采用大孔徑管棚支護(hù)下穿高速公路施工技術(shù)

時(shí)松

采用大孔徑管棚支護(hù)下穿高速公路施工技術(shù)

時(shí)松

城市道路建設(shè)中的后續(xù)工程避免不了要穿過(guò)某些建筑物或是道路工程，盡可能降低施工帶給建筑物或是道路工程的破壞，從而減小對(duì)周邊環(huán)境帶來(lái)的沖擊。通常明挖方式局限性較大，且其對(duì)環(huán)境的破壞和干擾程度很大，這也是盾構(gòu)法與頂管法暗挖被廣泛應(yīng)用的主要原因。盾構(gòu)法大都使用于地鐵、隧道施工中，但管棚施工頂管法卻未被廣泛應(yīng)用，但是在實(shí)際的開(kāi)展施工的過(guò)程中，大孔徑管棚支護(hù)下穿高速公路施工技術(shù)所具備的優(yōu)點(diǎn)是其他施工方法所不具備的。因此，探討大孔徑管棚支護(hù)下穿高速公路施工技術(shù)，對(duì)高速公路施工技術(shù)水平提升有著極大的推動(dòng)作用。

一、穿高速公路施工技術(shù)

1.穿高速公路施工技術(shù)

高速公路建設(shè)中的后續(xù)工程必定會(huì)下穿某些建筑物，以此方式來(lái)降低對(duì)建筑物及其周圍環(huán)境的破壞，具體而言，高速公路直接性開(kāi)挖建設(shè)的局限性較大，同時(shí)對(duì)周圍環(huán)境的破壞極大，并且干擾了周邊居民的日常生活，這時(shí)采用盾構(gòu)法、頂管法進(jìn)行暗挖施工十分有效，且此類方式對(duì)周圍環(huán)境帶來(lái)的影響小。其間盾構(gòu)法多用于地鐵抑或隧道建設(shè)中，不過(guò)采用管棚支護(hù)施工較少，而約束頂管法可持續(xù)發(fā)展的主要是高速公路管棚施工應(yīng)強(qiáng)調(diào)不同管件的連接與止水工作的重要性；再是管棚施工完成之后，工程內(nèi)部展開(kāi)開(kāi)挖和澆筑時(shí)會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的地表沉降，這導(dǎo)致高速公路工程施工工況十分復(fù)雜。國(guó)內(nèi)許多高速公路工程施工都是采用頂管法于覆土層厚、孔徑不大的隧道中展開(kāi)施工，抑或者是較小型管線施工。2.大孔徑管棚支護(hù)下穿對(duì)高速公路施工建設(shè)的重要性隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，我國(guó)城市建設(shè)不斷加快，人們對(duì)交通建設(shè)亦提出了更高的要求，而高速公路是不可缺少的基礎(chǔ)建設(shè)，大孔徑管棚是高速公路施工的重要內(nèi)容，影響著高速公路施工質(zhì)量。高速公路施工中勢(shì)必會(huì)遇到下穿工程，這時(shí)該采取何種方式降低施工對(duì)周邊建筑物和道路工程造成的破壞，以便降低施工對(duì)周邊環(huán)境的沖擊，而大孔徑管棚支護(hù)方式是一種良好的施工技術(shù)，這也說(shuō)明大孔徑管棚支護(hù)下穿對(duì)高速公路施工建設(shè)十分重要。

二、大孔徑管棚支護(hù)下高速施工技術(shù)

1.管棚支護(hù)結(jié)構(gòu)形式、管徑選擇

許多工程鐵路下穿高速公路時(shí)，其自身?xiàng)l件局限性大，這時(shí)就應(yīng)嚴(yán)格選擇支護(hù)結(jié)構(gòu)形式與管徑，管棚上的鋼管應(yīng)置于相同層面，但要盡量確保現(xiàn)有公路路面完好無(wú)損。比如，工程中采用門(mén)式構(gòu)造，以此節(jié)約資源，注漿時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇管棚，其施工應(yīng)是自上而下的，通常管徑是選擇4m～6m的，再根據(jù)相應(yīng)的運(yùn)算結(jié)果選擇適當(dāng)?shù)墓軓剑こ坛Ｓ玫墓懿闹饕堑吞几邚?qiáng)鋼管。

