浅述公路施工中长管棚支护技术的运用
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【摘要】实践证明公路作为基础设施对沿线的物流、资源开发、招商引资、产业结构的调整、横向经济联合起到积极的促进作用。笔者以长管棚支护下穿浅埋公路施工技术为研究对象,从长管棚支护下穿浅埋公路施工技术分析以及长管棚支护下穿浅埋公路施工常见问题及分析这两个方面入手,对其进行了较为详细的分析与阐述,并据此论证了做好长管棚支护下穿浅埋公路施工技术在进一步提升整个人行通道建设项目施工质量与施工效率的过程中所起到的至关重要的作用与意义。
【关键字】 高速公路 长管棚支护技术 公路发展
中图分类号：U412.36+6 文献标识码：A 文章编号：
前言
在整个公路施工的过程中，公路的支护技术、铺设技术、公路宽度的合理设置都是整个施工环节中最为重要的一环，对于公路日后的使用可以避免很多不必要的事故以及减少很多潜在的隐患。近年来，由于对于公路规模的日益扩大，公路的支护能力存在着很多的水分技术，越来越多的公路坍塌，公路地面的破裂，凹凸不平等等都引起了一系列的交通事故，这已经是一件不容忽视的事情了，它可能造成的后果是我们所承受不来的，对于公路支护的耐用度值得我们更加慎重的对待，因为这对于我们的社会和谐和经济飞速发展有着重大的意义。
对松散地层的概念、围岩破坏机理和力学性能、围岩变形特征和预支护方法进行论述：笔者认为，管棚支护能有效地控制开挖面前方松散破碎的地层，提高隧道围岩的强度和稳定性，应成为首选的松散地层有效的预支护方法。
对管棚的施工方法、分类和用途进行分析，阐明管棚在松散地层中的支护特点：在此基础上对管棚的作用机理进行了详细的分析，总结出相关的参数设计方法。研究表明管棚支护在松散地层隧道中起多种作用，影响管棚支护参数的因素主要是隧道周围地质条件、埋深、断面大小、开挖进尺、管棚的布置方式、施工条件等。
3、利用地下工程中常用的有限元模拟方法，就管棚的数值模拟方法进行了分析：模拟中不仅考虑了管棚的注浆作用，以要突出其梁效应。此外，也就其具体实现方法进行了分析。
4、研究工具：通过数值模拟方法对无预支护、仅小导管注浆预支护、仅管棚预支护、管棚+小导管注浆预支护四种工况进行研究。研究表明松散地层条件下无预支护是不安全的，仅小导管注浆预支护的作用有限，而管棚预支护的作用效果明显。采用管棚+小导管注浆预支护能充分发挥围岩的自稳能力，同时也降低支护结构上的内力，由此证明了管棚的支护效果；现场监测数据的回归分析也表明此支护方式合理有效。
5、管棚的直径要求：在管棚+小导管注浆预支护条件下，管棚间距在0.40~0.50m左右时比较合理，既能保证支护效果又兼顾施工和造价。管棚的直径和长度是互相影响的，当管棚的长度较小时，管棚直径变化导致管棚支护效果变化较大；当管棚长度较长时，管棚直径在较小范围内变化（小于300mm）对支护效果影响不大，直径超过300mm后，管棚直径变化对支护效果影响提高。开挖步距对开挖面附近的围岩变形量影响很大，但对围岩扰动范围影响有限。在开挖面前方0~0.5D的范围内管棚预支护效果显著，开挖面前方0.5~1.5D的范围内管棚预支护效果逐渐降低。
公路施工中长管棚支护的主要技术
钻机就位
钻机接电后，通过钢轨自行移到欲开孔的前方。钻机就位后，将筒状钻头及108mm螺丝头连接到第一根钢管上，然后与动力头连接并拧紧。连接好后，和尚导向架，将钻头对准开孔位置。
确定管棚上仰角度和钻进方向的确定
由于管棚在回转钻进时前方有向下扎的趋势，其方向有向右偏离的趋势，所以管棚开孔时应有一定的上仰角度，其钻进方向应适当左偏。根据施工前在同类土层中的试验情况，初步确定管棚开孔时的上仰角度为0.6~0.8°，管棚开孔方向向左偏离设计方向，用水平仪或者是地质罗盘来确定上仰的角度。
钻进施工
