隧道管棚超前支护(十一月收集整理)全解
隧道施工中超前管棚支护技术
主 干道 对安 全 的要 求 。 实施 过程 中城 区复 杂地 下环境 下该技 术 的利 用优 点愈 发 凸显 ，其 重要 意 义不 可替 代 。
关键 词 ：超 前 管棚 ；支护施 工 ；技 术运 用
１ 施 工步 骤
同一 钻孔 位 置并 进行 安 装 。为保 证锚 孔 质量 ，施 工过 程 中和 钻
１．１最好 施 工前 的工 作 ，确 保设 备 的安 装就 位
孔后的轴向倾角和方位孔 旨在满足设计和规范要求 ，确保 钻机
在施工计划正式实施之前 ，应确定施工现场原有地下管线 的精 度 和 牢 固性 ，在 钻井 过 程 中 ，通 过 导 向 装置 随 时 进行 监 测 ，
层内打入 钢管 ，注浆加固来一个棚架 支护体 系 ，以支撑来 自外 １．２其弓Ｉ导作用的钻进 、钻孔的扩大 ，钢管 的利用固定
侧 的围岩压力 ，从而保证其隧洞挖掘、衬砌工程一气呵成。本文 导孔是后部膨胀和拖动管道 的基础 。导孑Ｌ的质量将直接影
介绍 了了管 棚技 术 的施 工过 程及 作用 机 理 ，给 出了参 考标 准 。 响后续工艺 的施工。根据现场嵌入管孔的位置 ，将钻机转移到
一 １２０一 科 学技 术创 新 ２０１８．１８
隧道施工 中超 前管棚支护 技术
孙学 峰 （辽 宁大通 公路 工 程有 限公 司 ，辽 宁 沈 阳 １１ｏｏｏｏ）
摘 要 ：超前 大管 管棚 支护 在 隧道施 工过 程 中的利 用 率逐 渐升 高 ，再加 上 创 新性 工 艺、技 术 空前 发展 ，使 隧道 施 工安 全 和效
岩结构的扰动和地表生态环境 的影响降到最低 ，破坏性要尽可 据不 准 确 ，钻 机 施 工前 的钻机 调 试 通 常在 相 对 较 小 的角 度 之 前
隧道管棚超前支护
钻头不变径跟管的主要缺点有
1、钻具在工作时，内外管同时回转，易造成 内外管之间的环状间隙被岩粉堵塞或被大 块岩屑卡住，造成内管反转失灵，内外管 无法分离。这种方法需要大扭矩的回转钻 机，能源消耗大，不利于环保； 2、由于钻头不变径跟管钻具的钻进是同口径 进入，尤其是遇到漂石时，钻进将非常困 难，即使钻孔成功，由于钻孔缩径，起拔 套管也非常麻烦，甚至经常造成套管断裂 等孔内事故。
管棚支护的主要作用和优点
（1）梁拱效应：先行施设的管棚，以掌子面和后方支撑为 支点，形成一个梁式结构，二者构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，从而改善了软弱围岩的物理力学性质，增 强了围岩的自承能力，达到加固钢管周边软弱围岩的目的。 （3）环槽效应：掌子面爆破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及扰动范围。 （4）确保施工安全：管棚支护刚度较大，施工时如发生塌 方，塌碴也是落在管棚上部岩碴上，起到缓冲作用，即使管棚 失稳，其破坏也较缓慢。
孔深到位 安装管棚 取出套管 退钻 继续钻孔
钻机移位
下一孔位
注浆流程
水 水泥
水泥浆池
注 浆 泵
混 合 器
三通 钻孔注浆
稀释水玻璃
成孔方法
常用的施工方法有夯管法、顶管法、 钻孔等。但钻孔法是目前最常用的成孔方法。 随着钻探设备的专业化分工越来越细，管棚 专用钻机也应运而生。但管棚钻进为近水平 钻进，性质上与勘探钻孔有所不同，对钻孔 方向(空间位置)的精度要求很高，终孔测量 一旦发现孔斜或超出设计允许偏差，会造成 严重的后果。
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最小的方法。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。其中管棚层。
隧道工程管棚超前支护技术
三活瓣跟管钻具的组成 钻头活瓣结构
1.连接偏心钻头和钻头体的横销只起到悬挂钻头的 作，不承担扭矩，避免了销子的变形、折断所造 成孔内事故；
2.目前国内采用的偏心跟管钻头需要转动175°左右 才能实现钻头的张敛，而这种类型钻头的钻头体 正转一个很小角度（8°左右）即可使钻头直径增 大到设定的扩孔直径，钻头收回时，反转一个很 小角度即可使钻头直径缩小到设定的直径，减少 了钻头收回时被卡住的概率；
地质勘查
管棚加工与制作
浆液制作
管棚设计
建
测
钻钻
立
量
机孔
工
定
定与
作
位
位清
室
孔
插
注隧
入
浆道
管
加开
棚
固挖
设备材料准备
准备工作 安装管棚
套管定位
一节套管钻完 钻孔
安装下节套管
取出套管
孔深到位 退钻
继续钻孔
钻机移位
下一孔位
水
水泥
水泥浆池
注
浆
泵
稀释水玻璃
混 三通 合 器
钻孔注浆
常用的施工方法有夯管法、顶管法、钻孔等。但 钻孔法是目前最常用的成孔方法。随着钻探设备的专 业化分工越来越细，管棚专用钻机也应运而生。但管 棚钻进为近水平钻进，性质上与勘探钻孔有所不同， 对钻孔方向(空间位置)的精度要求很高，终孔测量一 旦发现孔斜或超出设计允许偏差，会造成严重的后果。
