采用大孔径管棚支护下穿高速公路的施工技术

孟庆鑫

摘要：高速公路是我国交通运输业中的重要设施，在目前的发展形势下，许多新结构和技术被应用到高速公路施工中，使其建设得到了显著的发展。高速公路的施工质量问题一直该行业发展中重点关注的问题，想要实现高速公路的长久应用，就需做好防护工作。大孔径管棚支护技术在目前的高速公路建设中比较常用，其可以对高速公路进行有效的保护，避免其受到其他因素的影响。实际应用该技术时，需要掌握施工中的关键点，才能实现技术的有效应用。

关键词：大孔径管棚支护；下穿；高速公路；施工技术

我国道路交通行业发展的脚步比较快，高速公路是道路交通建设中的重要组成部分，高速公路的施工环节有很多，在主体工程建设完成后，还需要进行一系列的后续工程。后续工程在施工时会下穿一些建筑和道路，为了降低对建筑和道路造成严重的影响，就需要对其进行有防护，保证建筑物和道路可以正常应用。比较常用的防护技术有大孔径管棚支护技术，本文主要对该项技术进行了分析和探讨。

一、大孔径管棚支护下穿高速公路技术

在传统的高速公路施工过程中，都会直接开挖进行建设，在开挖的过程中，有可能会造成土质和植被的破坏，污染环境，影响当地居民的正常生活。为了避免出现上述情况，大孔径管棚支护下穿高速公路技术应运而生。这种技术可以减少环境污染，提高施工质量，但是在应用的过程中必须考虑管间的止水性。

大孔径管棚支护下穿高速公路技术在小型的管线施工中应用得较为广泛。以隧道施工为例，隧道的土层比较厚，如果采用传统的施工方式，会造成大量的人力物力资源浪费。应用大孔径管棚支护下穿高速公路技术，可以快速穿过土层，保证施工的正常开展。

二、技术应用

1、案例

为了进一步探讨大孔径管棚支护下穿高速公路技术的应用，下文将围绕该案例展开：一工程需要下穿高速公路，高速公路和桥的交角为三十五度。在高速公路上，一共有10个车道，而且在10个车道的外面有匝道，桥梁的长度为八十七横延米。从交通状况上来看，该桥梁的交通比较发达，来往车辆较多，因此要采用大孔径管棚支护下穿高速公路技术进行施工。从地理位置上来看，该工程的位置处在丘陵，风力作用非常明显，工程上层部分的粘土承载力为230KPa，下层部分为260KPa。

2、大孔径管棚支护的结构

在应用大孔径管棚支护下穿高速公路技术之前，首先应该确定大孔径管棚支护的结构，对管径进行选择。从案例中可以看出，工程建设受到地理环境和社会环境的双层限制，管棚的上面有钢管，为了避免对地面造成影响，不能采用拱形的管棚支护结构。管棚支护结构要进行注浆，注浆要遵从一定的顺序。在管径的确定上，根据桥梁的车道情况和长度，可以选用5m左右的管径代入计算。

3、大孔径管棚支护下穿高速公路技术的要点

首先，要进行打孔作业，采用科学的钻孔方法，保证孔的质量符合应用需求。钻孔是施工中比较重要的环节，其是后续施工作业的基础。在实际钻孔的过程中，如果操作不当也会出现土层塌方的现象，这就需要用专门的工具来进行操作，同时也要控制好打孔的力度。潜孔锤在钻孔中也比较常用，其在应用过程中可以强化钻孔的水平。

其次，应用大孔径管棚支护下穿高速公路技术，要遵循一定的钻进顺序。在进行钻进工作时，要从两边开始，然后再由左右扩展到中间。在横向钻进之后，应该进行竖向钻进，并遵循从下至上的顺序。

4、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。

根据施工现场实际情况，将管棚支护施工方案定为顶管法，具体步骤是，先对土体进行暗挖，同时浇筑下穿支护框架；然后待框架达到设计标准时即可进行顶管施工，需利用经纬仪做好顶进过程中的方向和轴线控制；最后形成管棚后，就可进行砂浆混凝土的浇筑，直至框构主体成形。

（2）管棚支护下穿高速公路施工工序。

首先处理边坡，做好防护工作；然后在预制好后背墙后开始顶进，顶进结束即进行钢管注浆，完成管棚支护，须注意后背墙预制工作应在顶进之前进行；最后，开挖土体，应逐次开挖，同时进行混凝土框架主体施工。

5、大孔径管棚支护下穿高速公路技术的注意事项

首先，在应用该项技术时，应该注重止水问题。从案例中可以得出，桥梁的长度是八十七横延米，在满足上述的技术要点之后，钢管之间的衔接力会相应加大，管棚的质量得到了有效保障。在钢管间有一些接头的地方，为了解决止水问题，可以把这些接头处进行焊接。各钢管间的剪应力值在20MPa左右，这个结果可以通过ANSYS计算得出。案例中的工程处在丘陵地带，也就是说地势相对较高，为了解决止水问题也可以在工程的附近建立排水系统，把水排入沿路。

其次，在应用该项技术时，应该对框架的结构内力进行分析。管棚支护框架在圆上，根据桥梁和道路形成的角度，应该把框架的结构控制在一定范围之内。为了提高结构的内力强度，可以应用C35的混凝土来制作框架。在制作框架时，混凝土材料的多少要根据框架结构的尺寸来确定。如果框架的宽为1.8m，长为7.5m，那么框架底板的荷载强度为每米148kN，通过平面的杆件结构原理，可以计算出所需的混凝土材料。

最后，在实际应用该项技术时，需要掌握有效的施工方法，将该项技术的作用充分体现出来。施工人员要结合施工现场的实际情况来制定施工技术的应用方案，第一，工作人员要进行下挖工作，同时做好施工前的准备工作，将框架制作好。第二，施工人员根据施工现场的实际情况采取顶管法进行施工作业。第三，应用相关仪器设备来对管棚进行科学控制；第四，在进行混凝土的浇筑施工时，需要以管棚结构为主体，来进行有序的浇筑施工，这样才能保证支护的质量。施工的过程中，建筑材料会对施工周围的环境造成影响，为了避免这种现象的发生，需要采取针对性的防护措施，降低对环境造成的污染。

结语：

大孔径管棚支护下穿高速公路施工技术在实际应用时，想要提高施工质量和水平，就一定要注意该技术的施工注意事项，保证应用的材料和设备都符合施工要求，严格按照标准进行施工作业。施工人员还需使用科学的施工方法，实现技术的有效应用，将该项技术的真正作用发挥出来，这样才能保证高速公路的整体质量。技术在应用的过程中还要不断进行优化和创新，以此促进行业的发展建设。

参考文献：

[1]时松.采用大孔径管棚支护下穿高速公路施工技术[J].中华建设，2016（12）：150-151.

[2]荀贺健.采用大孔径管棚支护下穿高速公路施工技术[J].山西建筑，2015（17）：144-145.