管棚主要用于对于围岩变形及地表下沉有较严格限制要求的软弱破碎围岩隧道工程中，如软弱、沙砾地层和软岩、岩堆、破碎带地段。管棚形状图一、简介一般是沿地下工程断面的一部分或全部，以一定的间距环向布设，形成钢管棚护。管棚超前支护是为了在特殊条件下安全开挖，预先提供增强地层承载力的临时支护方法。二、主要作用及优点（1）梁拱效应：先行施工的管棚以掌子面前方围岩支撑和后方围岩支撑为支点，形成一个梁式结构，二者形成环绕隧洞轮廓的壳状结构，可有效围岩松动和垮塌。（2）加固效应：注浆浆液经管壁孔压入围岩裂隙中，使松散岩体胶结、固结，从而改善了软弱（破碎）围岩的物理力学性质，增强了围岩的自承受能力，达到了加固管棚周边围岩的目的。（3）环槽效应：掌子面爆产生的冲击波传播和爆生气体扩展遇管棚密集环形孔槽后被反射、吸收或绕射，降低了反向拉伸波所造成的围岩破坏程度和扰动范围。（4）确保施工安全：管棚支护刚度较大，施工时如再次发生塌方，塌渣也是落在管棚上部岩渣上，起到缓冲作用。即使管棚失稳，其破坏也较缓慢。三、分类管棚通常可分为长管棚和短管棚。短管棚：长度小于10m的小钢管，一次超前量小，基本上与开挖作业交替进行。扇形布置:当隧道段地层相对稳定，但拱部附近地层不稳定时使用。迪庆隧道管棚支护

   2K313035管棚施工技术管棚超前支护是浅埋暗挖施工隧道超前加固的辅助施工方法(简称管棚法)。本条简要介绍管棚法的施工技术。▼大管棚支护▼大管棚支护▼大管钻入一、结构组成与适用条件(一)结构组成(1)管棚法为防止隧道开挖引起的地表下沉和围岩松动,开挖掘进前沿开挖工作面上半断面周边按设计打入厚壁钢管，在地层中构筑的临时承载棚防护下，为安全幵挖预先提供增强地层承载力的临时支护方法，与小导管注浆法相对应，通常又称为大管棚超前支护法。▼大管棚支护▼管棚支护▼厚壁钢管(2)管棚一般是沿地下工程断面周边的一部分或全部,以一定的间距环向布设,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、一字形及拱形等。口诀：一拱方帽▼管棚布置形式▼拱形管棚支护(3)管棚是由钢管和钢格栅拱架组成。钢管入土端制作成尖靴状或模形，沿着开挖轮廓线，以较小的外插角，向掌子面前方敷设钢管或钢插板，末端支架在钢拱架上，形成对开挖面前方围岩的预支护。▼钢格栅拱架(4)管棚中的钢管应按照设计要求进行加工和开孔，管内应灌注水泥浆或水泥砂浆，以便提高钢管自身刚度和强度。▼钢管开孔2.适用条件。防城港管棚注浆前应喷射混凝土封闭作业面，防止漏浆，喷层厚度不小于5cm。

钻机立轴方向必须准确控制，在浇注好的套拱上标出孔位和孔台车就位、台车固定、测量布孔、台车大臂娇正、钻孔及接长钻杆、钻杆接长准备、钻杆分节退出卸下、清孔号，孔号分为奇数孔和偶数孔，奇数孔采用无缝管棚管，偶数孔采用梅花管棚管。奇数孔成孔后及时安装钢花管或无孔管棚管，压注水泥浆。偶数孔成孔后也必须立即安装管棚管，防止塌孔，同时偶数孔的施工一方面可以检查奇数孔注浆质量，另一方面也可以进行补充注浆，提高注浆加固围岩的效果。施钻时，台车大臂必须顶紧在掌子面上，以防止过大颤动影响施钻精度。钻机开孔时的钻速宜采用低速，钻进20cm后转入正常钻速。钻杆钻入岩层，尾部剩余20～30cm时停止钻进，人工用两把管钳卡紧钻杆，钻机低速反转，脱开钻杆。钻机沿导轨复位，再装入第二根钻杆。引导孔的孔径较管棚管外径大15～20mm，孔深较管长长0.5米以上。