“ 海 王 星 ” 跟 管 系 统 如 图 2-9 所 示，这种系统的内外管系统基本和 “土星“跟管系统相似，内管定心 是通过回转内管（3），借助一个螺 旋伸缩接头（8）和套管在潜孔锤外 部的带有凸台（7）的套筒（6）一 齐向下移动，使凸台座落在套管（4） 底部套管靴（5）内的台阶上。此时 将潜孔锤（1）挤向一侧，并实现偏 心钻头（2）的扩底钻进，偏心钻进 进入套管并能提到地表。为防止套 管靴内部磨损，其内部在与凸台相 对应的位置上设有耐磨环。
隧道大管棚超前支护施工关键技术及实施要点解析
隧道大管棚超前支护施工关键技术及实施要点解析作者：薛守壮来源：《科技视界》2016年第13期【摘要】修桥铺路的过程中，多会存在山体的阻挡，为了实现距离的最小化，节约建设成本，通常会采用开拓隧道的方式来继续修建。
而利用隧道来实现道路的畅通，一般来说可能会存在隧道崩塌的风险，为了更好地保证道路畅通和人们的出行安全。
通常会在隧道之中增添一定的安全措施。
超前大棚管支护是隧道进洞施工中穿越洞口的软弱破碎围岩地段、堆积体或者浅埋偏压地段十分有效的支护措施。
目前，该种措施已经通过实践得到肯定，并被广泛运用与道路的修建之中。
【关键词】隧道大管棚；超前支护；关键技术；实施要点社会经济的不断发展，提高了对于交通的要求。
而我国地域相对较大，在道路的需求上本来也相对较高。
为了更好地适应交通需求，我国不断的修建桥梁和道路。
然而，我国相对宽广的区域，也造就了其复杂的地形。
在道路的修建上会存在多种问题。
就目前的交通来看，我们经常在坐火车的时候会经过隧道、桥梁等路段，而在这些路段的修建上，需要更加精细的施工和技术，以保证道路的安全性，避免乘客的人身财产所受威胁过大，同时，修建道路属于公共事业，这也是为了避免公共资源的浪费。
1 大管棚超前支护技术的概述管棚技术，也就是水平定向钻进技术，是一种不需要经过挖掘就可以实现的技术，它是从原始的钻探技术衍生并逐渐发展起来的一种新型技术，该种技术的实施，不会对地表产生破坏力，但是需要铺设一定的地下管线。
目前在城市地铁、市政管线等地下工程施工中均有运用，其发展前景相对广泛。
也随着其应用范围的推广，目前已经被运用到隧道之中，并取得了一定的成果。
管棚超前支护技术具有所需设备简单，施工工序也比较简洁、整个施工的成本较低等特点，经常被运用于软岩隧道中穿越破碎带、松散带和软弱地层。
一般来说，在城市浅埋暗挖隧道施工中，可能会产生一定的位移，而对施工造成一定的影响，所以需要控制地层位移。
而管棚超前支护技术具有独特的支护效果，可以适当的避免地层位移的现象，因此，受到施工重视。
超前大管棚支护作为一项保证隧道开挖安全
,超前大管棚支护作为一项保证隧道开挖安全、保护地面建筑以及控制地表沉降等的技术越来越受到重视,其应用也越来越广泛。
随着隧道超前大管管棚支护施工的不断发展,新工艺、新技术也不断涌现,极大地提高了地下工程的施工安全和施工效率。
关键词:隧道超前支护非开挖技术管棚施工工艺0 引言近年来,人们对环境保护意识的增强,提倡隧道洞口施工尽量减少对洞口围岩结构的扰动和地表生态环境的破坏,采取超前支护进洞的技术得到越来越多的应用。
管棚支护,就是沿着隧洞开挖轮廓周线,用特定的机器把一系列钢管顺着隧道轴线方向按一定次序打人开挖前方的地层内,然后向管内注浆固结管子周围的围岩,最终形成一个棚架支护体系,以支撑来自外侧的围岩压力,从而保证其隧洞开挖、衬砌的连续性和安全性。
1 施工工艺1.1 施工准备在开始施工之前,先对施工区域地下管线和地质情况进行详细探测,弄清地下管线位置和是否有障碍物,防止施作时破坏地下管线及制定相应的措施。
如在含卵石或有障碍物地层中用夯管锤施作管棚时,在钢管夯入头安装切削头,防止钢管头变形影响管棚精度;根据不同地质情况,选择合适的钻头、回扩器、合适泥浆配置方案以及进行钻进曲线设计,保护好地下管线的安全。
用水平定向钻机直接顶进法施工时,为了加强其顶进过程中的导向作用,提高管棚的精度,还需要用制作管棚的钢管自制一个楔形钻头,钻头前要满焊一块加工有射水孔的钢板,孔径大小根据管径大小确定,一般在10—20mm之间。
并且在钻头里加工一个装探棒腔的定位装置,探棒腔里装有探棒,用来进行导向控制。
无线探棒是通过发射无线信号传递导向信息,要在楔形钢管钻头上加工适当的缝隙,有利于信号的发射,增强其导向作用。
1.2 设备的安装、就位按照设计要求和施工条件,准确把设备进行安装、调试和就位,使设备的位置、安装角度等符合施工要求。
用夯管锤施工时,牢固铺设钢管导轨和安装夯管锤基座,在每次安装出土器、夯管锤以及锥套时,用测量仪器进行检测,保证三个部件的中心线在同一直线上。
浅谈隧道超前长管棚支护施工技术
浅谈隧道超前长管棚支护施工技术1. 引言1.1 背景介绍隧道工程是现代城市建设中不可或缺的重要组成部分，隧道超前施工技术是隧道施工领域的一项重要技术。
