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1大孔徑管棚支護下高速公路施工技術

1．1管棚支護結構形式及管徑選擇該工程鐵路在下穿高速公路時，受條件限制，所采用的是規格為(17×8．5)m的框架方式(如圖1所示)。管棚上面的鋼管要放在相同的層面上，且不能損壞現有公路路面構成，還不能使用常見的拱形結構;另外，使用門式構造可節省大量資源。在注漿時，管棚根據情況采取自上而下的水平方法施工，管徑則可適當選用4m～6m的方式進行運算，最后根據運算結果選擇合適的管徑。其中管材使用比較多的是低碳高強的鋼管。

1．2管棚具體施工方案1)成孔方法。管棚成孔采用跟管鉆孔和潛孔錘進行施工，目的是防止填土層塌孔，其中采用潛孔錘鉆進施工時，應使用內外錘頭拖管機進行鉆進施工。2)鉆進順序。鉆進時應從兩邊向中間施工，同時應從兩側起拱線開始，從下往上鉆進，采用跳開布點鉆進。3)控制鉆進方向。采用經緯儀燈光測斜對鉆機方向、角度和位置定位進行控制，采用水平導向儀定位鉆進方向，利用導向儀對水平精度進行控制。4)跟管作業。鉆進施工時，管棚應隨深度而跟進，每3m設置一節管棚，且采用絲扣連接鋼管(扣長6cm);采用兩種不同規格的鋼管進行大管棚前端的搭接，這樣可錯開鋼管同斷面的搭接，具體是單雙號第一根鋼管錯開搭接，其長度分別為3m和1．5m，其余鋼管規格均為3m。采用跳搭的施工順序進行搭設。5)鋼筋束加固管棚。為增強鋼管絲扣處的抗剪力，應在單根管棚完全送入后，再在管棚內插入3根直徑為16的鋼筋。

1．3鋼管銜接方法及止水問題該工程橋梁總長87m橫延米，鋼管間橫向跨度達到了9．8m，其單個鋼管頂層也達到了78m，為有效形成管棚和加強不同鋼管間的銜接力，可在各鋼管間選擇公母接頭方式穩固管棚(如圖2所示)。采用交直流自動焊接方式焊接接頭，焊劑則選用433型。各鋼管間剪應力值可利用ANSYS軟件開展空間模型進行計算，通過計算得出的剪應力值為19MPa，比焊縫強度小。對于各鋼管之間的止水問題，具體到本工程，影響不大，因為工程地處丘陵地帶，受地下水影響較小，可以根據路面施工情況設計合理的排水坡，即可將地表水沿路基兩旁排泄。加上鋼管內部還做了注漿處理，也能起到很好的止水作用。

1．4管棚支護作業空間及對高速公路的影響采用現澆技術對管棚支護框架主體進行施工，是由于框架主體軸向距離比較大，這樣也能保證高速公路正常運營，同時減少了框架的總分節數，讓工程施工不至于出現銜接不上的問題，在這一過程中，也要把混凝土澆筑及施工機械作業空間計算進去。該項目管棚立面的土層按照1∶1的比例進行施工，邊坡挖成臺階形，挖8m長，按照4m，5m，6m一節澆筑續框架混凝土，同時進行比較和分析。根據工程需要，選擇不同特性的材料，鋼管選用低碳高強度鋼管(外徑分別為400mm，500mm和600mm，相應壁厚分別為10mm，10mm和14mm)。鋼管中間部分采用M20的水泥砂漿進行填塞。另外，框架采用現澆施工，且管棚支護形式為門式布設。具體是取框架底以下12倍棚架寬度范圍和管棚兩側4倍寬度范圍內的土體，同鋼管一起作為整體，同時按半無限體作為空間模型。超過此范圍的土體，變形量接近于零，基本不參與作業。

1．5框架主體結構形式及對應的內力分析該工程的管棚支護框架主體在半徑為350m的圓上，橋和高速公路斜交成35°角，按相關規范要求，線路中心線位于DK33+162．20及DK34+253．30位置的右側，合同支護架與墻內距離為3．34m。選取1．8m×7．5m的框架即可滿足支護要求。在材料選擇上，支護框架主體結構選用的是C35混凝土，具體方法是利用平面桿件結構原理進行計算，得出結果后再進行分析。其坐標原點在右邊墻和底板兩個軸線交點處，因此將支護框架主體結構劃分為20個桿元和節點，框架底板荷載對應寬度為3m，分別作用在8和9兩個不同桿元上，對應強度為148kN/m。

1．6管棚支護下穿高速公路施工方法1)管棚下穿高速公路施工方法。根據施工現場實際情況，將管棚支護施工方案定為頂管法，具體步驟是，先對土體進行暗挖，同時澆筑下穿支護框架;然后待框架達到設計標準時即可進行頂管施工，需利用經緯儀做好頂進過程中的方向和軸線控制;最后形成管棚后，就可進行砂漿混凝土的澆筑，直至框構主體成形。2)管棚支護下穿高速公路施工工序。首先處理邊坡，做好防護工作;然后在預制好后背墻后開始頂進，頂進結束即進行鋼管注漿，完成管棚支護，須注意后背墻預制工作應在頂進之前進行;最后，開挖土體，應逐次開挖，同時進行混凝土框架主體施工。

2結語

采用大孔徑管棚支護下穿高速公路施工技術時，須注意如下問題:采用接頭自鎖形式銜接所有鋼管，使之形成支護所需要的管棚，重點要做好第一根鋼管的精確定位，以便順利進行后續頂進施工;比較分析文中提出的幾種管徑的管棚支護，得出具有參考價值的理論值，以確保高速公路施工中不受影響;可確定框架受力情況，文中采用的大孔徑管棚支護下穿高速公路施工技術可以滿足工程施工需要。

作者：荀賀健 單位：山西路橋第二工程有限公司