管棚施工技術(shù)在隧道施工中的應(yīng)用

毛東 王賀

摘 要：超前支護是保證隧道工程開挖工作面穩(wěn)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(dǎo)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(shù)，其中包括管棚的適用條件、結(jié)構(gòu)組成、主要材料要求、施工工藝流程、質(zhì)量控制要點、安全及環(huán)保控制要點等。

關(guān)鍵詞：隧道施工；超前支護；管棚；施工技術(shù)

改革開放以來，我國公路事業(yè)發(fā)展非常迅速，特別是高速公路的發(fā)展更是以難以想象的速度在向前發(fā)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(shù)的發(fā)展和運營的需要，公路隧道也是朝著更長、更寬的方向發(fā)展。管棚超前支護是目前應(yīng)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(yù)加固效果明顯等優(yōu)點，所以應(yīng)用非常廣泛。本人結(jié)合工程實際經(jīng)驗談一談管棚施工技術(shù)的組成以及適用條件、技術(shù)要點以及質(zhì)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(zhì)地層、砂卵礫石地層，膨脹性軟流塑、硬可塑狀粉質(zhì)粘土地層，裂隙發(fā)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(yù)支護的作用。管棚中所用的鋼管應(yīng)該嚴格的按照設(shè)計要求進行加工并開孔，管內(nèi)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(guī)格及質(zhì)量是影響工程質(zhì)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(zhì)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(jié)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(jù)地層的不同采用不同的外加劑，配比應(yīng)該根據(jù)工程現(xiàn)場的土質(zhì)條件，經(jīng)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(nèi)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(huán)向布設(shè)，形成鋼管棚護，沿周邊布設(shè)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(zhì)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(nèi)，所以應(yīng)該對鉆孔的平面位置進行嚴格的控制?？卓诠茏鳛楣芘锏膶?dǎo)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(zhì)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(shè)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(fā)現(xiàn)問題及時進行糾正，確保測量偏差在允許的范圍內(nèi)，如果發(fā)現(xiàn)偏差超限應(yīng)該及時進行糾正，至終孔時仍超限應(yīng)封孔，在原位重新鉆孔。清孔時做到管內(nèi)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(fā)現(xiàn)與其他孔串漿應(yīng)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(fēng)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(fā)生堵管現(xiàn)象，應(yīng)該立即停機檢查進行處理，如果壓力長時間不升高，應(yīng)該檢查是否窩漿或者存在漿液外漏現(xiàn)象，否則應(yīng)該對漿液配比進行調(diào)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(yīng)該滿足鉆孔深度以及孔徑的要求，鉆機要求平穩(wěn)靈活，能在360°范圍內(nèi)鉆孔，施鉆時應(yīng)該有導(dǎo)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(shù)人員應(yīng)該嚴控的指標之一，以“安全第一，預(yù)防為主”為原則進行控制，比如：在管棚施工前，對設(shè)備的檢查和保養(yǎng)，使設(shè)備能夠在良好的狀態(tài)下進行工作。施工設(shè)備固定應(yīng)該牢固，防止鉆進過程中發(fā)生移位。鉆孔平臺上做好欄桿，防治高空墜落。應(yīng)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(fā)生危險。安全人員在檢查過程中，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場及設(shè)備存在安全隱患，應(yīng)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(tài)，減少人員和財產(chǎn)的損失。

7 環(huán)保要求

洞內(nèi)作業(yè)，設(shè)置和維護好通風(fēng)和排水設(shè)施，防止粉塵含量超標和施工場地污染。洞外，對工地范圍內(nèi)的排水系統(tǒng)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(chǎn)生的含有廢水，應(yīng)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(huán)境，廢渣和棄土渣應(yīng)該運往指定的棄土場。

8 結(jié)束語

管棚施工作為隧道施工的一種輔助技術(shù)，對隧道施工質(zhì)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(shù)人員不斷提高自己的技術(shù)水平，并嚴格的按照設(shè)計文件以及相關(guān)施工技術(shù)規(guī)范的要求進行施工，嚴控每一道施工工序，經(jīng)常性的觀察、測量、檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時進行處理，避免發(fā)生質(zhì)量及安全事故。

參考文獻

[1]趙翔宇.公路隧道洞口工程施工技術(shù)探討[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2012.

[2]王軍艦.隧道管棚超前支護技術(shù)研究[J].西安科技大學(xué)，2011.

[3]黃金龍.砂卵石地層暗挖大斷面隧道管棚超前支護施工技術(shù)[J].市政技術(shù)，2011.

[4]趙勝偉，李成龍.隧道管棚超前支護技術(shù)研究[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2012.

[5]孫亞武.隧洞管棚超前支護施工技術(shù)及其應(yīng)用[J].城市建設(shè)，2013.

[6]呂桂珍，雷濤.超前管棚在淺埋隧洞施工中的應(yīng)用[J].農(nóng)業(yè)與技術(shù)，2008.