隧道施工中遇到的复杂地质条件、环境限制等问题需要采用创新技术来解决，隧道超前长管棚支护施工技术就是其中之一。
隧道超前长管棚支护施工技术是指在隧道施工过程中，利用长管棚结构进行支护加固，以确保隧道工程的安全和稳定。
隧道超前长管棚支护施工技术通过搭建长管棚结构，将土体固定在支撑结构内部，有效解决了隧道施工中的土体失稳、坍塌等问题，提高了工程的施工效率和质量。
隧道超前长管棚支护施工技术在城市地下工程中具有重要的应用前景和市场需求。
隧道工程的发展离不开技术的支持和创新，隧道超前长管棚支护施工技术的引入和应用将为我国隧道工程的发展注入新的活力和动力。
在未来的发展中，隧道超前长管棚支护施工技术将继续发挥重要作用，为城市建设和基础设施建设提供更为安全、稳定的支撑。
1.2 研究意义隧道超前长管棚支护施工技术的研究意义主要体现在以下几个方面：1. 提高施工效率和质量：隧道施工中，长管棚支护技术可以有效地减少施工时间和人力成本，同时保证施工质量，减少施工风险，提高工程施工的成功率和效益。
2. 保障隧道工程安全：长管棚支护技术可以提供良好的支护作用，增强隧道结构的稳定性和安全性，有效防止地质灾害和地下水涌出等问题的发生，保障隧道工程施工和运营过程中的安全。
3. 推动隧道工程发展：隧道施工技术的不断创新和进步是隧道工程发展的重要推动力量。
隧道超前长管棚支护施工技术的研究和应用可以引领隧道工程建设的发展方向，促进隧道工程领域的技术创新和提升。
2. 正文2.1 隧道超前长管棚支护施工技术概述隧道超前长管棚支护施工技术是隧道工程中常用的一种支护措施，通过设置长管棚结构，可以有效地解决隧道施工中的地质灾害和岩体失稳等问题。
隧道超前长管棚支护施工技术的主要特点包括施工简便、效果显著、成本较低、施工周期短等优点。
超前大管棚支护原理
（6)管棚的作用1）从整个支护体系的角度来看，管棚的作用主要有以下几点:①管棚主要起加固岩体(围岩)的作用。
通过钢管上的孔向围岩注入水泥、水玻璃或泡沫尿烷等材料,以改善围岩状况来保证掌子面稳定。
对应的分析方法有两种，一种分析方法是提高岩体的力学参数近似模拟管棚加固作用；另一种分析方法用实体单元模拟岩体,管棚对岩体的加固作用用梁（杆）单元或者壳体单元来进行模拟。
②管棚起到承载作用。
对应的分析模型是荷载——梁模型，该类模型是当前管棚分析中的主要计算模型。
根据是否考虑岩体的作用可分为两种情况，一种是不考虑岩体的作用，将管棚视作两端固定的梁。
对于大直径管棚（欧洲和日本多采用，以日本的管幕工法为代表）多采用该类分析模型；另一方法是考虑管棚下岩体的支撑作用，将管棚视作埋置在岩层中的管,但其对管棚作用的认识仍局限在将管棚作为承载构件,重点是确定管棚上部荷载以及对管棚受力特点进行分析。
③管棚起到扩散和传递开挖释放荷载的作用。
对于采用小直径管棚（直径在159mm 以下）的常规跨度隧道，开挖过程中，管棚基本是不承受荷载，主要是起到对开挖释放荷载进行传递、调节的作用。
管棚究竟是承受荷载还是传递荷载主要取决于管棚与支护结构的相对刚度比。
2）在施工控制效果上，管棚的作用主要表现在以下几个方面：①防塌方。
由于管棚的作用,减少了工作面上覆的土压力，稳定了围岩，从而避免了土体塌方，即便有一定程度沉降的产生，也不会发生灾难性事故。
②阻断沉降作用研究表明，由于管棚的超前预支护作用，其对地表沉降的控制可达30～35％，对拱顶沉降的控制高达40％。
同时，由于支护结构体的形成，改变了地表沉降与拱顶沉降的比例。
在浅埋隧道施工中,一般情况下,拱顶沉降要大于地表沉降，而采用管棚进行预支护后,使得拱顶沉降远远小于地表沉降量。
③均匀沉降曲线由于管棚的承托作用,使得沉降槽沉降集中的程度大幅减少，沉降总量在减小的同时有向两端均匀分布的趋势。
④提高围岩的力学参数，增大地层自稳能力实际施工中为增大管棚的刚度和管棚与围岩的粘结力,常常在管棚内注入水泥浆、水玻璃或泡沫尿烷等材料，使得管棚与其周围的土体成为一个整体，从而极大地增强了土层的自稳能力。
浅谈隧道超前长管棚支护施工技术
浅谈隧道超前长管棚支护施工技术1. 引言1.1 背景介绍隧道工程是现代城市建设中不可或缺的重要组成部分，隧道的建设需要采用先进的施工技术来保障工程质量和工期进度。
隧道超前长管棚支护施工技术作为目前较为先进的施工方法之一，得到了广泛应用和推广。
隧道超前长管棚支护施工技术的优势在于能够有效解决隧道施工中的支护难题，提高施工效率，保证工程安全。
隧道超前长管棚支护施工技术的应用不仅在国内得到了较为广泛的推广，在国际上也备受关注。
随着城市地下空间的日益开发和利用，隧道工程将会成为未来城市建设的重点领域。
深入研究隧道超前长管棚支护施工技术的定义、工艺流程、材料及设备选择、施工质量控制以及安全注意事项，对于提高隧道工程施工水平、保障工程质量具有重要意义。
本文将从以上几个方面展开探讨，总结隧道超前长管棚支护施工技术的技术优势，并展望其未来的发展趋势。