钻机就位并调整好开孔方向和上仰角度后，便可进行钻进施工。启动液压管，将钻头推入孔口管内，回转钻具，确认两管同轴之后，停车给进，将钻头插入土层内，直至顶不动为止，然后启动动力头钻进。钻进至200~300mm时，启动泥浆管，送循环液。当第一节管打入之后，进行接管，必要时用中心线法检查偏斜的情况。然后当钻进至最后一节钢管时，要适时的减小给进压力，轻压缓进，直至钢管传出。满足设计要求的长度之后，我们再将钻头卸下。
钻机移位
打完一根管棚并符合设计要求之后，钻机自行移到下一孔位。
管棚注浆
为了提高管棚的承载能力，并使管棚与土层固结成一个整体，需要对管棚进行充填注浆。管棚注浆分两个部分进行。一时对管棚与孔壁之间的间隙进行水泥充填注浆，二就是要想管棚管内灌注水泥砂浆进行充填。
间隙充填注浆
因为在公路下注浆，为了防止路面太高或者路基受到了破坏，同时保证间隙充填密实，要合理确定注浆压力。根据实验结果以及前几根管棚施工的工作经验，确定注浆压力为0.5~1.5MPa。一根管棚打完了之后，在管棚两端管棚与孔壁间各插入一根塑料管，管口向上，隔离带沟槽一侧管口高于管棚出口300mm以上；然后用水泥-水玻璃快凝浆液将管棚两端管棚与孔壁之间的间隙封死，将注浆管出浆软管与管棚孔口塑料管连接，打开软管阀门，便可进行注浆。在另一端塑料管溢出浆液后，将对面塑料管封死，继续注浆，直至达到预定注浆压力为止。为了保证间隙注浆充填饱满，在注浆结束20min后，再补充注浆一次。
向管棚内充填水泥砂浆
管棚施工结束后，在管棚出口端装上带出气口的螺丝头，出气口焊一根铁管，铁管上加一个阀门，然后再管棚孔口端用砂浆管向管棚内灌注水泥砂浆，直至对面出气口溢出砂浆为止，随后关上阀门，为了提高砂浆灌注效率，在完成了一定数量的管棚施工之后，要进行及中国的灌注。
管棚连接
因为管棚分别从高速公路两侧施工，都打到中间隔离带，为了使两侧管棚成为一个联合承载的整体，在中间隔离带内将两侧对应的管棚用25~50mm的螺丝钢筋以满焊的方式来进行连接。
公路施工中长管棚支护过程中应注意的问题分析
1.在填土工作之前，应将路面清理干净，保留重要植被与应保留物，使原地面地表表层能够清晰、干净。按照图纸及设计标准进行对表土及草皮等进行一定深度和范围的清除，把原地面和九路的边坡进行台阶式的成型设计。
2.施工前的准备材料一定要符合规格：对于孔口板的安装还有管棚材料的加工必须要重视！注浆材料采用水灰比（0.7~1）：1的单液水泥浆。 毕竟巧妇还难为无米之炊呢。
3.在冻结孔施工中，采用螺杆钻具纠偏，课提高钻孔的施工质量，有利于冻结冷量扩散，使井筒冻结壁提前交圈，这样具有明显的经济效益。
采用螺杆钻具纠偏，使用质量好的动力液，可以很好的延长螺杆钻具的使用寿命。
4.采用螺杆钻具的时候，要注意钻孔的偏斜方向一定要测量准确，定位仪定向无误，否则肯定会适得其反。
结语
随着汽车越来越多地走进普通家庭，便捷的公路交通条件则对自驾车旅游市场的开拓起着举足轻重的作用。而且公路的建设加快了贫困落后地区脱贫致富。改革开放以来，我国先后实施了西部地区通县公路、县际及农村公路建设、“通达工程”、“通畅工程"等一系列重大举措，促进了城乡之间、区域之间的多方面交流，打破了落后地区封闭的发展模式，加快了脱贫致富步伐。
在公路的施工过程中，对于精确性和安全性的要求是很高的，这样才可以保障我们人民的生命安全，在整体的技术中，无疑管棚支护技术是很中心的，而且技术工人不仅要顾及到细节，还要注重材料的质量……只有这样，公路建设的质量和效率才会有保障，也只有这样，我国的公路工程行业才能健康的发展。
参考文献：
[1] 于吉芳 浅埋土质隧道施工技术 [期刊论文] 《中外建筑》 -2009年08期
[2] 王志 浅埋铁路隧道下穿高速公路施工沉降分析 [期刊论文] 《地下空间与工程学报》 -2009年03期
[3] 赵华锋 梅林隧道浅埋大跨下穿梅观高速公路施工技术 [期刊论文] 《山西建筑》 -2012年04期