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管棚

什么叫管棚施工

管棚法或称伞拱法，是 地下结构工程浅埋暗挖时的超前支护结构。 其实 质是在拟开挖的地下隧道或结构工程的衬砌拱圈隐埋弧线上，预先钻孔并安设惯性力矩较大的厚壁钢管，起临时超前支护作用，防止土层坍塌和地表下沉，以***掘进与后续支护工艺安全运作。

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，新疆小型管棚钻机，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，新疆小型管棚钻机，这样可以控制隧道开挖对既有线路产生的不良影响。

在软弱地层隧道拱部的小管棚，新疆小型管棚钻机，要形成通俗意义上的“棚”必须具备2 个方面的条件：

(1) 是管间的软弱围岩能形成微拱；

(2) 是具有足够数量能扩散或传递围岩压力的杆件结构。 管棚超前支护法是近年2113发展起来的一5261种在软弱围岩中进行隧道4102掘进的新技术。新疆小型管棚钻机

管棚支护适用范围

根据国内外的施工实践，综合我国目前地下工程管棚支护应用的实际案例，管棚支护可适用于：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、突泥突水段、断层破碎带、塌方段、破碎土岩堆地段、浅埋大偏压等地质和地下水丰富条件的地下构筑物施工的支护，隧道进出口段开挖的支护，也多应用于地铁等穿越城区的地下工程的开挖预支护，可作为穿越既有建筑物、公路、铁路及地下结构物下方修建隧道的辅助方法；作为隧道洞口段及修建大断面隧道施工的辅助工法及作为其他施工的辅助工法，也常用于浅埋但不宜明挖地段或浅埋隧道情况下，地表有建筑物、或隧道接近地中结构物时等对施工沉降有特殊要求的工程等。

云南中管棚钻机安装钢管时，先打有孔钢花管，注浆后再打无孔钢管。

世界上虽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。 中国地质装备总公司1987年开始研制开发专用管棚钻机，1989年北京西单地铁车站的承建商铁道部第十六工程局在采购管棚法施工设备时，中国地质装各总公司开发研制的土星钻机以钻孔精度高及价格低而中标，并在举世瞩目的北京西单地铁车站暗挖工程中获得成功的应用，铁道部第十六工程局先后购买了8台士星管栅钻机 在工程实践中，中国地质装备公司先后开发了5个品种的钻机并形成系列产品。管棚钻机***适用于水电、冶金、公路、建材、***等施工单位，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。

一、管棚施工工艺原理

管棚支护结构，一般按松弛荷载理论进行设计。根据围岩地质条件和施工条件进行力学计算。钢管直径多选用80～180mm，钢管中心距离一般为30～50cm。

钢管长度视软弱破碎围岩的厚度而定，一般为10～45m。钢管以较小的仰角沿岩面打入，形成了一个梁结构来承担围岩的压力。钢管采用内注水泥浆、化学浆液或细石混凝土、劲性骨架来增加钢管刚度。

二、管棚施工工法特点

1、在管棚超前预支护的作用下开挖，可以防止地表下沉和围岩坍塌，以***施工过程中的安全。

2、管棚一次超前量较大，支护过程中搭接较少，节省材料。亦可减少安装钢管次数，并减少与开挖作业之间的干扰。

3、施工速度快，支护效果好。 管棚法或称伞拱法，是地下结构工程浅埋暗挖时的超前支护结构。

管棚施工的具体工艺步骤是怎样的

管棚施工方法主要有：管棚引孔顶入法、管棚跟管钻进法。

每循环管棚施工前，应开挖管棚工作室，工作室大小根据钻机要求确定。管棚施工前，在长管棚设计位置安放至少三榀用工字钢组拼的管棚导向架，导向拱架设置孔口管作为长管棚的导向墙，要求在钻机过程中导向拱架不变形、不移位。

管棚节间采用焊接或丝扣连接，管棚单序孔***节长6(9)m，双序孔***节长3(4.5)m、，其余管节长度均为6(9)m，安装后，管口用麻丝和锚固剂封堵钢管与孔壁间空隙，连接压浆管及三通接头；管棚注浆前，应向开挖工作面、拱圈及孔口管周围岩面喷射10cm厚的C25混凝土，以防钢管注浆时岩面缝隙跑浆。

钻孔施工采用管棚钻机，利用套管跟进的方法钻进、长管安装一次完成。甘肃小型管棚施工

因此施工中须根据结构埋深、地层情况、周围结构物状况等选择合理间距。新疆小型管棚钻机

管棚的主要作用及优点

（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。 新疆小型管棚钻机

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