管棚施工技術在隧道施工中的應用

毛東 王賀

摘 要：超前支護是保證隧道工程開挖工作面穩定而采取的超前于掌子面開挖的輔助措施的一種，在超前支護的措施中有超前小導管注漿、超前錨桿、管棚超前支護等，文章主要介紹在隧道施工過程中，管棚超前支護的施工技術，其中包括管棚的適用條件、結構組成、主要材料要求、施工工藝流程、質量控制要點、安全及環保控制要點等。

關鍵詞：隧道施工；超前支護；管棚；施工技術

改革開放以來，我國公路事業發展非常迅速，特別是高速公路的發展更是以難以想象的速度在向前發展，高速公路通車總里程更是在逐年攀升。修建公路就不可避免的要穿越山嶺、江河等，這就不可避免的要修建隧道，隨著技術的發展和運營的需要，公路隧道也是朝著更長、更寬的方向發展。管棚超前支護是目前應用比較廣泛的超前加固方法，在超前支護工法中，由于管棚法具有施工便捷、安全可靠、工期短、預加固效果明顯等優點，所以應用非常廣泛。本人結合工程實際經驗談一談管棚施工技術的組成以及適用條件、技術要點以及質量控制要點等。

1 管棚的適用條件

管棚作為隧道施工的輔助方法之一，適用于軟弱砂土質地層、砂卵礫石地層，膨脹性軟流塑、硬可塑狀粉質粘土地層，裂隙發育巖體、斷層破碎帶、淺埋大偏壓等圍巖，并對地層變形有嚴格要求的工程。通常情況下，在穿越鐵路修建地下工程、穿越地面及地下結構物修建地下工程、修建大斷面地下工程、隧道洞口段加固等特殊地段施工時，一般采用管棚進行超前支護。

2 結構組成

管棚主要由鋼管和鋼拱架組成。鋼管的入土端制作成尖靴狀或者是楔形，以較小的外插角沿著開挖輪廓線，向開挖面前方打入鋼管或者鋼插板，末端支架在鋼拱架上，對開挖面前方的圍巖起到預支護的作用。管棚中所用的鋼管應該嚴格的按照設計要求進行加工并開孔，管內灌注水泥漿或者水泥砂漿，從而是鋼管自身的強度及剛度得以提高。

3 主要材料要求

在管棚施工中，材料的規格及質量是影響工程質量的主要因素之一，管棚施工的主要材料有鋼管及水泥漿或者水泥砂漿等。鋼管的控制指標主要有直徑、壁厚和材質等，我們在管棚施工中一般采用直徑為70～180mm，壁厚4～8mm的無縫鋼管。鋼管的長度一般因為工程的不同而各不相同，一般情況下短管棚采用的鋼管每節長度不大于10m，長管棚采用的鋼管長度不小于10m，或者可以直接采用出廠長度。水泥砂漿的主要成分為P.O42.5級及以上的硅酸鹽水泥，水泥砂漿最好采用中砂或者粗砂；根據地層的不同采用不同的外加劑，配比應該根據工程現場的土質條件，經過試驗確定。

4 施工工藝流程

測放孔位→鉆機就位→水平鉆孔→壓入鋼管→注漿（向鋼管內或周圍土體注漿）→封口→開挖

管棚一般是沿著地下工程斷面周邊的一部分或者全部，按照一定的間距采取環向布設，形成鋼管棚護，沿周邊布設的長度及形狀主要取決于地形、地層、地中或地面及周圍建筑物的狀況，有帽形、方形、一字形以及拱形等。

5 質量控制要點及措施

鉆孔前準確測量每個孔的平面位置、傾角、外插角，鉆孔的平面位置非常重要，如果控制不好，管棚就有可能侵入隧道開挖線內，所以應該對鉆孔的平面位置進行嚴格的控制。孔口管作為管棚的導向管，它安置的平面位置、傾角、外插角的準確度直接影響管棚的質量，在安裝前用測量儀器以坐標法在工字鋼架上定出其平面位置，用水準尺配合坡度板設定孔口管的傾角，并與工字鋼架進行牢固焊接。配備專職測量人員，隨時對鉆孔的方向以及傾角進行檢測，發現問題及時進行糾正，確保測量偏差在允許的范圍內，如果發現偏差超限應該及時進行糾正，至終孔時仍超限應封孔，在原位重新鉆孔。清孔時做到管內清潔通暢，安置集料斗收集渣土，保持工作面整潔。采用注漿量和注漿壓力雙控指標，在注漿過程中如果發現與其他孔串漿應該將串漿孔堵住，輪到對該孔進行注漿時，將堵塞物拔出，用高壓風或水沖洗，如拔出堵塞時，仍然有漿液流出可不進行沖洗立即進行注漿，如果壓力突然升高，則可能發生堵管現象，應該立即停機檢查進行處理，如果壓力長時間不升高，應該檢查是否窩漿或者存在漿液外漏現象，否則應該對漿液配比進行調整，縮短膠凝時間，進行小泵量低壓或者間歇注漿，但是間歇時間不得超過漿液的膠凝時間，以保證管棚剛度并填充鋼管與管周土體間的空隙。鉆機的選用首先應該滿足鉆孔深度以及孔徑的要求，鉆機要求平穩靈活，能在360°范圍內鉆孔，施鉆時應該有導向架。

6 安全控制要點及措施

在所有工程施工中，安全控制也是使我們工程技術人員應該嚴控的指標之一，以“安全第一，預防為主”為原則進行控制，比如：在管棚施工前，對設備的檢查和保養，使設備能夠在良好的狀態下進行工作。施工設備固定應該牢固，防止鉆進過程中發生移位。鉆孔平臺上做好欄桿，防治高空墜落。應該派專職安全人員進行及時檢查，在壓漿時，管口正面不得站人，避免漿液噴出發生危險。安全人員在檢查過程中，發現現場及設備存在安全隱患，應該及時要求施工人員進行改正，將安全隱患消滅在萌芽狀態，減少人員和財產的損失。

7 環保要求

洞內作業，設置和維護好通風和排水設施，防止粉塵含量超標和施工場地污染。洞外，對工地范圍內的排水系統進行很好的維護，確保排水通暢，防止由于排水不暢引起的水土流失。施工機械維修產生的含有廢水，應進行生化處理并達到排放標準后方可排放，不得污染周圍水環境，廢渣和棄土渣應該運往指定的棄土場。

8 結束語

管棚施工作為隧道施工的一種輔助技術，對隧道施工質量起到了一定的保證作用，并大大提高隧道施工的安全性，這就要求我們工程技術人員不斷提高自己的技術水平，并嚴格的按照設計文件以及相關施工技術規范的要求進行施工，嚴控每一道施工工序，經常性的觀察、測量、檢查，發現問題及時進行處理，避免發生質量及安全事故。

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