于不同的情况下。刚性基础:当基础材料的强度较低时,其结构尺寸可以不满足抗弯曲强度的要求,计算中可不计其弯曲变形,这种基础称为刚性基础,如石料、黏土砖及混凝土基础等。柔性基础:在上部荷载作用考虑其弯曲变形者,则称为柔性基础。如将涵管置于天然土层或砂砾石垫层上,这种无基涵管的下部也属于柔性基础。但在经常有水或涵洞前壅水较高,以及淤泥、沼泽和严寒地区,均不宜采用柔性基础。

4 基础的埋置深度设计

工程实践证明,影响涵洞基础埋置深度主要有三个因素:一是地基土壤的强度,即地基承载力大小;二是水流的流速及冲刷能力;三是地基冰冻的程度。考虑这三个方面的因素,基础的埋置深度应符合下列要求。

4.1 埋置深度:设置于基岩上的基础。一般可直接置于基岩上,但应当将风化层彻底清除。如果风化层较厚难以清除干净时,也可置于风化层中,埋置深度应根据风化程度、冲刷情况及承载力大小而定。当地基为一般土壤河床且无冲刷时,基础应埋置于地面下不小于0.6m或1.0m,盖板涵为0.6m,石拱涵为1.0m。如河床上有铺砌时,一般宜设置在铺砌层底面以下1.0m。当地基为一般淤泥或软弱层时,应根据地质情况采用扩大基础、倒拱、块石挤淤、砂及木桩挤密、换土、砂垫层等加固措施。在有冲刷的河道上,由于涵洞都设置铺底,一般不考虑冲刷深度对基础埋深的影响。冰冻对地基的影响较大,地基土壤冻胀后承载能力大大降低,特别是在春季消融后会引起土基翻浆,严重影响基础的稳定。因此在冰冻地区,基础埋置深度还应考虑冰冻深度。

4.2 涵洞的刚性扩大基础:当地基承载能力不足时,可采用设置多层的扩大基础,刚性基础扩大时,台阶的挑出长度应与台阶高度保持一定的比例,通常用刚性角口来控制。对于砖、片石、块石和料石砌体,当采用M5级以下砂浆砌筑时,刚性角应当取口≤30°;当采用M5级以上砂浆砌筑时,刚性角应取a≤35°。当采用混凝土浇筑时,刚性角应取口≤40°或口≤45°。基础的厚度应根据墩台身的结构形式、荷载大小、选用的基础材料等来确定。基底的标高应按照上述埋置深度要求确定,水中基础的顶面一般不高于最低水位,在季度性河流或旱地上的墩台基础,应不宜高出地面,以免将基础碰坏。这样,基础的厚度可按上述要求所确定的基础底面和顶面标高求得。基础的平面尺寸基础的平面形状一般应根据墩台身底面的形状而确定,实体墩身的截面常采用圆端形基础的剖面尺寸刚性扩大基础的剖面形状,一般做成矩形或台阶形。自墩台身底边缘至基顶边缘的距离称为襟边,其一方面是扩大基底面积,提高基础的承载力,同时也便于对基础施工时在平面尺寸上可能发生的误差进行调整,也为了满足支立墩台身模板的需要。其值应视基底面积的要求、基础厚度及施工方法而定。根据工程施工经验,墩台基础的襟边最小值为20cm。所拟定的基础尺寸,应是在可能的最不利荷载组合条件下,能保证基础本身足够的结构强度,并能使地基与基础的承载力和稳定性均能满足要求。台阶式基础每层的台阶高度,通常为0.5~1.0m。在一般情况下,各层台阶宜采用相同厚度。

5 结束语

工程实践充分证明,涵洞的基础设计和施工质量好坏,是整个结构物质量的根本。基础工程属于是隐蔽工程,如有缺陷很难发现,也很难进行弥补或修复,而这些缺陷往往直接影响整个结构物的使用及安危。在某种情况下,基础工程施工的进度,经常控制整个结构物施工的进度。

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涵洞施工总结篇7

关键词:水利工程;水库土坝;输水涵洞;渗漏水

中图分类号:TV698.2 文献标识码:A 文章编号:1000-8136(2012)17-0058-02

1 水库土坝坝内输水涵洞的渗漏水问题的成因

社会经济在近20年来得到了极速的发展,但水利建设工程却由于在我国兴建水库之初,仅凭人海战术与大量的物力在未得到充分的理论论证和精确测量的基础上发展建设,大多数水利水库存在各种质量问题是不可避免的,尤以大坝渗漏水问题最为严重。通过总结以往关于水利工程建设的实例来看,主要分析水库土坝坝内输水涵洞渗漏水问题的因素大致为:

1.1 设计时可参考的规范性文件不多,导致施工难以保证良好的抗渗水能力

水利水库建设在过去的社会环境下没有更多或更先进的可供参考的设计规范性文件,在设计工作中由于各种影响因素的存在,不能准确规定工程建设的使用期限和最后的使用强度,而且建设施工的大坝输水涵洞强度也不能完全满足实际的承重需求,或者在运营使用多年后涵洞结构就出现了明显的质量问题,如裂纹、孔洞等。