2. 正文2.1 隧道超前长管棚支护施工技术的定义隧道超前长管棚支护施工技术是指在隧道掘进作业的在挖掘面前方进行支护加固，以确保掘进面的安全和稳定。
这种技术在隧道施工中起到至关重要的作用，可以有效地减少地下水的渗入，防止地层坍塌，提高隧道的施工效率和质量。
隧道超前长管棚支护施工技术主要包括以下几个步骤：首先是在掘进面前方钻孔，然后安装长管或钢构件，再进行混凝土喷射灌浆或注浆加固，最后搭建支护棚进行覆盖保护。
通过这些步骤，可以有效地提高隧道掘进的安全性和稳定性。
施工过程中还需要根据地质情况和隧道设计要求选择适当的材料和设备，以确保施工质量和效果。
隧道超前长管棚支护施工技术对施工质量的控制也至关重要，必须严格执行施工规范，确保每一道工序都符合设计要求。
施工过程中要注意安全事项，加强现场管理，保障施工人员的安全。
隧道超前长管棚支护施工技术具有较大的优势，可以提高隧道施工的效率和质量，同时也有着广阔的发展前景。
未来随着技术的不断创新和完善，这种技术将更加广泛地应用于隧道工程中，为隧道建设带来更多的便利和保障。
隧道大管棚超前支护施工图解
隧道大管棚超前支护施工图解导读:隧道的地质一般较松软，有时候还会涌水、涌砂层，而管棚施工在这中间就起到了超前支护的作用,因此又称之为管棚超前支护，管棚刚度较大,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，为隧道开挖提供了坚实的基础。
一、施工步骤1、施作导向墙在洞口里程外起拱线以下路基土石方留一长约5m平台，然后在洞外洞口交界处架立钢架,间距按管棚施工图要求,用连接筋焊接成一整体。
在钢支撑上安设导向钢管，数量、环向间距和外插角与大管棚一致。
导向钢管的安装要测量定位,使钢管位置与方向准确无误，导向钢管与钢架焊为整体。
支立模板，然后灌注导向墙，导向墙完成后，喷射混凝土封闭周围仰坡面,以防止浆液从周围仰坡渗漏。
搭设钻孔平台脚手架、安装钻机.2、钻孔采用潜孔钻机，从导向管内隔孔钻孔。
开孔时，低压满转,待成孔1。
0m后，适当加压，钻进过程中利用倾斜仪等测量设备有效控制钻孔质量,保证终孔偏斜率在1/2000以内。
3、安装大管棚钢管管棚钢管安装顶进前先进行孔道扫空作业，目的是清除孔内岩碴，和顺通孔道。
管棚钢管由机械顶进,钢管节段间用丝扣连接,顶进时,采用6m或3m节长的管节交替使用,以保证隧道纵向同一断面内的接头数不大于50%，管壁上按照设计钻注浆孔。
管棚顶到位后，钢管与导向管间隙用速凝水泥等材料堵塞严密,以防注浆时冒浆.4、注浆注浆前先将孔内泥浆清干净（可用高压水冲洗），再进行注浆。
浆液采用水泥砂浆，注浆压力1.0~2.0Mpa，注浆参数根据现场试验予以调整.管棚施工过程中为了防止注浆过程中发生串浆，每钻完一个孔，随即安设该孔的钢管并注浆，然后再进行下一孔的施工。
以上就是管棚超前支护施工的图解工艺流程，管棚超前支护是在进洞口的地质条件非常差（如：沙土、破碎严重的岩石、黄土等）的情况下使用，一般长度就20-30米左右，管棚为壁厚3.5mm的钢管，直径一般为108mm。
管棚超前支护[隧道超前管棚支护施工工艺探讨]
![管棚超前支护[隧道超前管棚支护施工工艺探讨]](https://img.taocdn.com/s3/m/19e1d8240508763230121245.png)
管棚超前支护[隧道超前管棚支护施工工艺探讨]近年来，人们对环境保护意识的增强，提倡隧道洞口施工尽量减少对洞口围岩结构的扰动和地表生态环境的破坏，采取超前支护进洞的技术得到越来越多的应用。
经过近几年来的不断发展和实践，超前大管棚支护作为一项保证隧道开挖安全、保护地面建筑以及控制地表沉降等的技术越来越受到重视，其应用也越来越广泛。
随着隧道超前大管管棚支护施工的不断发展，新工艺、新技术也不断涌现，极大的提高了地下工程的施工安全和施工效率。
2、工艺原理管棚支护，就是沿着隧洞开挖轮廓周线，用特定的机器把一系列钢管顺着隧道轴线方向按一定次序打入开挖前方的地层内，然后向管内注浆固结管子周围的围岩，最终形成一个棚架支护体系，以支撑来自外侧的围岩压力，从而保证其隧洞开挖、衬砌的连续性和安全性[1~2]。
特定的机器主要是指用来进行非开挖施工的水平定向钻机和夯管锤。
3、施工工艺目前，施作大管棚的工艺很多，其中非开挖技术施作大管棚就是其中的一类。
而非开挖技术施作管棚的方法又分为夯管锤直接夯进法、水平定向钻机顶进法、水平定向钻机回拖法、夯管锤和水平定向钻机结合法几种。
4、施工步骤4.1 施工准备在开始施工之前，先对施工区域地下管线和地质情况进行详细探测，弄清地下管线位置和是否有障碍物，防止施作时破坏地下管线及制定相应的措施。
如在含卵石或有障碍物地层中用夯管锤施作管棚时，在钢管夯入头安装切削头，防止钢管头变形影响管棚精度；根据不同地质情况，选择合适的钻头、回扩器、合适泥浆配置方案以及进行钻进曲线设计，保护好地下管线的安全。
