管棚

管棚通常可分為長(zhǎng)管棚和短管棚。

短管棚：長(zhǎng)度小于10m的小鋼管，一次超前量小，基本上與開挖作業(yè)交替進(jìn)行，占用循環(huán)時(shí)間較大，但鉆孔安裝或頂入安裝較易。

長(zhǎng)管棚：長(zhǎng)度為10—45m，直徑較粗，一次超前量大，單次鉆入或打入長(zhǎng)鋼管作業(yè)時(shí)間較長(zhǎng)，但減少了安裝鋼管次數(shù)，減少了與開挖作業(yè)之間的干擾。

一般是沿地下工程 斷面的一部分或全部，以一定的間距環(huán)向布設(shè)，形成鋼管棚護(hù)。

管棚超前支護(hù)是為了在特殊條件下安全開挖，預(yù)先提供增強(qiáng)地層承載力的臨時(shí)支護(hù)方法。

管棚鋼管

一般選用直徑80-180mm，壁厚4-8mm的無(wú)縫鋼管。管節(jié)長(zhǎng)度視工程具體情況而定，一般情況下每節(jié)長(zhǎng)小于10m，長(zhǎng)管棚采用的鋼管每節(jié)長(zhǎng)度大于10m。

管棚水泥砂漿

主要成分為P.O42.5級(jí)及以上的硅酸鹽水泥、普通或水泥砂漿，宜采用中砂或者粗砂。外加劑視不同地層選用，配比應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)條件，經(jīng)試驗(yàn)確定。 2100433B

⑴鉆孔前，精確測(cè)定孔的平面位置、傾角、外插角，并對(duì)每個(gè)孔進(jìn)行編號(hào)。

⑵鉆孔外插角1°～3°以為宜，工點(diǎn)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況作調(diào)整。鉆孔仰角的確定應(yīng)視鉆孔深度及鉆桿強(qiáng)度而定，一般控制在1°～1.5°。施工中應(yīng)嚴(yán)格控制鉆機(jī)下沉量及左右偏移量。

⑶嚴(yán)格控制鉆孔平面位置，管棚不得侵入隧道開挖線內(nèi)，相鄰的鋼管不得相撞和立交。

⑷經(jīng)常量測(cè)孔的斜度，發(fā)現(xiàn)誤差超限及時(shí)糾正，至終孔仍超限者應(yīng)封孔，原位重鉆。

⑸掌握好開鉆與正常鉆進(jìn)的壓力和速度，防止斷桿。

（1）梁拱效應(yīng)：先行施工的管棚以掌子面前方圍巖支撐和后方圍巖支撐為支點(diǎn)，形成一個(gè)梁式結(jié)構(gòu)，二者形成環(huán)繞隧洞輪廓的殼狀結(jié)構(gòu)，可有效抑制圍巖松動(dòng)和垮塌。

（2）加固效應(yīng)：注漿漿液經(jīng)管壁孔壓入圍巖裂隙中，使松散巖體膠結(jié)、固結(jié)，從而改善了軟弱（破碎）圍巖的物理力學(xué)性質(zhì)，增強(qiáng)了圍巖的自承受能力，達(dá)到了加固管棚周邊圍巖的目的。

（3）環(huán)槽效應(yīng)：掌子面爆產(chǎn)生的爆炸沖擊波傳播和爆生氣體擴(kuò)展遇管棚密集環(huán)形孔槽后被反射、吸收或繞射，大大降低了反向拉伸波所造成的圍巖破壞程度和擾動(dòng)范圍。

（4）確保施工安全：管棚支護(hù)剛度較大，施工時(shí)如再次發(fā)生塌方，塌渣也是落在管棚上部巖渣上，起到緩沖作用。即使管棚失穩(wěn)，其破壞也較緩慢。

下面我來(lái)進(jìn)行對(duì)標(biāo)題以下兩個(gè)因素來(lái)介紹下，管棚施工在軟弱圍巖的隧道施工究竟起了什么作用？這涉及到設(shè)計(jì)和施工的理念。日本實(shí)施的管棚法由于管棚的直徑大、剛度大，同時(shí)又是密排布置的，當(dāng)鋼管的兩端支撐梁的剛度達(dá)到足夠的值之后，開挖引起的變形量非常小，如圖1所示：

管棚在實(shí)際工程中起簡(jiǎn)支梁作用，而兩端的支撐梁便是簡(jiǎn)支梁的彈性支撐，上覆地層的變形主要包括兩部分：

(1) 管棚的撓曲變形量；

(2) 端頭支撐梁的變形。所以其變形控制主要通過(guò)提高管棚和端頭支撐梁的剛度來(lái)實(shí)現(xiàn)。在日本和韓國(guó)該方法應(yīng)用于隧道穿越既有鐵路線或公路線，這樣可以控制隧道開挖對(duì)既有線路產(chǎn)生的不良影響。

管棚、超前預(yù)注漿加固作為隧道施工中的重要輔助工法,在防止隧道塌方、控制地表沉降、抑制地層位移等方面發(fā)揮了重大的作用。

管棚施工工藝發(fā)揮超前支護(hù)作用增強(qiáng)了施工安全度提高隧道的長(zhǎng)期穩(wěn)定性具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。同時(shí)在管棚支護(hù)下開挖可減少防止圍巖坍塌