2.管棚施工

（1）成孔方法

管棚成孔均采用跟管鉆孔及潛孔錘展開(kāi)施工，其主要是為了防止填土層出現(xiàn)塌孔，使用潛孔錘鉆進(jìn)時(shí)，要以內(nèi)外錘頭拖管機(jī)展開(kāi)鉆進(jìn)施工。

（2）鉆進(jìn)順序

展開(kāi)鉆進(jìn)時(shí)，要由兩邊向中間開(kāi)始施工，且應(yīng)于兩邊的拱線開(kāi)始，再由下往上進(jìn)行鉆進(jìn)，應(yīng)跳開(kāi)布點(diǎn)鉆進(jìn)。

（3）控制鉆進(jìn)方向

用經(jīng)緯儀燈光測(cè)斜來(lái)控制鉆機(jī)方向、角度、位置定位，再使用水平導(dǎo)向儀嚴(yán)格定位鉆進(jìn)方向，以此控制水平精度。

（4）跟管作業(yè)

開(kāi)始鉆進(jìn)施工時(shí)，管棚要隨著深度及時(shí)跟進(jìn)，每隔3m的位置要設(shè)置管棚，這里要使用絲口來(lái)連接鋼管，其扣長(zhǎng)要保持6cm；再是應(yīng)采用不同規(guī)格的鋼管連接大管棚前端，以便更好地錯(cuò)開(kāi)鋼管同個(gè)斷面的搭接，可以是單雙號(hào)第一根鋼管錯(cuò)開(kāi)搭接，而其長(zhǎng)度應(yīng)確保為3m與1.5m，剩下的鋼管規(guī)格要選擇3m的，再是以跳搭施工順序展開(kāi)搭設(shè)。

（5）2.5鋼筋束的使用

為了加強(qiáng)鋼管絲口位置的抗剪力，要在單根管棚完全送進(jìn)之后，于管棚中插3根直徑16mm的鋼筋。

3.鋼管銜接與止水

某工程橋梁總長(zhǎng)87m橫延米，鋼管間橫向跨度為9.8m，且其間單個(gè)鋼管頂層已經(jīng)達(dá)到78m，從而可形成適宜的管棚，同時(shí)也加強(qiáng)了不同鋼管之間的銜接力，亦可于各個(gè)鋼管間選擇公母接頭方式，以此來(lái)穩(wěn)固管棚。通常用交直流自動(dòng)焊焊接悍頭時(shí)，要使用433型焊劑；各個(gè)鋼管之間存在的剪應(yīng)力值可用ANSYS軟件來(lái)進(jìn)行空間模型計(jì)算，從而用計(jì)算得到的數(shù)值分析焊縫強(qiáng)度；鋼管間的止水工作十分關(guān)鍵，應(yīng)全面分析實(shí)際工程，該工程場(chǎng)地處于丘陵地帶，地下水對(duì)其影響不大，這時(shí)就可分析路面施工具體情況，從而設(shè)計(jì)出適當(dāng)?shù)呐潘拢员銓⒌乇硭胖谅坊鶅蛇叄賹?duì)鋼管內(nèi)部進(jìn)行注漿，亦可有效加強(qiáng)止水作用。