用水平定向钻机直接顶进法施工时，为了加强其顶进过程中的导向作用，提高管棚的精度，还需要用制作管棚的钢管自制一个楔形钻头，钻头前要满焊一块加工有射水孔的钢板，孔径大小根据管径大小确定，一般在10―20 mm之间。
并且在钻头里加工一个装探棒腔的定位装置，探棒腔里装有探棒，用来进行导向控制。
无线探棒是通过发射无线信号传递导向信息，而钢管对无线信号有屏蔽作用，因此要在楔形钢管钻头上加工适当的缝隙，有利于信号的发射，增强其导向作用。
暗挖隧道大管棚超前支护
暗挖隧道大管棚超前支护1 适用范围适用于在软弱特殊地层并对地层变形有严格要求，且断面较大的暗挖隧道工程超前支护施工。
2 施工准备2 , 1 技术准备1 ．编制施工方案经审批，并已做好技术交底。
2 ．已根据设计要求，放出管棚轴线及首个钻孔点和控制点。
2 . 2 材料要求1 ．钢管：无缝钢管，Ф70～Ф180mm，壁厚4mm～8mm，每节管长2m ～6m （其中第一节管长2m ～3m ）。
第一根钢管在前端镶嵌3～4 对合金，内外开刃，并留出3 个水口，作为钻头使用。
钢管质量应符合国家现行标准《地质钻探用管》（YB 235 ）的规定。
2 ．水泥：宜采用强度等级不小于32 . 5 的普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥。
水泥应有产品合格证和出厂检验报告，进场后应对强度、安定性及其他必要的性能指标进行取样复验。
其质量必须符合国家现行标准《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》（GB 175 ）和《矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥》（GB13 科）等的规定。
3 ．砂：宜采用中砂或粗砂，砂进场后应取样复验合格，其质量应符合国家现行标准《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》（JGJ52 ）的有关规定。
4 ．水：宜采用饮用水。
当采用其他水源时，其水质应符合国家现行标准《混凝土拌合用水标准》（JGJ63 ）的规定。
2 .3 机具设备1 ．机械：管棚钻机、搅浆机、注浆泵及水泵等。
2 ．工具、检测仪器：水箱、铁锹、测斜仪、经纬仪、照明灯具等。
2 . 4 作业条件1 ．施工场地已清除障碍物，工作面已做好排水设施，水电供应满足施工需要。
2 ．已对隧道工作面进行喷射混凝土封闭处理，其喷射混凝土厚度宜为80mm～100mm。
3 ．在隧道内应有扩宽、扩高不小于300mm的扩大断面，且沿隧道方向长度不小于3m 。
3 施工工艺3 . 1 工艺流程3 , 2 操作工艺1 ．测放孔位根据设计要求，精确测定孔的平面位置、倾角、外插角，对每个孔进行编号，并安设套管。
软弱围岩大断面隧道加密大管棚超前支护技术
软弱围岩大断面隧道加密大管棚超前支护技术1 概述超前预支护体系能够从时间上、空间上有效地抑制掌子面前方围岩产生过大变形，控制围岩松弛，对地面沉降、拱顶沉降和周边收敛有显著的抑制效果。
并能使开挖面前方一定范围内的围岩处于稳定状态。
管棚支护是一种常采用的超前预支护措施，它具有超前加固距离长、施工快、安全性高、工期短等优点。
被认为是隧道和地下工程防塌防沉最有效的辅助工法之一。
在隧道、地铁和地下通道等工程中得到广泛应用。
WXX客专线JXX隧道在掘进过程中常遇到断层或软弱带等地质较差的情况，且该隧道断面大，跨度大，埋深浅，岩体自身的稳定性差，极易的引起隧道顶部的围岩失稳漏顶等工程问题，进行超前支护是解决此类问题的一个有效的施工手段。
JXX隧道设计有双侧壁导坑法、三台阶临时仰拱封闭法、分部台阶法以及台阶法等施工方法，在软弱破碎围岩（Ⅵ、Ⅴ级）地段设计多采用双侧壁导坑作为初期和临时支护的施工方法。
因JXX隧道施工工期十分紧张，采用双侧壁导坑存在开挖工法转换复杂、工效低、无法使用大型设备的缺陷，难以保证隧道施工工期。
实际在Ⅵ、Ⅴ级地段采用CRD法，或者三台阶临时仰拱法、分部台阶法等，并在初支仰拱和二衬仰拱完成后，即拆除临时中隔墙及临时仰拱，以方便发挥大型机械效率，加快施工进度。
因此，为了防止隧道塌方和控制地表沉降，采用有效的超前预支护手段便显得十分重要。
经过多年来的不断发展与实践，大管棚支护已成为浅埋暗挖隧道控制地面下沉和加强隧道围岩的主要技术手段，随着隧道施工要求的不断提高，管棚已经向超长、超大支护延伸。
2 管棚的作用及其应用条件管棚(Pipe Roof)又称为称伞拱(Umbrella Arch)，其实质是在隧道或地下工程的开挖轮廓线外以一定间距、沿洞轴以一定外插角进行钻孔，成孔后推入钢管或者利用夯管、顶推技术直接将钢管夯入或顶入地层，通过钢管上布置的注浆孔向地层注浆，然后清除管内浆液并填充水泥砂浆而形成的超前预支护体系，管棚中钢管起着支承上部荷载和充当注浆管的双重作用，图2-1为常见的管棚支护构造示意图。
