5-隧道坍方处理长管棚施工技术
管棚法处理隧道特大坍方段的应用技术
管棚法处理隧道特大坍方段的应用技术总体施工工序的调整首先进行工作面预注浆,在此基础上进行管棚施工。
但于注浆量大,注浆时间长,造成钻孔作业空闲时间多。
为此,对施工工序进行了调整,即在工作面注浆的同时穿插进行部分管棚孔的施工。
但为确保周边管棚孔的注浆加固效果,确定了穿插管棚孔施工的原则是:遵循设计时的工作面预注浆超前的原则。
总体施工工序的调整为施工工期争取了时间,同时也保证了周边注浆加固效果。
注浆施工的技术措施(1)改变浆液材料。
预注浆时,根据其注浆目的是填充坍方体空洞,对固结体强度要求不高,同时于原开挖的小导坑留下的空洞较大,采用较高强度的注浆材料不仅造成浪费,也为后来的开挖带来了困难。
为此,据孔钻记录,A、I、H 三个工作面预注浆孔分别在6m、10m、17m处有50～120cm不等的架空区,对这三个孔不同断位的注浆材料进行了变更,原设计的水泥浆与水泥砂浆改为粘土水泥砂浆。
变更后的浆液含粘土约为25% ,28d固结强度在8～13kgPcm2 ,可满足工作面稳定的要求,凝结时间约为3～5d,流动性好,不仅降低了工程成本,也具有良好的填充效果。
三个孔三个段别分别共计注入粘土水泥砂浆120m3,约占空洞总量的80 %。
(2)采用间隔注浆获得注浆加固效果。
在进行管棚注浆时关键是获得管棚内外形成厚约2m的注浆加固圈,但于坍体内有许多块石相互棚架,致使坍体内空洞大而多,这些空洞有的直接与坍空区相连,注浆时浆液在压力作用下通过这些空洞泄流至坍空区,而不能在管棚附近均匀扩散,从而使注浆加固圈无法形成。
为此,根据经验采用间歇注浆法,即当长时间注浆压力上不来时,说明浆液顺空隙泄流至坍空区,这时将浆液凝结时间调整至30～50s,注浆1～5min,停40s,待原注入浆液初凝变稠后再注,如此反复,则原先的泄浆通道逐渐变小并最终堵塞,浆液即在管棚周围达到均匀扩散的目的。
4 施工质量与效果评定(1) 导向管外插角为2°～4°,间距28～33cm,满足设计与规范要求,为保证管棚制安精度创造了条件。
管棚法技术处置隧道坍方的应用
１工 程概 况与 地 质 概 况 ．
全。
本隧道为双车道隧道 ， 是该段改建公路 的控制 工程 。当隧道开挖 ３３长 管棚 与 预注 浆 ＿ 至 Ｋｌ＋ ４ ｌ ６ ５遇到长 达 ８ ｍ的大 断层时 ，原施 工单位 采取下侧 壁导坑 ７ １ 管棚参数 钻孔 仰角 １一 。 管棚间距 ３ ｍ， ） 。３ ， ０ 管棚 长度 ２ ｍ， ６ 采 掘进 ． 导抗 断面约 ５ ４ 采用 加强 喷混凝 土和抬棚架强行通 过的临 用 ８ （ ５ ｍ） 缝 钢 管 ， 计 ５ 管 棚 。 ｍＸ ｍ． ９厚 ｍ 无 共 ２根 时支护体 系。当施 工到 Ｋ１ ＋ ６ １ ６ ６时 ， 由于地质 条件急剧变坏 ， 方频 坍 ２ 钻孔工艺 预设 １７导 向管 １ ８套管钻进 ｌｍ一中９ ） ２ ０ ８ ｏ钻 繁（ 前后有五次坍塌发生） 。为确保工期 的顺 利完成 ， 施工单位采用加 Ｌ 钻进 ２ ｍ ６ 一下管 （ 巾 Ｏ 带 ９ 钻头 ） 取出 中１ ８ 一 ０ 套管一封孔注浆 强抬棚 （ 密排棚架） 支护措 施 ． 