1.2 施工准备阶段没有组织安排专项的涵洞加固工作

处于当时经济与技术水平相对较落后的年代,由于在针对输水涵洞的加固作业中往往仅是通过利用简单的人力、物力对输水涵洞结构进行加固处理,这样的做法是不能完全满足大坝长期运营中的排水工作需求的,而且随着水库运营时间的推移,输水涵洞结构根本无法保证正常工作,常见的质量问题如塌陷或结构体断裂等。

1.3 输水涵洞施工回填土方没有进行严格的碾压密实

水库土坝坝内的输水涵洞在完成铺设工序后,回填土方需要进行严格碾压密实。但在实际的施工过程中受施工条件限制,不可能严格按照要求对回填土方进行充分碾压密实。如大坝施工往往会选择在冬季农闲时节进行,此时,施工受低温影响严重,普通程序的碾压效果不明显,回填土方根本无法完全夯实,这样情况下的施工很容易造成输水涵洞结构的渗漏水问题。

1.4 设计与施工中存在重大的缺陷

水利水库在土坝设计中存在明显的缺陷,没有针对水库土坝的输水涵洞结构设计专门的截水环装置,或是截水环的设计数量不足,或是在设计中专门的防水设施与大坝整体结构搭接不合理等情况都是造成土坝坝内输水涵洞结构渗漏水问题的原因。

以上这些原因都会造成水库大坝坝内输水涵洞严重的渗漏水问题,在水利水库长期的运营过程中由于地表水或库内水流的冲刷作用使得坝体内部的土料受到严重冲刷,过度流失,极易引发如坍塌、滑坡等事故,更有甚者导致溃坝。

2 水库土坝坝内输水涵洞的渗漏水问题的整治措施

2.1 整治思路

我国在水利水库土坝坝内输水涵洞发生渗漏水问题以后,整治办法最为直接的是通过传统的方式对输水涵洞进行除险加固处理。对坝内输水涵洞结构出现的裂缝、孔洞等质量病害部位进行详尽的现场勘察与调研,掌握情况后利用套管、内衬或在管洞外部进行包裹加固等方法对病害处进行除险加固。如果问题比较严重,考虑到以上方法不能完全保证良好的效果则应考虑更换新的涵洞排水管。必须强调的是,无论采用何种加固方法,都要对病害处采用灌浆、开挖回填或灌浆与开挖回填相结合以加强大坝地基承载能力,而除险加固方法的选用还必须要根据大坝的施工地质条件和病害的严重程度进行相应的对比调整。

2.2 整治措施

2.2.1 倒挂井增设一定数量的截水环

水库土坝坝内的输水涵洞沿管壁接触渗漏水的问题是相对比较严重的一种,并且这种问题的整治过程也异常繁杂,需要在输水涵洞管壁外部增设一定塑料的截水环装置。因为输水涵洞排水管道处理的是大坝内部输水,增设截水环装置需要先对大坝进行开挖,而开挖过程极容易发生次生灾害,总之影响了水库整体的运营安全。对此,可考虑采用倒挂井的施工工艺对渗漏水问题进行整治。从通常意义上来讲,倒挂井施工是在水利大坝的坝顶上事先浇筑混凝土锁梁,然后在梁下修建混凝土倒挂井逐层向下开挖、立模、浇筑混凝土。需注意的是,在对坝体开挖及坝内倒挂井施工的过程中必须强调安全作业,严格控制开挖施工的进尺,一般控制在30 m以内,特别是在无黏性沙土土坝的整治施工中,开挖的进尺深度一定要严格控制,预先采取灌注黏土、水泥浆液进行灌浆充填,否则极易导致塌方事故。

2.2.2 填充灌浆

在水利水库土坝坝内输水涵洞结构两侧的回填土如果没有充分碾压夯实,或是地质灾害导致地基沉降,水库蓄水后,输水涵洞结构变形形成渗漏缝隙,渗漏水问题的长期存在往往会在输水管道周围形成更大的孔洞结构,导致质量问题的严重性扩大。整治思路是通过灌浆充实输水涵洞结构周边的孔洞以达到抗渗漏的作用。首先需要在处理之前确定出现渗漏水问题的准确部位,经过精确测量确定灌浆位置,同时确定灌浆压力、材料以及浓度等指标。灌浆的压力一般控制不大于0.05 MPa,避免造成新的病害问题,浆液材料一般选用黏土水泥浆液,同时为保证灌浆的效果,适当增加灌浆的次数,而每次的灌浆要确保间隔时间不少于5天。在水库土坝整治施工中影响到大坝整体的防渗性能时则不考虑采取填充灌浆的整治方式。

