管棚

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，占用循环时间较大，但钻孔安装或顶入安装较易。

长管棚：长度为10—45m，直径较粗，一次超前量大，单次钻入或打入长钢管作业时间较长，但减少了安装钢管次数，减少了与开挖作业之间的干扰。

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。

管棚钢管

一般选用直径80-180mm，壁厚4-8mm的无缝钢管。管节长度视工程具体情况而定，一般情况下每节长小于10m，长管棚采用的钢管每节长度大于10m。

管棚水泥砂浆

主要成分为P.O42.5级及以上的硅酸盐水泥、普通或水泥砂浆，宜采用中砂或者粗砂。外加剂视不同地层选用，配比应根据工程地质条件，经试验确定。 2100433B

⑴钻孔前，精确测定孔的平面位置、倾角、外插角，并对每个孔进行编号。

⑵钻孔外插角1°～3°以为宜，工点应根据实际情况作调整。钻孔仰角的确定应视钻孔深度及钻杆强度而定，一般控制在1°～1.5°。施工中应严格控制钻机下沉量及左右偏移量。

⑶严格控制钻孔平面位置，管棚不得侵入隧道开挖线内，相邻的钢管不得相撞和立交。

⑷经常量测孔的斜度，发现误差超限及时纠正，至终孔仍超限者应封孔，原位重钻。

⑸掌握好开钻与正常钻进的压力和速度，防止断杆。

（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，可有效抑制围岩松动和垮塌。

（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：掌子面爆产生的爆炸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，大大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。

下面我来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1所示：

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，上覆地层的变形主要包括两部分：

(1) 管棚的挠曲变形量；

(2) 端头支撑梁的变形。所以其变形控制主要通过提高管棚和端头支撑梁的刚度来实现。在日本和韩国该方法应用于隧道穿越既有铁路线或公路线，这样可以控制隧道开挖对既有线路产生的不良影响。

管棚、超前预注浆加固作为隧道施工中的重要辅助工法,在防止隧道塌方、控制地表沉降、抑制地层位移等方面发挥了重大的作用。

管棚施工工艺发挥超前支护作用增强了施工安全度提高隧道的长期稳定性具有显著的经济效益和社会效益。同时在管棚支护下开挖可减少防止围岩坍塌