大孔徑管棚公路施工技術(shù)探討范文
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1．1管棚支護(hù)結(jié)構(gòu)形式及管徑選擇該工程鐵路在下穿高速公路時(shí)，受條件限制，所采用的是規(guī)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(xiàn)有公路路面構(gòu)成，還不能使用常見的拱形結(jié)構(gòu);另外，使用門式構(gòu)造可節(jié)省大量資源。在注漿時(shí)，管棚根據(jù)情況采取自上而下的水平方法施工，管徑則可適當(dāng)選用4m～6m的方式進(jìn)行運(yùn)算，最后根據(jù)運(yùn)算結(jié)果選擇合適的管徑。其中管材使用比較多的是低碳高強(qiáng)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(jìn)行施工，目的是防止填土層塌孔，其中采用潛孔錘鉆進(jìn)施工時(shí)，應(yīng)使用內(nèi)外錘頭拖管機(jī)進(jìn)行鉆進(jìn)施工。2)鉆進(jìn)順序。鉆進(jìn)時(shí)應(yīng)從兩邊向中間施工，同時(shí)應(yīng)從兩側(cè)起拱線開始，從下往上鉆進(jìn)，采用跳開布點(diǎn)鉆進(jìn)。3)控制鉆進(jìn)方向。采用經(jīng)緯儀燈光測(cè)斜對(duì)鉆機(jī)方向、角度和位置定位進(jìn)行控制，采用水平導(dǎo)向儀定位鉆進(jìn)方向，利用導(dǎo)向儀對(duì)水平精度進(jìn)行控制。4)跟管作業(yè)。鉆進(jìn)施工時(shí)，管棚應(yīng)隨深度而跟進(jìn)，每3m設(shè)置一節(jié)管棚，且采用絲扣連接鋼管(扣長(zhǎng)6cm);采用兩種不同規(guī)格的鋼管進(jìn)行大管棚前端的搭接，這樣可錯(cuò)開鋼管同斷面的搭接，具體是單雙號(hào)第一根鋼管錯(cuò)開搭接，其長(zhǎng)度分別為3m和1．5m，其余鋼管規(guī)格均為3m。采用跳搭的施工順序進(jìn)行搭設(shè)。5)鋼筋束加固管棚。為增強(qiáng)鋼管絲扣處的抗剪力，應(yīng)在單根管棚完全送入后，再在管棚內(nèi)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(zhǎng)87m橫延米，鋼管間橫向跨度達(dá)到了9．8m，其單個(gè)鋼管頂層也達(dá)到了78m，為有效形成管棚和加強(qiáng)不同鋼管間的銜接力，可在各鋼管間選擇公母接頭方式穩(wěn)固管棚(如圖2所示)。采用交直流自動(dòng)焊接方式焊接接頭，焊劑則選用433型。各鋼管間剪應(yīng)力值可利用ANSYS軟件開展空間模型進(jìn)行計(jì)算，通過計(jì)算得出的剪應(yīng)力值為19MPa，比焊縫強(qiáng)度小。對(duì)于各鋼管之間的止水問題，具體到本工程，影響不大，因?yàn)楣こ痰靥幥鹆甑貛В艿叵滤绊戄^小，可以根據(jù)路面施工情況設(shè)計(jì)合理的排水坡，即可將地表水沿路基兩旁排泄。加上鋼管內(nèi)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(hù)作業(yè)空間及對(duì)高速公路的影響采用現(xiàn)澆技術(shù)對(duì)管棚支護(hù)框架主體進(jìn)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(yùn)營(yíng)，同時(shí)減少了框架的總分節(jié)數(shù)，讓工程施工不至于出現(xiàn)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(jī)械作業(yè)空間計(jì)算進(jìn)去。該項(xiàng)目管棚立面的土層按照1∶1的比例進(jìn)行施工，邊坡挖成臺(tái)階形，挖8m長(zhǎng)，按照4m，5m，6m一節(jié)澆筑續(xù)框架混凝土，同時(shí)進(jìn)行比較和分析。根據(jù)工程需要，選擇不同特性的材料，鋼管選用低碳高強(qiáng)度鋼管(外徑分別為400mm，500mm和600mm，相應(yīng)壁厚分別為10mm，10mm和14mm)。鋼管中間部分采用M20的水泥砂漿進(jìn)行填塞。另外，框架采用現(xiàn)澆施工，且管棚支護(hù)形式為門式布設(shè)。具體是取框架底以下12倍棚架寬度范圍和管棚兩側(cè)4倍寬度范圍內(nèi)的土體，同鋼管一起作為整體，同時(shí)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(yè)。
1．5框架主體結(jié)構(gòu)形式及對(duì)應(yīng)的內(nèi)力分析該工程的管棚支護(hù)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(guān)規(guī)范要求，線路中心線位于DK33+162．20及DK34+253．30位置的右側(cè)，合同支護(hù)架與墻內(nèi)距離為3．34m。選取1．8m×7．5m的框架即可滿足支護(hù)要求。在材料選擇上，支護(hù)框架主體結(jié)構(gòu)選用的是C35混凝土，具體方法是利用平面桿件結(jié)構(gòu)原理進(jìn)行計(jì)算，得出結(jié)果后再進(jìn)行分析。其坐標(biāo)原點(diǎn)在右邊墻和底板兩個(gè)軸線交點(diǎn)處，因此將支護(hù)框架主體結(jié)構(gòu)劃分為20個(gè)桿元和節(jié)點(diǎn)，框架底板荷載對(duì)應(yīng)寬度為3m，分別作用在8和9兩個(gè)不同桿元上，對(duì)應(yīng)強(qiáng)度為148kN/m。
1．6管棚支護(hù)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(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，將管棚支護(hù)施工方案定為頂管法，具體步驟是，先對(duì)土體進(jìn)行暗挖，同時(shí)澆筑下穿支護(hù)框架;然后待框架達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)即可進(jìn)行頂管施工，需利用經(jīng)緯儀做好頂進(jìn)過程中的方向和軸線控制;最后形成管棚后，就可進(jìn)行砂漿混凝土的澆筑，直至框構(gòu)主體成形。2)管棚支護(hù)下穿高速公路施工工序。首先處理邊坡，做好防護(hù)工作;然后在預(yù)制好后背墻后開始頂進(jìn)，頂進(jìn)結(jié)束即進(jìn)行鋼管注漿，完成管棚支護(hù)，須注意后背墻預(yù)制工作應(yīng)在頂進(jìn)之前進(jìn)行;最后，開挖土體，應(yīng)逐次開挖，同時(shí)進(jìn)行混凝土框架主體施工。
2結(jié)語
采用大孔徑管棚支護(hù)下穿高速公路施工技術(shù)時(shí)，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(hù)所需要的管棚，重點(diǎn)要做好第一根鋼管的精確定位，以便順利進(jìn)行后續(xù)頂進(jìn)施工;比較分析文中提出的幾種管徑的管棚支護(hù)，得出具有參考價(jià)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(hù)下穿高速公路施工技術(shù)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