2.2.3 喷射灌浆

与倒挂井增设一定数量截水环整治措施相同的是,喷射灌浆整治对象也是管壁接触渗漏水问题。不同点在于喷射灌浆是利用高压水或高压浆液利用形成的一道高压喷射束冲破底层,同时以水泥浆同土层相结合形成柱状或板墙状的凝结固体结构,从而有效提高水库土坝的抗渗能力和承载能力。特别注意的是在进行高压喷射时需注意不得破坏水库土坝与输水涵洞之间的土体结构。喷射灌浆的压力控制和浆液选择一定要根据大坝实际的施工材料和结构致密程度进行。在进行喷射灌浆整治时只需要确定输水涵洞的隐患部位就可进行具有针对性的高压喷射处理工作。但是,其明显的缺陷是对大坝土质的要求极为严格,仅仅被适用于沙土质或淤泥土质中,而一些黏性较大的土质坝体则应用效果不明显,还容易导致大坝整体的工程质量问题,喷射灌浆完成后难以形成结构均匀的黏土板墙或泥结石墙体。因此,这种工艺方法是难以在水库土坝坝内输水涵洞渗漏水问题整治中得到推广与应用。

3 结束语

据数据分析表明,水库土坝的破坏主要来源于水和其他外力的侵袭以及土体强度的不足,其中渗流产生的坝体破坏占主要比例且造成的后果最为严重。由于我国水利工程水库建设中部分输水涵洞或涵管作为工程的排水建筑设施,运营过程中属于组织维修将导致大多数输水涵洞存在渗漏水问题,使得水库大坝难以为系正常的使用功能且藏有安全隐患。笔者认为,对土坝坝内输水涵洞漏水的处理应主要加强对大坝的前期维护的管理工作,如已发现问题则应根据具体情况区别对待,采用具有针对性的专项整治处理方案,以确保水库土坝的正常使用与安全运营。

参考文献:

[1]唐庚华.小型水库土坝坝内输水涵洞漏水的处理[J].现代物业(上旬刊),2012(4).

涵洞施工总结篇8

三架山水库位于驻马店市驿城区胡庙乡,在淮河流域洪汝河水系汝河支流玉皇河上游,水库控制流域面积4.5km2,总库容306万m3。水库始建于1964年冬季,1966年竣工。水库工程由大坝、溢洪道、输水洞组成。(1)大坝:粘土心墙砂壳坝,全长200m,坝顶高程178m,最大坝高24m,坝顶宽4.50m。(2)溢洪道:位于大坝左坝肩,无控制措施,左岸边墙为石英岩,右岸为浆砌石导水墙。(3)输水洞:位于大坝右坝肩桩号0+011处,进口座落于库区内右岸山坡之上。洞身分为三段,①进口至粘土心墙前为直径0.5m的现浇钢筋砼圆涵,该段洞身座落于石英岩和碎石上;②粘土心墙下部洞身为0.6×0.6m钢筋混凝土方涵,该段洞身斜交于大坝;③出口段洞身为直径0.5m的现浇钢筋砼圆涵。输水洞进口底高程为159.30m,出口底高程为157m,洞身长168m,进口斜拉闸门控制,出口为闸阀控制。2008年12月输水洞工程开工,施工中对输水洞上段拆除重建,保留下游段洞身,对出口消能工程进行加固,2009年4月完工。

2存在问题

(1)工程存在的问题:2009年9月,水库开始下闸蓄水,至2010年5月,库水位达到高程167m。2010年5月底,输水洞开闸放水,现场检查发现,输水洞下游闸房处排水沟及坝脚低洼处漏水严重。(2)存在问题的初步分析:①输水洞渗漏问题由来已久,险情发生后通过走访参加过处理输水洞渗漏的群众得知,输水洞自1965年建成后不久就存在渗漏,70年代末由当时的确山县水利局组织人员曾经进行过处理,计划处理的方案为:沿上游坝肩向下开挖竖井至漏水的箱涵部位,采用预制砼管固壁后再处理渗漏部位,后因开挖后的井壁坍塌严重,预制砼管无法沉入而放弃。②输水洞除险加固前,水库一直处于低水位运行,渗漏不太严重,2009年除险加固后开始下闸蓄水,高水位运行后才发现渗漏问题加剧。③输水洞运行方式由无压洞变为有压洞运行,粘土心墙下老箱涵接头处止水老化、失效,在高压水流的作用下被击穿,形成渗漏通道;④粘土心墙与老箱涵结合部可能已经形成接触渗流带,这是造成下游坝脚新建圆涵外侧渗漏的主要原因。

3方案比选

根据以上总结分析的输水洞存在的工程险情,本次输水洞除险加固设计重点解决输水洞洞身渗漏及洞壁接触渗漏问题,消除安全隐患。综合考虑工程安全、投资、运行管理、效益等制约因素,初步拟定重建、竖井、隧洞3种方案进行比选。

3.1重建方案设计

破坝拆除重建输水洞,新建进、出口控制设施。(1)坝体拆除:沿现状输水洞位置拆除坝顶路面、防浪墙、上下游护坡;开挖坝体,左岸开挖边坡坡比1∶3,右岸开挖至岩石岸坡;拆除老输水洞。(2)重建输水洞:新建钢筋砼塔式进水口、箱涵(断面尺寸1.50m×1.80m、宽×高)及出口连接段。输水洞轴线向右岸偏移,使建筑物座落在石英岩基础之上。(3)坝体恢复:按照大坝原设计断面尺寸回填粘土心墙和砂壳坝体,恢复大坝上游砼护坡、坝顶浆砌石防浪墙、砼路面。