4.作業(yè)空間對(duì)高速公路的影響

用現(xiàn)澆技術(shù)進(jìn)行管棚支護(hù)框架主體構(gòu)建，通常框架主體軸向距離大，以便確保高速公路正常運(yùn)營(yíng)，且充分縮減框架總分節(jié)數(shù)目，這時(shí)的工程施工就不會(huì)出現(xiàn)不銜接的情況，在此期間，應(yīng)詳細(xì)計(jì)算混凝土澆筑及其施工機(jī)械作業(yè)空間。某工程項(xiàng)目的管棚立面土層是以1∶1比例展開(kāi)施工的，其邊坡挖成臺(tái)階形狀，保證其長(zhǎng)度為8m，再根據(jù)4m、5m、6m一節(jié)澆筑續(xù)框架混凝土，之后對(duì)其進(jìn)行全面分析與比較。本工程最終選擇了不同特性的材料，鋼管要選擇低碳高強(qiáng)度鋼管，其外徑分別為400m、500mm、600mm，壁厚應(yīng)為10mm、10mm、14mm。鋼管中間應(yīng)使用M20水泥砂漿來(lái)填塞，再是框架應(yīng)使用現(xiàn)澆施工，管棚支護(hù)形式要選擇門(mén)式布設(shè)，要盡可能確保施工有序開(kāi)展。

三、管棚支護(hù)下穿高速公路施工

1.施工方法

某工程實(shí)際施工是采用頂管法，具體而言，是采用暗挖方法來(lái)挖土體，再于澆筑時(shí)下穿相應(yīng)的支護(hù)框架；再等到框架設(shè)計(jì)達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)，從而展開(kāi)頂管施工，這里應(yīng)采用經(jīng)緯儀實(shí)現(xiàn)頂進(jìn)，以便嚴(yán)格控制其相關(guān)方向與軸線。待其形成管棚支護(hù)，從而進(jìn)行砂漿混凝土澆筑，一直到框架主體成形。

2.施工工序

應(yīng)嚴(yán)格處理邊坡，并做好相應(yīng)的防護(hù)工作；再預(yù)制相應(yīng)的背墻，之后展開(kāi)頂進(jìn)施工，頂進(jìn)之后再進(jìn)行鋼管注漿，等到管棚支護(hù)完成之后，全面分析后背墻預(yù)制工作，且于頂進(jìn)之前再展開(kāi)；開(kāi)挖土體應(yīng)逐次開(kāi)挖，再展開(kāi)混凝土框架主體施工。

四、結(jié)語(yǔ)

大孔徑管棚支護(hù)下穿高速公路施工技術(shù)十分重要，但實(shí)際施工中應(yīng)強(qiáng)調(diào)接頭自鎖形式銜接鋼管的重要性，從而使其形成良好的支護(hù)管棚，其應(yīng)嚴(yán)格定位第一根鋼管位置，這樣才能確保后續(xù)工作有序開(kāi)展。一般是要比較不同管徑形成的管棚支護(hù)，并詳細(xì)分析不同的作業(yè)空間，通常是應(yīng)保持懸臂端的位移為1.336cm，而中間階段應(yīng)保持為1.326cm，其相關(guān)值均應(yīng)小于2cm，實(shí)際上不管是哪種形式，都可以滿足高速公路的運(yùn)營(yíng)需求。之后再是分析框架受力情況，要確保其結(jié)果尺寸滿足鐵運(yùn)輸?shù)母鞣矫嬉螅瑥亩ＷC工程量是經(jīng)濟(jì)合理的。實(shí)際工程中，應(yīng)全面分析工程施工中會(huì)出現(xiàn)的誤差，抑或是某些不可預(yù)見(jiàn)的因素，通常是用氣動(dòng)夯管錘和遁地穿梭矛頂進(jìn)鋼管，施工中應(yīng)對(duì)高速公路路面與沉降量應(yīng)嚴(yán)格觀測(cè)和記錄，且應(yīng)有效支護(hù)管棚內(nèi)部。

但盡管我國(guó)高速公路施工技術(shù)水平不斷提升，其間仍存在許多不足之處，這也說(shuō)明探討大孔徑管棚支護(hù)下穿高速公路施工技術(shù)，對(duì)高速公路施工技術(shù)水平提升有著極大推動(dòng)作用。本文簡(jiǎn)述了穿高速公路施工技術(shù)，并分析了大孔徑管棚支護(hù)下高速施工技術(shù)，探討了管棚支護(hù)下穿高速公路施工，為高速公路施工水平提升提供參考依據(jù)。

（作者單位：鄭州交通建設(shè)投資有限公司）