经过半个 月的努 力实现了全 隧的小导抗 ３ 管棚注浆 注浆分三序孔注人 ， ） 注人 顺序依次为 Ｃ Ｓ浆 、 — 水泥 贯通 。 但在随后 的扩大 断面施工 中， 施工至 ＫＬ＋ ６ ． ， １ ６ ６６时 原来由抬棚 浆 、 水泥砂浆。 注浆应在钻 孔下管完成后立即进行， 以便在钻相邻孔时 支撑 的岩体发生大坍方 ，破坏了原 已安设好 的管棚 ，坍方堆碴 涌至 可做为当前注浆孔 的检查孔 。 所有管棚钢管均以 ３ Ｏ号水 泥砂浆充填 ． ＫＬ＋ ６ 。后采取不连续的清碴办法 ． １ ６２ 但每次清碴至工作面后 ， 又发生 以 加 强 钢 管 的 刚度 。 塌方 ． 恢复原状 ． 并且岩碴 由原先的粉末状 ， 变为间杂 １ ３ １ — ｆ 的巨大岩 ｎ 注浆参数 ： 石， 坍空 区已延 至断层外基 岩影响带 ． 预计坍 方高度在 ５ｍ左 右 ， ０ 坍 （） １ 双液 浆 水泥浆 Ｗ： Ｏ８ｌ １ ：， Ｃ＝ ．：～ ． ｌ 水玻璃浆 ３ Ｂ ，：＝ — ５ ５ ｅ Ｓ ｈＬ ｈ Ｃ 方 段 长 共 计 １ ｍ。 ８ ０３ 注浆终压 ２ ａ 注浆速度 ３ — ０ ／ ｉ 凝结时间 ：－ ｒｎ。 ．， ＭＰ ． ０ ６ Ｌｒ ｎ， ａ ３ ５ ｉ 缓凝剂 ａ 坍方体位于断层破碎带 ． 断层带出露里程 ＫＬ ＋４ ～ ７ ２， １ ６ ５ ＋ ３ 断层产 加 入 ｌ ３ 扩散 半 径 Ｉａ ％一 ％． ｒ。 状 为 Ｓ ５ ｏ ２～ ０ ， Ｗ２ ０ ７ 。 ８。 与隧道轴线斜交 ， 洞内可见厚度达 ８ ｍ． ７ 为大 （） ２ 单液水泥浆 Ｗ：＝ ． １ １ ：， Ｃ ０ ： ． １注浆终压 ２ Ｐ ， ８—５ Ｍ ａ 注浆速度 ３ ～ Ｏ 型压扭性大断层。断层带岩性由灰色砂砾岩 、 断层 泥及断层角砾岩组 ６ Ｕ ｉ ， ０ ｍ ｎ 凝结 时间 ：０ １ｈ 速凝剂加人 ３ ６ １—５ ， ％一 ％。扩散半径 在管棚 注 成， 岩石呈角砾状松散结构 ， 岩体整体性差 。 部有 渗水 。 局 易失 稳 ， 开挖 浆时为 ｌ ， ｍ 而在工作面预注浆时为 １ ｍ（ ． Ｉ作面主要为坍方松散体） ５ 。 后坍 方频 发。所需 处理 的坍 方段 ，里程 为 Ｋ１ ＋ ６ 一 ６ ９之 间 ． １６６ ＋８ 共 （ ）水泥砂浆 ３ ３ Ｏ号水泥砂浆 ，充填钢管和充填较大 的坍方 空 ２ ｍ。坍方岩体破碎 ， ３ 分布不均 匀， 局部 有空洞 ， 且下半断面有 原掘进 洞 。 的小导坑及支撑导坑用的棚架 ． 为开挖带来不 便。 ３ 小导 管注浆 补强 长管棚 注浆加 固范围有限 ，很难 达到 ４ ． ４ ｍ ２坍 方 体 处理 施 工技 术 方案 ． 的加 固圈， 为此 在开挖过程 中， 需施作 小导管注浆补强 。小 导管采用 ２１施 工 方 案 与 治 理 原 则 ． 中３ ２焊缝钢管 ． ５５ 开孔长 ４ 问距 ６ 一 ５ｒ． 长 ．ｍ， ｍ， Ｏ ７ ｅ 外插角 ４ 。 ａ １。小导 ２１１施工方案 根据坍方体的工程地质 特点 ，我们 确定 了在拱 管注浆采用 ｃ ｓ 液浆 ， 量根据现场情况定 ， ．． —双 注浆 以确保开 挖安全为 部 １范围 内施作 ８ 。 ９长管棚 ， 管棚间距 ３ ｃ 结合超前 预注浆 技术 目的 。 ０ ｍ， 在开挖轮廓线外形 成约 ４ ｍ厚 的加 固圈． 在开挖时以小导管补 强注 并 ３５开挖与初期支护 开挖与小导管注浆穿插进行 ，即每注一个 ． 浆加 固技术为辅的综合技术方案。开挖采用 上下台阶法。 上台阶高度 循环开挖 １ ｉ（ ， 即支护三榀钢拱架 ） Ｓ ｎ 。初期支护与开挖 紧跟， 即每开挖 约 ４ 采 取 预 留 核 心 土环 形 开 法 ， 下 台 阶 间距 长 度 ５ 以 人 工 开 挖 ｍ． 上 ｍ． 个循环立 即立拱挂网喷混凝土施作初期支护。 为 主 ， 局 部 未 坍 方 部 位 可 采 用 松 动爆 破 。 在 开 挖 后 立 即 施 作 格 栅 拱 对 开挖分 上、 下半断面短 台阶分 部施工 ， 台阶长度 不超 过 ５ 。 ｍ 开挖 架及锚 网喷支护体系 ， 充分 调动加 固后 的围岩的承载能力 ， 初期支 进 尺 ０５ 使 ．ｍ。因 坍 方 体 高度 不 明 ， 挖 后 洞 室 变 形 及 结 构承 载 力 不 能 较 开 护与注浆加 固的坍方体形成整体支护结构 ，并 建立科 学的监测体系 ， 为准确 的计算 ， 为防止变形过大造成初 支结构侵入衬砌净空 。 根据工 监测支护体 系的变 形 ， 判断结 构的稳定性和安 全性 。 及时反馈 设计与 程类 比在开挖中预留 ２ ｅ 的下沉量 ． ０ｍ 即扩大开挖断面 ２ｃ ０ ｍ。采取手 施 工 执铁铲或风镐人工开挖 ， 在有基岩或巨大岩块出露处可采用松动爆破 ２１ ．． 术难 点 与关 键 ２技 后再人工开挖。上半 断面采用预留核心土环形开挖 ， 以保证 掌子面的 （） １ 长管棚 与注浆加 固圈在拱 顶形成 了稳 固可靠的固结壳 ， 作为 稳定与安全 ； 下半断 面采用左右错挖 马口形式开挖 ， 马口错 开长度在 支承 长达 １ｍ 高约 ５ ｍ 的松 散坍方体超前 支护体系 （ 护壳 ） 是保 ３ ５ ８ ０ 保 。 － ｍ。下半断面开挖后 应及时清底施作仰拱 ， 确保初期支护 的及时封 证开挖安全 和防止坍方 的进一步扩大的关键技术 。其中 ２ ｍ灌 满砂 闭 。 ６ 浆的管棚直接棚架 在已施 作完成 的二次衬砌结构 和支护 体系上， 是承 初期支护采用格栅拱＋ 锚杆 （ 锁脚 ） 钢筋 网＋ ＋ 喷射 Ｃ ０混凝土的 ２ 受坍方体 土体压力 的主体 ， ４ 而 ｍ厚 的注浆 固结圈则起到对其 的进一 联合支护体系。格栅拱 为 ２ ｃ ｘ ０ ｍ的喋形拱架 ，主筋为 ２ 螺纹 ０ｍ ２ｅ ２ 步加 固作用 ， 同时坍 方体大部 分为碎硝状 ， 叉可防止碎硝坍碴体从 管 钢 ； 钢筋 网采 用 ８圆钢 ， 网间距 ２ ｅ ； 脚锚杆采用 中２ ０ｒ 锁 ａ ２螺纹 钢的 问缝中涌 出而引起 新的坍 方。管棚与超前注浆构 成 了超前支护 的主 砂浆锚杆 ， 要时采用注浆 锚管 ； 必 拱架间距 按开挖进度每 ０５ ．ｍ一榀 ． 体 ， 坍 方 处 理 的 关键 技 术 。 是 拱架间连接筋采用 中 ２ ２ 螺纹钢 ， 连接筋间距 １ １ ｍ； ～ ． 