1 概述

    钢波纹涵管（YTHG）是替代圆管涵、盖板涵、拱涵和小桥的优质公路建材。该产品具有工期短、重量轻、安装方便、耐久性好、工程造价低、抗变形能力强、减少通车后养护成本等特点，尤其应用在高寒冻土地区，软土路基地带，具有明显的经济效益。
    钢波纹涵管有圆形、椭圆形、半圆形等，进出口也可按照边坡比例做成斜口，加工波纹管管径范围Φ0.5m～Φ8m，管壁厚度为3mm～7mm，能够满足填土0.5m～40m厚的需要。
2 钢波纹涵管在国内外的发展史
    1896年美国率先进行钢波纹管通道、钢波纹涵管的可行性研究；1923年美国铁路工程协会在伊利诺斯州的中央铁路应用钢波纹管通道进行实体测试；1929年加拿大首座钢波纹管用于一煤矿中；1931年澳大利亚首次建成8米汽车通道一座；1990年日本高速公路设计规范制定了钢波纹管设计技术规范，随着钢波纹管在世界各地的安装使用，证明了此种结构在各种使用情况下的通用性，而且其寿命已超过了设计寿命。我国使用金属波纹管涵是从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。
3 钢波纹涵管在繁五线的应用情况
    省道繁五线建设项目部承建的西留属至茹村段地处代县、繁峙、五台县境内，沿线铁矿资源相当丰富，大、小铁矿、磁选厂共计70多座，每天往返于该路段拉运铁矿、矿粉的车辆达2500多辆（单车吨位均在70吨以上）。
    2005年繁五线K20+987与K21+015两处使用了钢波纹管涵，涵洞洞身长9米，洞口形式为八字，孔径为1米，管壁厚度3MM，基础垫层为15CM水泥稳定砂砾，采用振动压路机碾压，压实度不小于95%，填土高度60CM。该产品质量保证期50年，孔径为1米的钢波纹管涵工程造价2328元/延米。
4 钢波纹管涵路基施工技术要求
4.1 挖基
    修建钢波纹管涵，一般要在天然地面或经严格夯实的填土上先挖掘埋设管道的沟槽。挖槽宽不但应方便管侧填土的夯填，而且还应满足设计上需要的基础宽度。
    施工经验表明，在填土不高路段上修建涵洞，以采用先填路基，然后再开挖沟槽埋设涵管的方法为好。
    钢波纹管地基或基础要求均匀又坚固，同时，还应具有耐久性，一般波纹管涵基础应具有的最小厚度与宽度如下表所示。
波纹管地基或基础所需厚度与宽度：

地 质

 
条 件
基础最小厚度(cm)
基础最小宽度（m）
优质土地基
可直接将地基作基础
2.0×1.0m+ø
一般性
管径ø＜0.9m
20
2.0×1.0m+ø
管径
ø=0.9-2.0m
30
2.0×1.0m+ø
管径ø＞2.0m
0.2ø
2.0×1.0m+ø
岩石地基
20-40cm，但当填土高度大于5m时，填土高度每增加1.0m，其厚度增加4cm
2.0×1.0m+ø
软土地基
0.3-0.5ø或50cm以上
2.0×1.0m+ø

 
4.2  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。
   (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，换填一层优质土，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炸松散。岩石风化层地基不能作为基础，需换填上3D宽度的填土。
(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，然后，在其上填一层大于20cm厚的优质砂砾垫层，并夯实紧密。
4.3  预留拱度
    埋设于一般土质地基上的波纹管，经过一段时间后，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0.6%～1%，最大不宜大于2%，以确保管道中部不出现凹陷或滑坡。
4.4  回填土
(1) 涵管两侧回填应采用砂砾或与路基填料相同的材料。
(2) 涵管两侧回填应对称施工，分层回填，每层厚度为20cm。
(3) 涵管两侧近处用机械夯实，管底下方粗砂用“水密法”震荡器振实。
(4) 涵管两侧回填应采用振动夯实机逐层夯实。密实度不小于95%。
(5) 涵管上方当回填土厚度超过30cm后，采用压路机静压，填土厚度超过60cm后，采用压路机振压，压实度不小于95%.
5 波纹管安装操作规范
5.1  施工前准备
(1) 备齐安装工具：梅花扳手（22—24）、活口扳手、小撬棍（ø16mm长度50cm左右的圆钢）、撬杠（ø50mm长度1.8m左右的钢管）、手锤、凿子、螺丝刀（一字形）、千斤顶。
(2) 备齐涵管安装所需配件：螺丝及橡胶石棉垫。
(3) 检测波纹管各管节的长度、直径是否与该处涵洞相符合。
(4) 设涵管安装指挥员一名，负责指挥起吊及施工人员现场操作。
5.2  安装操作方法
(1) 安装前工作：检查涵管底部基础平整度、水平、标高；核对土建基准，确定涵洞位置、中心轴线、中点。
(2) 连接安装波纹管：根据涵洞实际情况，排放涵管。如果涵洞两侧进出水口是与路基同坡度的斜口形式，安装时先安装中间管节，在基础长度方向留出进出水口的位置。中间管节全部安装完毕，校正就位后再安装两侧进出水口。安装时从一侧排放第一根管节，使其管子中心和基础纵向中心线平行，同样把第二根管放置就位，当两根管相邻法兰间相距3—5cm的缝隙时，用小撬棍对准法兰上的螺栓孔，使其两根管法兰上的螺栓孔对正，这时从第二节管的另一端用撬杠撬动管节，使其纵向平移，使两法兰间距在2cm左右，然后全部穿上螺栓，拧上螺丝，带平扣即可。此后依此方式逐节依次连接，每道涵洞中间管节无先后次序，可以随意连接。
(3) 镶石棉垫：由于现场地势等原因，有时相邻两法兰之间间距较小，这时用手锤、凿子把两法兰之间凿开大约1cm的缝隙，用螺丝刀把石棉垫镶在两法兰之间，有时管子顶部两法兰间距较大，石棉垫镶嵌困难，用绑丝把石棉垫绑在螺栓上固定，然后工人开始对称锁紧螺丝。直至从外观看两法兰之间只有2—3mm的缝隙即可。
(4) 管壁内外防渗处理：管壁内外涂乳化沥青或热沥青两道，从外观看管壁内外均匀的涂成了黑管即可。一般沥青涂层的厚度要达到1mm。
(5) 用千斤顶校正整道涵管，使其中心在所规定的中心线上。
6 波纹管涵的优点
(1)适应地基变形能力强，对地基承载能力、平整度要求较低，工程实际造价比同类跨径的桥、涵洞相近或较低。
(2) 施工工期短是最明显的优势，土建工程与管节安装可分开实施，然后进行整体拼装。
(3)进行工厂集中化生产，生产不受环境影响，有利降低成本、控制质量。
(4) 现场安装方便，不需使用大型设备。
(5) 解决北方寒冷地区（霜冻）对桥梁和管涵砼结构的破坏问题。
(6) 减少或根本舍弃了常规建材，如水泥、黄砂、石子、木材的使用，环保意义深远。
(7) (结构受力情况合理，荷载分布均匀，并有一定的抗变形能力。
（8) 采用标准化设计，生产、设计简单，生产周期短。
 (9) 有利于改善软土地基结构物与路堤交界处的“错台”现象，提高行车的舒适度与安全性，减少工后营运、养护成本。
7结语
    钢波纹管涵具有卓越的路用性能，尤其是对地基要求低、施工简易、能快速安装、大大缩短工期是普通涵管无法相比的，在公路新改建工程、路基养护工程中将发挥积极的作用。