隧道中的超前大管棚支护施工
隧道中的超前大管棚支护施工摘要超前管棚支护是隧道施工中穿越软弱、破碎围岩的一种有效的加固施工方法。
介绍超前大管棚支护在隧道施工中的施工工艺、施工程序及注意事项。
详细说明管棚支护的作用原理和适用范围。
关键词隧道施工;超前管棚支护;施工工艺;施工工序近几年来,随着国家交通建设的飞速发展,隧道的修建成了交通建设中的重要部分,对其技术要求也不断提高。
面对各种复杂的地下地质情况,出现了不同的施工方法,并在工程实践中不断得到完善。
而在公路、铁路下、地质情况差或隧道断面大、跨度大、埋深浅的隧道,其施工有很大的困难。
而管棚施工是上述情况的有效的辅助施工方法之一。
管棚法是沿开挖轮廓线,钻设与隧道轴线平行的钻孔,而后插入不同直径的钢管,并向管内注浆,固结管周边的围岩。
并在预定的范围内形成棚架的支护体系。
管棚支护将管周围岩的抗剪强度提高,先进行支护围岩,把因开挖引起的松弛控制在最小范围之内。
1作用原理1)通过管棚注浆,使拱顶预先形成加固的保护环。
而加固环发挥“承载拱”的作用,承受拱上部的地面荷载和岩层重量,使拱内部围岩仅承受拱部围岩的形变压力,从而创造了理想的开挖条件。
2)当超前管棚沿隧道开挖轮廓周边密布时,加固环的变形变小,传递给隧道支护结构的上部荷载大大减小,同时通过环形固结层与管棚,将拱部围岩的形变应力传递给支撑拱架。
由于支撑拱架间的相互连接。
形成整体支护,有效地保证了掘进施工和初期支护的安全。
3)梁效应:先行施设的管棚,以工作面和后方支撑为支点形成一个梁式结构,防止了围岩的松弛和滑塌。
2设计参数管棚设计参数一般要求为:管棚棚管采用热轧无缝钢管,钢管导向端做成尖形,承压端焊上钢箍,管口预留止浆段,注浆孔沿孔壁呈梅花形布置。
两根相邻管棚接缝应在垂直面上错开一定距离,全部管棚的接缝应交错布置。
钢管直径选用80~180mm,钢管中心间距为30~50cm;钢管长度一般为10~45m,当采用分段连接时采用4~6m,钢管采用丝扣连接方式,丝扣长度≮15cm;钢管沿隧道开挖轮廓线纵向近水平外插设置,外插角为1~5°;钢管施工径向误差≯20cm,沿相邻钢管方向≯5cm;纵向管棚水平搭接长度≮1.5m。
隧道管棚超前支护施工方法【最新版】
隧道管棚超前支护施工方法简介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。
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。
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。
主要作用和优点(1)梁拱效应:先行施设的管棚，以掌子面和后方支撑为支点，形成一个梁式结构，二者构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，从而改善了软弱围岩的物理力学性质，增强了围岩的自承能力，达到加固钢管周边软弱围岩的目的。
(3)环槽效应:掌子面爆破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及扰动范围。
(4)确保施工安全:管棚支护刚度较大，施工时如发生塌方，塌碴也是落在管棚上部岩碴上，起到缓冲作用，即使管棚失稳，其破坏也较缓慢。
管棚布置形式根据地形地质以及载荷情况不同，通常管棚可布置成如下几种形式:(1)扇形布置:用于隧道断面内地层比较稳定，但拱部附近地层不稳定的场合。
(2)半圆形布置:用于隧道下半部地层是稳定的，但起拱线以上的地层不稳定的场合。
此外，即使地层比较稳定，但地表、周围有结构物、埋深很浅时也采用此种布置形式。
(3)门形布置:隧道除底部外，布置成半圆、侧壁的门形。
用于隧道基础是稳定的，断面内地层及上部地层不稳定的场合。
(4)全周布置:用于软弱地层或膨胀性、挤出性围岩等极差的场合。
(5)上部一侧布置:隧道一侧有公路、铁路、重要结构物、需防护或斜坡地形可能形成偏压时采用。
(6)双层布置:用于隧道上部有重要设施、拱部地层是坍塌性、不稳定的或地铁车站等大断面隧道施工或突破河海底段施工场合。
(7)一字形布置:在铁路、公路正下方施工或在某些结构物下方施工时采用。
软岩隧道中跟进式管棚超前支护施工技术
软岩隧道中跟进式管棚超前支护施工技术在处理软弱围岩隧道出现的塌方时，跟进式管棚是一项重要的施工技术。
结合达陕高速公路D10标金竹山隧道该施工技术的应用，重点对跟进式管棚技术进行分析和探讨，以供同类工程借鉴和参考。
标签：无缝钢管偏心钻头带管钻进1 概述管棚超前支护法是近年发展起来的一种在软弱围岩中进行隧道掘进的新技术。
跟进式管棚是管棚施工技术中的一种。
主要应用于软岩隧道施工中穿越破碎带、松散带、软弱地层，涌水、涌砂层或处理塌方等情况。
其主要特点是在管棚钻进过程中无法正常成孔时用钻头将无缝钢管带入岩体，即钻头与钢管同步钻进岩体。