3.2竖井方案设计

开挖竖井,直接处理粘土心墙下部已经查明的箱涵漏水部位。

3.2.1竖井开挖

(1)自坝顶处沿粘土心墙垂直开挖竖井至已经查明存在渗漏的箱涵部位,浇筑C20砼进行堵漏,形成一道外包箱涵的截水环进行截渗;(2)竖井开挖断面为正方形,边长3m,边开挖边支护,竖井开挖深度达到2m时随即采用标准钢模板固壁、钢管支撑进行支护,竖井底部开挖高程必须低于现状箱涵底部1m,即高程152m。

3.2.2充填灌浆防渗

(1)在竖井底部沿洞身外壁与粘土心墙结合部,分别在水平方向向上、下游采用水泥粘土浆充填灌浆。(2)垂直大坝轴线方向,对粘土心墙下箱涵外侧进行水泥粘土浆充填灌浆,灌浆长度为箱涵全段,灌浆孔沿洞顶和两侧洞壁布置3排,孔距0.8m。

3.2.3新建进水口控制设施(同重建方案)

3.3隧洞方案设计

老洞封堵,新开输水隧洞。(1)老洞封堵:自现状输水洞进口处,分别向洞身内和洞身外壁水平方向充填水泥粘土浆进行封堵,直至充填密实后在洞身进口处浇筑钢筋砼塞进行密封。(2)新开隧洞:位置选择在大坝右岸山体,进水口位于现状输水洞进口上游,出水口位于现状输水洞出口闸阀房右侧山坡处,洞身长192m;进口设塔式闸门控制,洞身断面为直墙圆拱型,采用“先拱后墙法”衬砌施工;隧洞纵坡3/1000;出口设消能段与下游河道连接。

3.4方案比选

对于上述比选的3个方案,主要不同之处在于破坝与否,从而带来对地形及地质适应性、工程施工难易程度、工程除险后安全性及工程投资等方面的差异,方案比选主要针对上述几点进行评价分析,最终选择较为理想的设计方案,比较如下。

3.4.1地形及地质情况

从地形、地质情况看,重建方案需要破坝,施工在地形上不受限制,坝体开挖后能直观的处理不良的地质情况,但需要高边坡开挖,土石方工程量大。竖井方案工作面狭窄,受地形限制,大型机械无法施工,地质情况不明,不确定因素较多。隧洞方案同样受地形限制,施工效率低。

3.4.2工程施工条件及难易程度

3个方案对外交通,用水、用电条件基本相同。重建方案:该方案施工设备简单,施工技术成熟、砼施工质量易于控制,工程较长,需要在一个非汛期内完成。坝体回填施工碾压质量要严格控制。竖井方案:该方案施工设备简单,竖井开挖施工风险大,不安全,施工环境差,质量不易于控制,施工队伍不易选择。隧洞方案:施工技术、地质情况复杂,施工受天气影响干扰较小。总之,从施工角度讲,3个方案各有千秋,重建方案施工较为简单、成熟;竖井方案施工设备简单,隧洞方案技术复杂。

3.4.3除险加固后的工程安全度

如前所述,该次设计的重点是解决输水洞洞身渗漏及洞壁接触渗漏问题,无论采取何种方案都要处理洞身渗漏问题。重建方案能彻底解决渗漏安全隐患,但受汛期影响,存在防汛风险;竖井方案处理位置明确,但充填灌浆质量不易控制、处理效果不太直观;隧洞方案对洞身的封堵理论能很好解决存在的渗漏问题,技术复杂。

3.4.4工程投资评价

重建方案工程投资498.35万元,竖井方案工程投资132.92万元,隧洞方案工程投资346.01万元。从工程投资上看,重建方案投资偏大,竖井方案投资较省,隧洞方案投资居中。

3.5推荐方案

综合上述比较,各方案在工程施工条件及施工难易程度,工程除险加固后安全度及工程投资等方面存在差异。但从长远来看,综合考虑工程防汛安全大局,本次方案比选认为:重建方案较为优越,该方案能彻底解决输水洞渗漏问题,施工技术成熟,且施工质量易于保证,工期虽长但有保障,故本次设计推荐重建方案。

4重建方案设计

4.1坝体拆除设计

本次设计沿现状输水洞位置拆除坝顶路面、防浪墙、上下游护坡;开挖坝体,左岸开挖边坡坡比1∶3,右岸开挖至岩石岸坡;老输水洞建筑物全部拆除。

4.2进口闸室段设计

根据输水洞进口的地形地貌,本次设计的输水洞进口建筑物采用塔式进水口,即在输水洞进口浇筑钢筋砼墩墙及排架,在排架顶部布置启闭机设备,并设工作桥与岸坡连接。输水洞塔式进口段各部分的结构布置如下。

