管棚施工技术在隧道施工中的应用

1· 管棚的适用条件

管棚作为隧道施工的辅助方法之一，适用于软弱砂土质地层、砂卵砾石地层，膨胀性软流塑、硬可塑状粉质粘土地层，裂隙发育岩体、断层破碎带、浅埋大偏压等围岩，并对地层变形有严格要求的工程。通常情况下，在穿越铁路修建地下工程、穿越地面及地下结构物修建地下工程、修建大断面地下工程、隧道洞口段加固等特殊地段施工时，一般采用管棚进行超前支护。

2· 结构组成

管棚主要由钢管和钢拱架组成。钢管的入土端制作成尖靴状或者是楔形，以较小的外插角沿着开挖轮廓线，向开挖面前方打入钢管或者钢插板，末端支架在钢拱架上，对开挖面前方的围岩起到预支护的作用。管棚中所用的钢管应该严格的按照设计要求进行加工并开孔，管内灌注水泥浆或者水泥砂浆，从而是钢管自身的强度及刚度得以提高。

3· 主要材料要求

在管棚施工中，材料的规格及质量是影响工程质量的主要因素之一，管棚施工的主要材料有钢管及水泥浆或者水泥砂浆等。钢管的控制指标主要有直径、壁厚和材质等，我们在管棚施工中一般采用直径为70~180mm，壁厚4~8mm 的无缝钢管。钢管的长度一般因为工程的不同而各不相同，一般情况下短管棚采用的钢管每节长度不大于10m，长管棚采用的钢管长度不小于10m，或者可以直接采用出厂长度。水泥砂浆的主要成分为P.O42.5 级及以上的硅酸盐水泥，水泥砂浆最好采用中砂或者粗砂；根据地层的不同采用不同的外加剂，配比应该根据工程现场的土质条件，经过试验确定。

4 ·施工工艺流程

测放孔位→钻机就位→水平钻孔→压入钢管→注浆（向钢管内或周围土体注浆）→封口→开挖

管棚一般是沿着地下工程断面周边的一部分或者全部，按照一定的间距采取环向布设，形成钢管棚护，沿周边布设的长度及形状主要取决于地形、地层、地中或地面及周围建筑物的状况，有帽形、方形、一字形以及拱形等。

5· 质量控制要点及措施

钻孔前准确测量每个孔的平面位置、倾角、外插角，钻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开挖线内，所以应该对钻孔的平面位置进行严格的控制。孔口管作为管棚的导向管，它安置的平面位置、倾角、外插角的准确度直接影响管棚的质量，在安装前用测量仪器以坐标法在工字钢架上定出其平面位置，用水准尺配合坡度板设定孔口管的倾角，并与工字钢架进行牢固焊接。配备专职测量人员，随时对钻孔的方向以及倾角进行检测，发现问题及时进行纠正，确保测量偏差在允许的范围内，如果发现偏差超限应该及时进行纠正，至终孔时仍超限应封孔，在原位重新钻孔。清孔时做到管内清洁通畅，安置集料斗收集渣土，保持工作面整洁。采用注浆量和注浆压力双控指标，在注浆过程中如果发现与其他孔串浆应该将串浆孔堵住，轮到对该孔进行注浆时，将堵塞物拔出，用高压风或水冲洗，如拔出堵塞时，仍然有浆液流出可不进行冲洗立即进行注浆，如果压力突然升高，则可能发生堵管现象，应该立即停机检查进行处理，如果压力长时间不升高，应该检查是否窝浆或者存在浆液外漏现象，否则应该对浆液配比进行调整，缩短胶凝时间，进行小泵量低压或者间歇注浆，但是间歇时间不得超过浆液的胶凝时间，以保证管棚刚度并填充钢管与管周土体间的空隙。钻机的选用首先应该满足钻孔深度以及孔径的要求，钻机要求平稳灵活，能在360°范围内钻孔，施钻时应该有导向架。

6· 安全控制要点及措施

在所有工程施工中，安全控制也是使我们工程技术人员应该严控的指标之一，以“安全第一，预防为主”为原则进行控制，比如：在管棚施工前，对设备的检查和保养，使设备能够在良好的状态下进行工作。施工设备固定应该牢固，防止钻进过程中发生移位。钻孔平台上做好栏杆，防治高空坠落。应该派专职安全人员进行及时检查，在压浆时，管口正面不得站人，避免浆液喷出发生危险。安全人员在检查过程中，发现现场及设备存在安全隐患，应该及时要求施工人员进行改正，将安全隐患消灭在萌芽状态，减少人员和财产的损失。

7· 环保要求

洞内作业，设置和维护好通风和排水设施，防止粉尘含量超标和施工场地污染。洞外，对工地范围内的排水系统进行很好的维护，确保排水通畅，防止由于排水不畅引起的水土流失。施工机械维修产生的含有废水，应进行生化处理并达到排放标准后方可排放，不得污染周围水环境，废渣和弃土渣应该运往指定的弃土场。

8· 结束语

管棚施工作为隧道施工的一种辅助技术，对隧道施工质量起到了一定的保证作用，并大大提高隧道施工的安全性，这就要求我们工程技术人员不断提高自己的技术水平，并严格的按照设计文件以及相关施工技术规范的要求进行施工，严控每一道施工工序，经常性的观察、测量、检查，发现问题及时进行处理，避免发生质量及安全事故。