由于预埋超前管棚做顶板及侧壁支撑，为后续的隧道开挖奠定了坚实的基础，是隧道施工中解决冒项的最有效最合理的施工方法。
我们修建的达陕高速公路D10标金竹山隧道全长2712m，其中软弱围岩占90%以上，围岩受地质构造影响严重，节理裂隙十分发育，围岩极其破碎，以强风化泥质粉砂岩、砂岩为主，围岩软弱，岩面光滑，涌水量大，受到涌水影响，围岩极易软化失稳，且设计与实际围岩情况相差甚多，虽有超前地质预报作为参考，仍然出现几次塌方。
我们在处理塌方过程中大量采用跟进式管棚施工。
实践证明跟进式管棚施工在塌方的处理过程中起到了不错的效果。
下面结合金竹山隧道的施工过程，简述其在处理隧道塌方中的运用。
2 跟进式管棚2.1 工作原理管棚施工技术的工作原理是沿隧道轮廓线的上方，环向间隔一定的距离进行钻孔及送入无缝钢管，无缝钢管按一定规律打孔，借助注浆泵的压力，使浆液通过钢管渗透、扩散到地层孔隙或裂隙中，改善岩体物理性能，浆液固结后形成承载能力很强的棚式超前支护，能够有效控制岩体下沉，保证下方掘进的顺利施工。
2.2 工艺流程施作管棚工作室→搭设施工平台→施作护拱→钻孔并同步跟入无缝钢管→洗孔→在钢管内安放钢筋笼→注浆。
2.2.1 施作管棚工作室此项工作根据具体情况确定是否施工，如在进洞前施工洞口管棚无管棚工作室，而在暗洞中施工管棚便需要管棚工作室以保证管棚开孔的位置和角度控制。
一次性搞懂隧道管棚超前支护,讲的太细字太多
地下工程超前支护方法超前支护技术是指在隧道开挖之前，通过向掌子面前方地层里注浆、冷冻、打入钢管、钢板、锚杆等技术措施在隧道横断面上形成一个拱形连续体，使其加固开挖面前方地层，同时利用其支撑力保持前方土体的稳定，减少地表沉降量的技术总称。
研究表明，围岩注浆加固可提高其强度和变形模量，从根本上改善围岩的变形规律，资料表明，砂岩在注浆后的强度可增加50%-70%，粉砂岩和泥质岩增加2-4倍，而岩石强度的增大可使支护荷载减少2/3 -4/5。
实践表明超前支护体系能够有效地限制地面沉降，并全面地保持自然地层在稳定状态下开挖隧道。
研究表明地面的整个沉降量的30%-40%和地下地层的整个沉降量的40%-50%是在一般的支护开始发生作用之前发生的，超前支护对地面沉降有30-35%的抑制效果，对隧道顶上地层(拱顶)沉降有40%的抑制效果，所以，加固掌子面前方的地层对抑制地面沉降有非常重要的作用。
超前支护技术作为加固地层、稳定拱顶及掌子面、减少地表沉降的辅助施工工法，己经在地下工程施工中得到了广泛地应用。
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最小的方法。
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。
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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。
孔深到位 安装管棚 取出套管 退钻 继续钻孔
钻机移位
下一孔位
注浆流程
水 水泥
水泥浆池
注 浆 泵
混 合 器
三通 钻孔注浆
稀释水玻璃
成孔方法
常用的施工方法有夯管法、顶管法、 钻孔等。但钻孔法是目前最常用的成孔方法。 随着钻探设备的专业化分工越来越细，管棚 专用钻机也应运而生。但管棚钻进为近水平 钻进，性质上与勘探钻孔有所不同，对钻孔 方向 ( 空间位置 ) 的精度要求很高，终孔测量 一旦发现孔斜或超出设计允许偏差，会造成 严重的后果。
管棚钢管环向间距的确定
常规的沿隧道开挖轮廓线等间距设置 管棚的方法是不科学的，应针对不同情况合 理设计。钢拱架布置间距根据塌方体的松散 与开挖难易程度及施工效果，可在40-80cm范 围内调整选择，特殊情况下需加密。根据对 工程实例的地质条件、工程断面尺寸、埋深 等影响因素的总结和对比分析，得出以下经 验结论，可用于地下工程支护的施工依据：
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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。
潜孔锤跟管钻具按钻头能否改变直径可分为 两大类：即钻头变径跟管钻具和钻头不变径跟管钻 具。钻头变径跟管钻具目前主要有单偏心变径跟管 钻具、双（三）偏心变径跟管钻具和径向变径跟管 钻具等结构。除单偏心变径跟管钻具属于偏心跟管 外，其余结构的钻头变径跟管钻具由于钻头翼瓣在 张敛的过程中沿钻具中心轴线是对称的，因此应属 于同心跟管钻具。钻头不变径跟管钻具均采用内外 钻头结构，一般套管需要回转，此类钻具属同心跟 管钻具。相对来说钻头变径跟管钻具使用的比例较 大，约占市场使用的95%，这都是由它的结构特点所 决定的。
外插角的合理确定