4.2.1进水口段

进水口段为M7.5浆砌石斜降八字墙,顺水流方向长度6m,进口宽3m,与闸室连接处宽1.50m,八字墙高2.5m,底板高程159.50m,C20素砼结构。4.2.2闸室段闸室段为钢筋砼墩墙结构,闸孔净宽1.50m,闸底板顺水流方向长6m,宽4.50m,底板高程159.50m;检修层以下闸墩为钢筋砼结构,底宽0.4~1m,检修层高程为174.50m,启闭层高程为176.97m。

4.2.3工作桥

启闭机房与右岸岸坡之间采用工作桥连接。

4.3洞身段设计

输水洞洞身原设计位于大坝桩号0+010处,该处坝基为强风化破碎石英岩基础。设计将输水洞轴线向右岸偏移至桩号0+014处,使进口闸室段、洞身段座落在新鲜的石英岩基础之上。洞身采用单孔C20钢筋砼箱形涵洞,全长88m,底板纵坡3/1000,考虑施工及今后检修因素采用孔径1.5×1.8m(宽×高),洞身每10m分缝一道,分缝处设截水环及651橡胶止水。

4.4出口段设计

洞身出口设消能防冲段与下游尾水渠道连接,由斜坡段、消力池段、渐变段、尾水渠段组成。斜坡段长3.78m,采用1∶3的坡度与消力池连接;消力池深0.5m,池宽2m,池长5m;渐变段为浆砌石扭面结构形式,长5m;尾水渠段长5m,梯形断面,底宽2m。4.5坝体恢复设计输水洞建筑物施工完毕后,需对坝体恢复重建。坝体结构形式仍采用原设计,位置不变,即粘土心墙砂壳坝。坝顶高程178m,坝顶宽5m,上有1.0m高防浪墙,大坝上、下游均在165.0m处设一道宽2m的戗台;上游戗台以上坝坡为1∶2.5,以下坝坡为1∶3,均采用为砼护砌;下游戗台以上坝坡为1∶2.5,以下坝坡为1∶3,为草皮护坡;坝脚设贴坡排水;坝坡及右岸岸坡设纵横排水沟;上、下游坝坡各设踏步一道。

4.5.1粘土心墙

(1)粘土心墙设计顶部高程176.5m,顶宽3m,上、下游边坡均为1∶1,上、下游边坡均设置反滤层(3层反滤料),反滤层自心墙顶部深入截水槽底部。(2)在心墙底部开挖截水槽,横贯整个坝基并延伸到大坝右岸,设计将坝基强风化石英片岩全部清除至未风化岩基,截水槽开挖断面呈梯形,深3m,槽宽48.38m,边坡1∶1,底部高程154.8m;(3)在未风化岩基之上浇筑C20素砼垫层后开始回填粘土心墙,以免心墙填土与裂隙发育的岩石接触,心墙填土被裂隙内集中渗漏冲刷造成管涌。(4)粘土心墙填筑土料不再使用原心墙开挖粘土,设计采用新选粘土料场开挖土料,粘土料场位于大坝上游2km山坡脚处,储量完全满足要求;根据击实试验求得最优含水量16.8%,最大干密度1.72g/cm3。(5)粘土心墙填筑标准:压实度不小于96%,压实后的渗透系数不大于1×10-4cm/s。

4.5.2砂壳坝体

坝壳仍采用破坝开挖的坝体砂卵石或石渣料进行回填。砂壳坝体压实标准按相对密度确定,要求不低于0.75,具体压实参数以现场碾压试验确定的为准。

4.5.3上、下游坝坡

(1)上游坝坡设计采用C20砼进行护砌,护坡板厚为14cm,单块尺寸3×3m,板面设D75排水孔及反滤层,排水孔间距1m,板下设12cm厚的碎石垫层。

4.5.4下游坝坡

下游坝坡自戗台以上采用草皮护坡;戗台以下至坝脚采用干砌块石护砌,干砌块石下部设反滤层。4.5.5坝顶工程坝顶设计宽5m,上游坝肩设M7.5浆砌石防浪墙,净高1.0m;下游坝肩设路缘石;坝顶路面采用C20素砼浇筑,厚20cm,每5m分缝一道,缝内充填沥青填料。4.5.5排水沟及踏步下游坝坡每间距50m设排水沟一道,岸坡、戗台、坝脚各设排水沟一道,均采用C20素砼结构。为检修方便,在大坝上、下游坝坡各设踏步一道,踏步宽1.4m,坡度砼坝坡,均采用C20素砼结构。

5结语

涵洞施工总结篇9

【摘要】市政涵洞施工新技术在能源、水利、交通、市政等领域应用广泛,涵洞施工质量控制及预防措施倍受关注,所以本文分析了涵洞施工新技术应用。

【关键词】市政涵洞;施工;新技术;综合应用

据有关资料显示,市政涵洞工程数量约占桥涵总数的60%-70%。涵洞具有强大的整体强度和稳定性,保证在设计荷载的作用下,构件不发生变形和位移。同时具有较高的耐久性和可靠性,不发生破损。