喷射混凝 土采用 ５ （ 坍 方 体 内 大 部 分 呈 松 散 硝 碎 状 ． 又 混 有 大 小 不 一 的硬 质 岩 Ｃ ０混凝土 ， ２） 且 ２ 厚度 ２ ｃ 。初支应在开挖完成后 即时施作 。 ５ｍ 要确保支护 块和前期坍方处理 时用 以支撑 的方木等建筑材料 ， 钻困难 ， 孔性 体系的及时封闭，即尽早 喷混凝土封闭减少开挖后围岩 的暴露时间 ． 施 成 差。 容易 卡钻 、 下管难度 大 这些问题的解决直接关 系到 ２ ｍ管 棚的 及时施作仰拱 使支护结构尽快封闭成环 。 ６ 改善洞室结构的受 力条件 。 安装成功率和注浆 的效果 ， 也是坍方处理的难点所在。 ４ 施工 中的问题与解 决措施 ． （） ３ 坍方段地处 断层 破碎带 ， 地层 连通性好 ， 方体松散度大 ， 坍 且 ４１存 在 的 主 要 问 题 ． 坍方前施工的小导坑 均直 接与注浆 区相连通 。 由于注浆区域广而连通 １ 管棚孔的施钻与管棚 制安 中， ） 主要存 在卡钻 、 掉钻头 、 坍孔 、 退 性好 。 因此必须对注浆顺 序及注浆 工艺进行详细计划 ， 以防止浆液 向 钻与顶管困难 等问题 其 主要原因是施 钻范围内大多位于坍方体内 ． 无用的�
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。
隧道大管棚施工方案
隧道大管棚施工方案1. 引言隧道大管棚在地下工程中起着至关重要的作用，它不仅能够保证工程施工的顺利进行，还能够确保隧道建设的安全和质量。
本文将详细介绍隧道大管棚施工方案，包括施工前的准备工作、具体的施工步骤以及施工后的验收和保养工作。
2. 施工前的准备工作在进行隧道大管棚的施工之前，需要做好充分的准备工作。
首先要进行现场勘察，了解地质情况、环境条件和地下管线情况等。
同时还需要制定详细的施工计划，包括施工进度、材料准备、施工人员配备等方面的内容。
此外，还需要对隧道大管棚施工所需的设备和材料进行验收，确保施工过程中的顺利进行。
3. 施工步骤3.1 钻孔施工在进行隧道大管棚的施工过程中，首先需要进行钻孔工作。
钻孔的目的是为了确保大管棚的稳定和密封性。
在进行钻孔之前，需要根据设计要求确定钻孔的位置和数量，然后使用专业的钻机进行钻孔作业。
3.2 支护施工钻孔完成后，接下来是进行支护工作。
支护工作的主要目的是为了保证隧道大管棚的结构安全和稳定。
支护材料可以选择混凝土、钢筋、玻璃钢等材料，具体选择什么样的支护材料需要根据实际情况来确定。
3.3 浇筑施工支护完成后，就是进行浇筑工作。
浇筑工作是整个施工过程中比较关键的一环，需要确保浇筑的混凝土质量达标，同时保证施工过程中的安全。
在完成浇筑之后，需要对浇筑的混凝土进行养护，以确保其达到设计要求。
4. 施工后的验收和保养工作隧道大管棚施工完成后，需要进行验收工作。
验收的主要目的是为了检查施工过程中是否存在质量问题，以及是否符合设计要求。
同时还需要对隧道大管棚进行保养，延长其使用寿命，确保其在使用过程中的安全性和稳定性。
5. 结论隧道大管棚施工是一个复杂的工程过程，需要专业的施工团队和先进的施工技术。
