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管棚工法是隧道超前预支护开挖施工中用以防止掌子面坍塌并限制围岩变形的一种预支护手段。其主要原理是在隧道开挖之前，沿着隧道开挖轮廓线外的设定部位水平铺设钢管，并可以通过钢管向围岩注浆，对管棚周围的围岩进行加固，使管棚成为隧道后续开挖的防护伞（棚），达到安全施工的目的。隧道开挖预支护中采用管棚工法的原因：隧道开挖过程中，经常会遇到破碎带、松散带、软弱地层、涌水、涌沙等地段，在这类地质条件下进行开挖，如果不进行超前预支护，很容易出现坍塌情况，导致安全事故，不但给相关企业造成经济损失，增加工程成本，而且极大地影响工程施工进度和施工质量。根据设计图纸，搭建管棚的框架结构，一般使用金属或木材作为框架材料。贵阳小管棚管
己经在地下工程施工中得到了地应用。根据采取的加固措施对周围地层特性和应力分布的影响，可将超前支护分为地层改良法和预支护法。地层改良法就是提高开挖面周围地层土的特性的方法，这种方法包括注浆、土壤加固、排水和地层冻结等；预支护法就是在隧道开挖前，先超前对围岩进行加固，以增加围岩的自稳能力，并使开挖面周围应力干扰达到小的方法。超前支护方法主要包括：管棚法，机械预切糟法，预衬砌法，水平旋喷注浆法，超前小导管法，超前锚杆法、冻结法等等。其中管棚法、水平旋喷注浆法、小导管法等支护方法同时也改良和加固了地层。管棚注浆支护就是把一组钢管沿开挖轮廓外己钻好的孔中打入地层内，并与钢拱架组合形成强大的棚架预支护加固体系，支承来自于管棚上部的荷载，通过钢管的梅花形布置的注浆孔加压向地层中注浆，以加固软弱破碎的地层，提高地层的自稳能力。管棚注浆是一种长距离超前支护方法，超前距离长，刚度较大，适用于掌子面不能自稳、含水的地层，控制地表沉降、防渗止水的效果较好，施工工艺要求较高。如将管棚注浆与小导管补充注浆法结合，除具有大管棚的特点外，能够防止管棚下方三角土体的塌落，这种长短结合的预支护效果更为理想。红河州隧道管棚支护管棚通常由一系列水平的横梁和垂直的立柱组成，形成一个网格状的架子系统。
管棚施工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。管棚施工技术措施：（1）管棚钢管加工成每节长3.5m。（2）接头处的丝扣用管螺纹车床精细加工，以保证连接长度及其牢固性。（3）准确测定孔位，并对管棚机用测量仪器定位。管棚钻机定位后，须支撑稳固，避免偏移和倾斜。（4）合理选择钻机及钻头、钻杆，保证钻孔孔径和成孔质量。（5）钻孔顺序由高孔位向低孔位进行。（6）管棚在顶进过程中，用测斜仪严格控制上仰角度。（7）在钻进时，若出现卡钻、坍孔时，应注浆后再钻，也可直接将管棚钢管钻入，开孔时低速低压，待成孔后加压到1.0～1.5MPa。（8）管棚压浆用牛角泵灌注，封堵塞设进料孔和出气孔。
管棚的布置形式(隧道管棚施工的布置方法)管棚根据不同的地形、地质和荷载条件，通常可按以下形式布置：(1)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。(2)半圆形布置:用于隧道下半部地层稳定，但拱线以上地层不稳定的场合。另外，即使地层相对稳定，当地表及周边有构筑物，埋深很浅时，也采用这种布置。(3)门形布置:除底部外，隧道布置为半圆形门形，带侧壁。当隧道基础稳定，断面地层和上部地层不稳定时使用。(4)环向布置:用于软弱地层或膨胀挤压围岩。(5)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。(6)双层布置:用于隧道上部有重要设施的地铁站等大断面隧道的施工，拱部有坍塌、不稳定地层的施工，或河道贯通的海底段的施工。(7)线内布置:在铁路、公路正下方或某些构筑物下方施工时使用。管棚技术的应用领域，不仅适用于农业温室建设，还广泛应用于隧道工程、边坡支护等领域，市场需求巨大。
管棚注浆时钻孔位置和钻孔方法的测量管棚管孔位置的测量：钻孔前，根据五寸平台绘制管棚位置轮廓线(根据开挖轮廓线放大30cm)，根据孔距确定孔位，能满足设计要求。如起始位置在软弱带或含泥砂带时，可适当改变孔位，但范围不能超过30cm钻孔面必须按要求喷一层素混凝土作为止浆墙，并保证钻孔面不坍塌。管棚管道钻孔：1、钻进前，检查钻机各部分运转是否正常，更换异常部件，检查水压是否能满足施工要求;然后埋好钢拱，固定套管，将套管与钢拱焊接在一起，在固定套管之前，将管道位置调整到正确的位置。从两边到中间依次安装钻机。钻机安装牢固，防止摆动位移、倾斜和下沉。钻机与工作面的距离一般不小于2m。2、钻孔时，为了克服钻孔后钻具自重造成的下垂现象，钻孔应与导管一致，仰角比线中心线高1°，即外倾角为1°，以保证钻孔后管棚不侵界。钻孔定位可结合指南针、经纬仪和挂线，确保钻机钻杆轴线与张角一致。开钻时，先低速低压，成孔几米后加速加压。方位角由罗盘测量，用于井斜测量，并控制水平偏差。当井眼形成一半时，用фф108毫米套管测量和控制向上或向下的侧倾角，以确定偏差。管棚施工预支护正台阶施工方法，每一开挖步长Δli 0.5~1.0 m，开挖面1 前方的管棚埋入围岩之中。青海隧道管棚厂
入段对掌子面前方的围岩体具有加固作用，这一作用使开挖释放应力也随之减少。贵阳小管棚管
管棚管施工的时候如何设计参数及浆液量？管棚管施工时，应严格参照设计要求备料、施工，以保证注浆的质量。设计参数为：1、管棚管采用Φ108mm，壁厚6mm的热轧无缝钢管，长度为20m，堆积体范围内共3环管棚管，布置在拱顶180°范围内，管棚环向间距为30cm，距开挖轮廓线30cm，外插角3~5°。钢管上钻注浆孔，孔径10mm，孔间距50cm，梅花形布置，尾部2m范围内不钻孔作为止浆段。2、倾角：平行与路线纵坡，方向：平行与路线中线。3、钢管施工误差：径向不大于20cm。4、隧道纵向同一横断面内的接头数不大于50%，相邻钢管的接头至少错开1m。贵阳小管棚管
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