1 市政涵洞概况

市政涵洞是道路交通与沟渠交叉处保证水流顺利流过的通道,作为一种洞穴式水利设施,通过闸门以调节水量。涵洞是设于路基下的排水孔道,洞身保证水流通过,直接承受填土压力和荷载压力,并将其传递给地基,洞身通常由承重结构、涵台、基础以及防水层、伸缩缝等部分组成。钢筋混凝土箱涵及圆管涵为封闭结构,涵台、盖板、基础联成整体,其涵身断面由箱节或管节组成,为了便于排水,涵洞涵身还应有适当的纵坡。按构造形式,涵洞可分拱涵、圆管涵、盖板涵、箱涵。圆管涵管身通常由钢筋混凝土构成,管径大小根据排水要求选择,多采用预制安装。箱涵不是盖板明渠,箱涵的盖板及涵身、基础是用钢筋砼浇筑起来的一个整体,可用来排水、过人及车辆通过。

2 市政涵洞施工准备及方法分析

市政涵洞施工前要做准备工作,按照设计进行基底处理;平整场地,准备料场、砂浆和砼的拌和场及盖板预制场。精确放样、测量挖基的位置、尺寸、高程及涵洞两侧原地面标高,定出基坑开挖范围,将轴线控制线延长至坑外适当位置加以固定并妥善保护。根据基坑周边地形条件,做好地表防排水预防措施。根据设计要求和材料的不同来源,进行砂浆和砼的施工配合比设计。

市政涵洞施工过程中,需要遵循一定的程序和方法:

2.1 基坑开挖:基坑开挖采用人工配合挖掘机作业,当挖至高于设计0.3-0.4米时,用人工配合继续开挖修整成型。铺底时再突击挖至设计标高后,随即浇筑基础。如基底承载力达不到设计要求,立即用砂砾石换填,并进行基础砼浇筑。

2.2 浇筑基础砼和基坑回填:混凝土用料采用符合设计要求的砂、卵石和水泥,卵石粒径不得超过结构物最小尺寸的1/4和钢筋最小净距的3/4。水泥采用普通硅酸盐水泥32.5R,要确保砼标号和质量。每隔4-6米或地基土质变化处或填挖交界处必须在板接缝处设一道沉降缝,缝宽1-2cm,沉降缝平行路中线布设,在每浇筑一层之后用符合设计要求的材料填塞。

2.3 基础与墙身连接方式:基础砼浇筑完后,在基础表面安置卵石,卵石潜入基础砼深度不低于5cm,露出部分不小于5cm,按30cm的间距成梅花状布置。

2.4 涵身浇筑:涵洞墙身采用搭支架、支模板现浇施工。支模时,必须严格检查其位置的准确性和垂直度各部尺寸规格,校验无误后,支撑牢固,浇筑砼,每隔4-6米或地基土质变化处或填挖交界处必须在板接缝处设一道沉降缝,缝宽1-2cm,沉降缝平行路中线布设,在每浇筑一层之后用材料填塞。

2.5 盖板预制:为方便吊装,钢筋砼盖板就近集中预制,盖板预制必须严格按照设计文件尺寸及要求施工,待预制强度达到100%,涵台强度达到设计强度75%后,用汽车吊安装,安装前首先检查盖板及涵台尺寸,盖板与涵墙身必须顶紧,安装完成后用水泥砂浆填塞。

2.6 铺设防水层:用作防水层的沥青熬制中不断搅拌至全部成为液态,使用中的热沥青不低于150℃。涂敷前将圬工表面清刷干净,且保持干燥,不附着泥土和水等其它杂物。铺设油毛毡在先涂敷的热沥青还未凝固前进行,使之能粘合成一体并消除邹折和空鼓等现象。

2.7 进出水口:进出水口应严格按图纸所示,采用圬工结构修筑。进出水口的沟床应整理顺直,使上下游水流稳定畅通。

2.8 涵背两侧的填筑:在涵洞防水层作好且盖板砼强度达到要求后即安排涵洞台背回填,涵洞两侧对称均匀分层同步进行填筑施工,在涵洞两侧不少于2倍孔径范围内对称进行,涵台背后1.0米范围内采用轻型夯实机械施工,当顶部填筑厚度大于1.0米后允许使用使用重型施工机械,涵洞台背回填必须分层填筑压实,并检测每一层压实度,符合规范要求后再进行下一层填筑,分层填筑厚度为20-30cm。

2.9 涵洞盖板顶面填土:涵洞盖板顶面填土应在涵洞盖板强度达到要求后分层填筑,第一层松铺厚度不小于50cm,使用压路机碾压时以静压方式进行。

3 市政涵洞施工新技术应用

3.1 圆管涵施工新技术应用

基坑开挖准备。将基坑控制桩延长于基坑外2m加以固定。基坑开挖应保持良好的排水,在基坑外深挖集水井以利基础底面排水彻底。基坑应开挖至设计标高+20cm处时,然后人工挖除剩余20cm,以免机械扰动基底土。基坑开挖后应检验地基承载力,合格后,妥善修整,在最短的时间里铺垫层及浇筑基座。