角度过小，将可能导致管棚远端下垂 至隧道开挖幅员内影响后期施工；相反，角 度过大，管棚离开挖幅员距离过大，管棚下 方的三角土体坍塌给洞身开挖支护带来很大 困难，还应根据管棚钻机工作室空间大小， 以及钻杆长度等情况综合考虑确定。小管棚 外插角常取 5º -15º ，中管棚常取 2º -8º ，长管 棚多取 1º -3º 。钢拱架支撑一般用工字钢，或 工字钢与格栅钢架间隔使用，间距一般不大 于1米，特殊情况下需加密。
“海王星”跟管钻进法
“ 海王星”跟管系统如图 2-9 所示，这种系统的内外管系统基本 和 “土星“跟管系统相似，内管定 心是通过回转内管（3），借助一个 螺旋伸缩接头（8）和套管在潜孔锤 外部的带有凸台（ 7 ）的套筒（ 6 ） 一齐向下移动，使凸台座落在套管 （ 4 ）底部套管靴（ 5 ）内的台阶上。 此时将潜孔锤（1）挤向一侧，并实 现偏心钻头（2）的扩底钻进，偏心 钻进进入套管并能提到地表。为防 止套管靴内部磨损，其内部在与凸 台相对应的位置上设有耐磨环。
掘进距离取决于管棚深度
管径的选择
大部分工程的钢管直径在中φ 50-φ 180mm之 间，有学者将管棚支护按管径分类为小管棚和大管 棚，小管棚管径一般在φ 30-φ 50mm，大管棚管径介 于φ 89-φ 159mm，工程中多用φ 108mm的钢管，环向 间距以不大于3-5倍管径为宜。管棚钢管的选择根据 计算结果和技术经济因素分析，对于支护条件要求 较高的松软地层，应选取φ 127mm钢管，土体凝聚力 较高的粘性土，可选取 φ 89mm 钢管，一般土层在多 数情况下选取φ 108mm钢管。
隧道超前支护法一览
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最小的方法。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。
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最小的方法。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。
隧道管棚超前支护
掘进距离取决于管棚深度
地下工程超前支护方法
超前支护技术是指在隧道开挖之前，通过向掌 子面前方地层里注浆、冷冻、打入钢管、钢板、锚 杆等技术措施在隧道横断面上形成一个拱形连续体， 使其加固开挖面前方地层，同时利用其支撑力保持 前方土体的稳定，减少地表沉降量的技术总称。 研究表明，围岩注浆加固可提高其强度和变形 模量，从根本上改善围岩的变形规律， 前苏联的资料表明，砂岩在注浆后的强度可增 加 50%-70% ，粉砂岩和泥质岩增加 2-4 倍，而岩石强 度的增大可使支护荷载减少2/3 硬质合金（刮刀、牙轮 等）钻进； 常规风动潜孔锤钻进； ODEX法——风动潜孔锤跟管钻进； 双动力头跟管钻进； 长螺旋跟管钻进； ——
潜孔锤跟管钻进
“土星”跟管钻进法
孔锤通过焊在套钻头和潜管 靴（ 3 ）内壁上的三个凸块 （ 4 ）来控制中心。当偏心 钻头向下伸出套管靴时，凸 块处于控制潜孔锤位置，这 时实现偏心扩孔钻进，套管 同时跟进，当钻孔完成钻具 往上提拉时，凸块位于控制 钻头体位置，且有一凸块嵌 入钻头体凹槽，偏心钻头即 可进入套管并提出地表。
钻头不变径跟管的主要缺点有
1、钻具在工作时，内外管同时回转，易造成 内外管之间的环状间隙被岩粉堵塞或被大 块岩屑卡住，造成内管反转失灵，内外管 无法分离。这种方法需要大扭矩的回转钻 机，能源消耗大，不利于环保； 2、由于钻头不变径跟管钻具的钻进是同口径 进入，尤其是遇到漂石时，钻进将非常困 难，即使钻孔成功，由于钻孔缩径，起拔 套管也非常麻烦，甚至经常造成套管断裂 等孔内事故。
管棚支护的主要作用和优点
（1）梁拱效应：先行施设的管棚，以掌子面和后方支撑为 支点，形成一个梁式结构，二者构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，从而改善了软弱围岩的物理力学性质，增 强了围岩的自承能力，达到加固钢管周边软弱围岩的目的。 （3）环槽效应：掌子面爆破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及扰动范围。 （4）确保施工安全：管棚支护刚度较大，施工时如发生塌 方，塌碴也是落在管棚上部岩碴上，起到缓冲作用，即使管棚 失稳，其破坏也较缓慢。
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。
管棚布置形式
管棚布置形式
管棚布置形式
管棚布置形式
门型布置
全周布置与上部一侧布置
管棚布置形式
管棚施工工艺流程
地质勘查 管棚加工与制作 浆液制作
管棚设计
建 立 工 作 室
测 量 定 位
钻 机 定 位
钻 孔 与 清 孔
插 入 管 棚
注 浆 加 固
隧 道 开 挖
设备材料准备
钻孔流程
一节套管钻完 准备工作 套管定位 钻孔 安装下节套管