[发明专利]金属波纹管通道的施工方法

说明书

本发明公开了金属波纹管通道的施工方法，包括以下步骤：(1)管道拱度计算；(2)基础开挖；(3)基底处理；(4)管身拼装：将管片连接成环，再将环连接成管节，安装时从一侧排放第一根管节，使其管中心和基础纵向中心线平行，同样把第二根管节放置就位，当两根管节相邻法兰间距为3～5cm时，使两根管法兰上的螺栓对正，这时从第二节管节的另一端用撬杠撬动管节，使其向纵向平移；(5)管侧回填；(6)管背回填；(7)管顶回填；(8)洞口翼墙施工时间；(9)洞顶路基冲击夯。本发明能够根据实际地基承载力条件，研发出管体变形程度较低的大管径金属波纹管通道的施工方法，适用于跨度较大涵洞的施工，具有广泛的市场推广价值。

【技术领域】

本发明属于波纹管施工领域，特别涉及金属波纹管通道的施工方法。

【背景技术】

波纹管最早诞生于英国，1896年美国率先进行波纹板通道、涵管的可行性研究，并首次应用于涵洞。中国使用金属波纹管是从2001年以后，通过近几年的市场开发，已在河北、内蒙古、青海、宁夏、新疆、西藏等省市区的公路建设中得到广泛应用。

金属波纹管涵洞是薄壳结构，尤其构件直径较大时,存在稳定性的问题。在填土荷载较大或者不均衡填筑、路基压实等施工荷载作用，以及在使用阶段超载运输车辆振动碾压等情况下，需要考虑结构失稳破坏的问题。另一方面，在高填土以及重车等较大荷载作用下，薄壳结构的弹性变形很大，但是与之相连的混凝土前墙、侧墙、涵顶、侧向填土以及铺装等构造的弹性变形能力有限，在变形大的情况下会发生开裂破坏。

参考文献王艳丽和赵卫国发表了《金属波纹管管结构在河北省公路桥涵中的应用》[J]，公路，2008，5(5)：63-67.文中公开了管径小于4m的金属波纹管涵洞的施工，缺点：没有涉及管径大于4m以上金属波纹管涵洞的施工工艺，难以适用于大管径金属波纹管涵洞的施工要求。因此，研究一种具有大管径的金属波纹管通道、且该通道变形程度较低的施工方法具有广大的市场推广价值。

【发明内容】

针对上述现有技术的难点，本发明提供金属波纹管通道的施工方法，本发明先计算管道拱度，然后开挖基础，并在挖好的基坑中换填级配碎石，经过碾压处理后，使基础和管底密实结合；接着通过管身拼装和管侧、管顶的回填，能够使金属波纹管顺利安装；最后再经过洞口翼墙施工和洞顶路基冲击夯。本发明能够根据实际地基承载力条件，研发出管体变形程度较低的大管径金属波纹管通道的施工方法，适用于跨度较大涵洞的施工，具有广泛的市场推广价值。

为解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：金属波纹管通道的施工方法，包括以下步骤：

(1)管道拱度计算：根据地基承载力、涵背回填质量、管顶填土厚度、管直径和管自身物理性能经过建立有限元模型进行管体位移影响分析，经过反复迭代计算出符合实际地质条件的金属波纹管预拱度；

(2)基础开挖：根据放样的桩位用白灰撒出开挖边界，当开挖高度超过5m时为深基坑作业，开挖方式采用人工配合挖掘机开挖基坑，开挖至距设计标高30cm时停止开挖，基础四周设置排水沟，避免雨季基底被浸泡；

(3)基底处理：先使用材质为风化砂岩的级配碎石对管道基坑底进行了换填处理，换填深度为1m、宽度为12m，级配碎石垫层每层摊铺厚度为10～15cm，并用25T压路机碾压密实，压实度＞96％，使地基承载力达到250KPa；然后在金属波纹管内的底部铺设一层最大粒径为1cm、厚度为10～15cm的粗砂垫层，使基础与管底密实结合；

(4)管身拼装：采用将4片管片横向连接成管径为6m的环，然后再将环纵向连接成管节，安装时从一侧排放第一根管节，使其管中心和基础纵向中心线平行，同样把第二根管节放置就位，当两根管节相邻法兰间距为3～5cm时，用小撬棍对准法兰上的螺栓孔，使两根管法兰上的螺栓对正，这时从第二节管节的另一端用撬杠撬动管节，使其向纵向平移；当相邻法兰间距为2cm时，将各个螺栓插入对应螺孔，套上螺母后，稍初拧，为方便调整波纹管线型先不拧紧螺母，待金属波纹管线型调整完成后再拧紧螺母，得到金属波纹管涵管；