基坑开挖后,应先进行装模,待模板安装完成并经验收合格后,方可进行砼浇筑。待基础砼强度达到75%以上时,开始安装管节,管节安装从下游开始,使接头面向上游,每节涵管应紧贴于基座上,所有管节应按正确的轴线和坡度敷设,在敷设过程中,应保持管内清洁无脏物。浇筑管壁处外侧砼,以固定涵管。涵管接缝宽度不大于5mm,用沥青麻絮填塞接缝内外侧形成柔性封闭层,再用两层15cm宽的浸透沥青的油毡包缠接缝。砌体应分层坐浆砌筑,砌筑前应做好砂浆封面,然后才进行砌筑。砌筑完成后,应进行勾缝。回填材料采用批准的能充分压实的透水性好的材料,分层、对称回填,每层厚度不大于15cm,第一层厚度控制在30cm左右,用振动夯夯实达到设计标准。

3.2 钢筋混凝土箱涵施工新技术应用

基础处理准备工作时,采用人工配合机械开挖,开挖前注意做好防排水设施,开挖按变形缝设置跳槽开挖,必要时做好临时支护工作。基底须整平夯实,并做基底承载力检测,若达不到150Kpa,则需换填碎石或砂砾。基底满足设计要求承载力后,按设计要求立模施作混凝土垫层。

在垫层上测量放线并画出钢筋布置大样及立模边线,然后绑扎底板及侧墙钢筋,绑扎侧墙钢筋时在外侧用钢管搭设临时支架以防钢筋笼变形。钢筋主筋保护层为3,底板下层筋保护层为4,钢筋锚固长度为35d,搭接长度为42d,钢筋搭接接头百分率不大于25%。

内支撑采用φ50钢管搭设,纵横向布距不大于1m,竖向布距不大于1.2m,顶部用可调托撑顶纵梁,纵梁上布置横梁,横梁上为顶模。内支撑的横向钢管应与内侧模在横竖带节点处用钢管卡子连接,起到横向内支撑作用。内模采用1.5的大平面模板制作,表面要求光洁无错台,模板接缝加贴密封胶条。

箱涵涵身每隔10-18米设变形缝一圈,凡地基土质发生变化以及地基填挖交界处,均设置变形缝,缝宽2-3。变形缝橡胶止水带采用QZ5―400型橡胶止水带。箱涵在变形缝设置处,砼应加厚一圈,加厚尺寸为25。在变形缝设置处内侧镶嵌3厚油浸软木板,外侧填塞止水密封膏。为了保证整个变形逢竖直且在一个截面上,立模堵头处须立分离式两块模板,并与内外模板以螺丝杆连接,油浸木板对应中空管处用胶粘贴在堵头钢模上。

4 结语

综上所述,涵洞是水利、铁路、公路等工程和市政建设及能源部门中常用的建筑物。尤其在道路工程中,因其数量多、工程量占总工程比重大,常需根据地形和使用要求选择不同形状的涵洞。所以,涵洞的设计与施工技术选择是否得当很重要,甚至有的市政工程需要研发采用新的施工技术,否则影响工程使用效果。

参考文献

[1]陈娜.浅析市政道路雨污水管道与涵洞相交问题.建筑监督检测与造价,2008(S1).

涵洞施工总结篇10

关键词:钢波纹涵管 高速公路 应用

中图分类号:U412.36+6文献标识码: A 文章编号:

郑卢高速公路洛宁至卢氏段是河南省高速公路网西部支线高速公路之一,是中原城市群西南向辐射通道之一,兼具连霍高速公路南辅道及三淅、二广高速公路联络线之功能。项目开展了钢波纹管涵应用技术研究,全线设置钢波纹管涵洞16处,起到了保证质量、节约投资、加快进度、有利环保的显著效益。

钢波纹涵管在我国河北、山西、内蒙、甘肃、上海、吉林、新疆、湖北等省份多有应用且普遍反映良好,河南郑卢高速公路此次设计较多的采用了钢波纹涵管的施工,很有必要对其施工技术进行总结研究以利于推广应用。本文特别对钢波纹管涵施工技术与质量控制要点进行全面分析研究。

一、钢波纹涵管国内发展应用概述

钢波纹涵管是由钢板制成波形板后卷扎而成或者拼装而成的涵洞用管,应用于公路、铁路涵洞等工程,也可以半圆或其他曲线方式做成跨线通道、隧道和巷道顶护。钢波纹涵管沿管长方向呈波形,有非常强的适应纵向变形能力,能避免因地基不均匀沉降从而造成破坏,在不增加材料用量的情况下,可以将管的径向承载能力提高数倍,由于其优越的性能和适应能力被国外广泛用于公路工程、铁路工程、矿山巷道、隧道工程、市政工程和军事通道。国内使用推广波纹涵管技术,是2000年以后由上海市公路管理处、上海市政设计研究院、同济大学、衡水益通公司等单位共同推动,2001-2006年在新疆、、河北、山西、内蒙等省份多条高等级公路上应用,用户普遍反映良好。