管棚管施工要求：

（1）为保证成孔质量，防止邻孔钻进时前面的成孔坍塌，钻孔间隔进行。先钻奇数孔，后钻偶数孔，成孔直径为φ140mm，以便顺利安装φ108×6mm钢花管。即采用大引导孔施工，很大程度上克服在顶管施工作业中送管难的情况发生。

（2）施作长管棚时（φ108×6mm），打孔角度洞口段为1°～3°，环向间距40cm，每根长40m（每节长9m，采用长89cm套管连接），施作时每段应交错搭接3m，管棚管上按间距15cm梅花形钻10mm的小孔。1节管棚管顶端做成锥型，以便顶进。φ108×6mm管棚管采用4.0m和6.0m两种规格，奇数孔首根4.0m，偶数孔首根6.0m，其余的均为6.0m，以避免管棚管接头在同一断面上。管棚管采用套管联接。

（3）为了确保钻杆接头有足够的强度、刚度和韧性，钻杆连接套应与钻杆材质一致，两端加工内螺纹（配合钻杆端外螺扣），连接套的壁厚≥10mm。为防止钻杆在推力和振动力的双重作用下，上下颤动，导致钻孔不直，钻孔时，应把扶直器套在钻杆上，随钻杆向前钻进向前平移。 管棚一般用在围岩条件较差或者塌方方量比较大无法用双层小导管穿过时用，但施工周期很长。

注浆参数设计：1、注浆材料及配合比：注浆浆液采用水泥－水玻璃双液浆，水泥采用425普通硅酸盐水泥，水玻璃采用Ⅱ型水玻璃，体积质量为1.25g／cm3，水玻璃浓度为35Be°，水泥浆液水灰比为0.6:1~1:1，水泥与第2页共7页水玻璃浆体积比为1:0.5；2、注浆压力：0.5~1.2MPa；3、浆液扩散半径：R＝0.7×0.3=0.21m，取0.3m；4、单根钢管注浆量Q＝π·r2·L＋π·R2·L·η·α·β式中：r—钢管半径，0.108／2＝0.054m；L—钢管长度，考虑与钻机连接，取24m；R—浆液扩散半径，取0.3m；η—地层孔隙率，堆积体经测试为11％；α—浆液有效充填率，取0.9；β—浆液损耗系数，取1.15。经计算，单根钢管注浆量：Q＝0.992m3。5、注浆前应先进行现场注浆试验，参数通过试验后可适当调整。6、技术措施为加强管棚刚度，在钢管内放入钢筋笼。上侧布置:用于隧道一侧有道路、铁路及重要构筑物，需要防护，或边坡地形可能形成偏压时。陕西管棚注浆管

超前支护主要适用于围岩应力较小、地下水较少、岩体软弱破碎、开挖面可能坍塌的隧道。迪庆隧道管棚支护

早的管棚法施工采用的是普通水平钻机。随着管棚法大量应用。管棚钻机应运而生。世界上早推出管棚钻机的是意大利RODIO公司的管棚钻机。目前用于管棚施工的钻机分为坑道钻机、定(导)向钻机、水平钻机、夯管锤及管棚钻机长隧道好选用管棚钻机．短隧道如地下立交、地下过街道可考虑用其它类型的钻机。世界上长的大口径长管棚是日本八户市一段公路隧道施工采用的管棚，全长180m，全部采用长管棚施工，从隧道两端设立了管棚推进基地各推进90m，水平钻机安设管棚。管棚钻机适用于水电、冶金、公路、建材施工单位，适用于中硬及硬岩中的凿岩工作，更适用于穿凿预裂爆破及水平、阶梯式爆破深孔，尤其对开边坡预裂孔及预应力锚索钻机更有其独到之处。履带自行式管棚钻机，自带动力，移动非常方便。二、原理下面进行对标题以下两个因素来介绍下，管棚施工在软弱围岩的隧道施工究竟起了什么作用？这涉及到设计和施工的理念。日本实施的管棚法由于管棚的直径大、刚度大，同时又是密排布置的，当钢管的两端支撑梁的刚度达到足够的值之后，开挖引起的变形量非常小，如图所示：管棚施工原理管棚在实际工程中起简支梁作用，而两端的支撑梁便是简支梁的弹性支撑。迪庆隧道管棚支护

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