二、钢波纹涵管力学原理

钢波纹管周围土体在荷载作用下形成支撑,土体与波纹管形成一种组合结构,使波纹管能够承受很大的承载能力。钢波纹管沿直径方向为圆形或拱形,而纵向又是若干个小波纹拱,纵横组成双曲拱,与我国双曲拱桥的性质类似,由力学可知,拱式在竖向荷载作用下,支撑处不仅产生竖向反力,而且产生水平推力,由于水平推力的存在,拱的弯距将比相同跨径的梁或桥的弯距小很多,而使整个拱主要承受压力,波纹管涵四周有若干个支撑点,形成稳定的承载能力。

三、钢波纹涵管适用范围

钢波纹涵管适用范围广泛,一般性土地基、软土地基、湿陷性黄土地基、岩石地基均可适用,对于酸碱腐蚀严重的情况下,可以调整防腐方案,适应性广泛。

四、效益分析

(一)造价低。采用金属波纹涵管结构的涵洞和钢筋混凝土盖板涵和浆砌片石结构的涵洞相比,直接费用可以降低10-30%。因其钢波纹涵管结构,构造物本身重量较轻,允许涵管纵向沉降变形,对地基的要求较低,无需对地基进行复杂的处理。

(二)工期短。采用钢波纹涵管,构造物结构简单,现场开挖和地基处理与管体制作分别实施,地基处理只是夯实和沙砾摊铺,管体到现场后实施填埋,工序简单,实施也比较简单。小直径钢波纹涵管(直径3m以下)工期在3-7天,大直径钢波纹涵管(直径4m-6m)工期在7-25天,相比混凝土涵洞通道节约工期在40天以上。

(三)管体的生产由专业化工厂实施,不受现场环境的影响,从而避免了无法施工的天气对工程进度的影响,工厂大规模集约化的生产有利于降低成本,更有利于质量控制。

(四)采用金属波纹涵管基本无需水泥、石材、木材等常规建材,对公路、铁路沿线的环境减少了破坏作用,环保意义深远。

五、应用实例

郑卢高速公路洛卢五合同设计两道钢波纹管涵洞,分别为EK0+035(1-Φ4.0米 90度),长度36.65米;DK0+230(1-Φ3.0米 90度),长度29.75米,设计地基承载力不小于150KPa,现场开挖后检测地基承载力符合要求,这里需要说明的是,因钢波纹管涵结构是一种特殊的受力合理的结构,既有刚性又具有柔性,所以在道路项目建设中不必单独对波纹管的基底进处理,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。钢波纹管涵洞基底换填以后,波纹管对基底的地基承载力要求很低,一般情况下,波纹管所处路段对地基载力的要求和该路路基地基承载力相同即可。

基础垫层材料采用厚100cm级配砂砾。填筑宽度为7.5m。密实度达到95%。涵管基础顶面采用级配砂砾找平,并按照涵管安装要求预留0.3%的预拱度。以确保管道中部不出现凹陷或逆坡,与波纹钢板接触部分铺设厚度10cm粗砂砾层,最大粒径不超过12mm。

管身安装前准确放出管涵的轴线和进、出水口的位置,拼装时要注意端头管节和中间管节的位置,管身安装应紧贴在砂砾垫层上,使管涵能受力均匀。基础顶面坡度与设计坡度一致。 管身采用Q235-A热轧钢板3-4块连接一周整体成型后再进行纵向连接。整体由中心向两端对称进行安装。安装时先安装底片,然后分别向上拼接。每安装10m进行一次管节的位置校正。对于出现偏位情况,采用千斤顶在偏位的方向向上顶管节进行纠偏。管节全部拼装完成后,检查管节位置是否符合设计要求。并在管身内侧所有钢板拼缝采用密封材料进行密封防止泄漏。管身安装好后,在管身内外管壁涂刷一层沥青防水层,以加强防腐蚀的作用。

涵管每侧填土不小于两倍孔径范围,同时在涵管两侧分层对称夯实,填料选用级配砂砾,压实度不低于96%。在管身最大直径两侧50cm外使用20T压路机碾压,50cm范围内使用小型夯实机械夯实,以避免压路机等大型机械设备对管涵的撞击。在施工过程中,当涵顶覆盖土厚度小于0.5m时,严禁任何重型机械和车辆通过。

洞口采用一字墙型+锥坡形式。帽石、一字墙、洞口铺砌采用C20砼,锥坡防护采用8cm厚M7.5浆砌预制C20混凝土六棱块。

此两道钢波纹管涵施工周期均为10天,相对应钢筋混凝土结构,提前工期30天,造价节约30%以上,工程质量满足设计规范要求。

参考文献:

1.《公路涵洞设计细则》(JTG/T D65-04-2007) 河北省交通规划设计院 人民交通出版社 2007