通过本文的介绍，我们可以了解到隧道大管棚施工的基本流程和要点，希望可以对相关工程人员有所帮助。
在未来的工程建设中，我们可以根据实际情况，灵活运用这些施工方案，确保工程的质量和安全。
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隧道超前长管棚支护施工技术是一种新型的支护技术，它是在传统的隧道支护技术的基础上进行改进和创新的产物。
隧道是交通运输及城市建设中不可或缺的一部分，而隧道的支护工程更是关系到隧道的安全和稳定性。
隧道超前长管棚支护施工技术的应用，不仅提高了工程质量和效率，还在一定程度上降低了施工风险。
在下文中，将从隧道超前长管棚支护施工技术的原理、特点及应用等方面进行深入分析和探讨。
隧道超前长管棚支护施工技术是利用支护管与棚架结合的支护方法，它的施工原理是先利用装配式支护管进行孔内桩侧支护，再进行隧道灌浆施工，最后再进行装配棚架支护，从而实现了隧道的先行支护和先行顶拱施工。
这种施工技术将隧道支护的过程分解成各个相对独立的环节，有效降低了施工难度和提升了施工效率。
隧道超前长管棚支护施工技术的特点主要有以下几点：1. 技术先进：隧道超前长管棚支护施工技术是一种较为先进的支护方法，它综合利用了装配式支护管和装配式棚架，利用现代化施工设备和技术手段，能够更快速、更精准地完成施工任务。
2. 施工效率高：这种技术能够做到隧道先行支护和先行顶拱施工，有效地缩短了工期，提高了工程的施工效率。
3. 施工成本低：由于隧道超前长管棚支护施工技术采用了成熟的装配式支护管和装配式棚架，能够减少人工、材料和机械的使用，更加节约了施工成本。
4. 施工质量好：这种支护施工技术将隧道的支护过程细分，能够更加精准地控制各个环节的施工质量，保障了整个工程的施工质量。
隧道超前长管棚支护施工技术适用于各种类型的隧道工程，特别适用于软土和泥质地层中的隧道支护工程。
在软土和泥质地层中，由于地层的不稳定性和流变性，传统的支护工程难以达到设计要求，而隧道超前长管棚支护施工技术能够更好地适应软土和泥质地层的特点，提供更加稳定和可靠的支护效果。
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
隧道工程是地下工程中较为复杂的一种，其施工技术和建设工艺也日趋成熟。
其中，隧道超前长管棚支护施工技术是当前比较流行的一种，对于保障隧道施工作业的顺利进行和工作人员的安全保障具有重要意义。
隧道超前长管棚支护施工技术是指通过先行施工长管棚，再行掘进的方式，在保证人员安全的前提下，降低施工风险，提高工作效率，是现代隧道工程建设的一种新型施工方式。
在实际施工中，隧道超前长管棚支护技术主要包括掘进、长管棚加固、钢撑、注浆等步骤。
首先是掘进工作。
在施工前，需要对隧道周围土质条件和环境因素进行分析，然后针对性地设计隧道断面形状和掘进进度。
在掘进进程中，需要严格掌控掘进工作中的速度和承载能力，逐步推进工作，避免过快或过慢，造成不必要的压力。
接下来是加固工作。
长管棚的制造主要使用钢材和水泥混凝土，分为多级管棚和单级管棚。
其中，多级管棚通常采用钢筋混凝土框架，并且需要设置隔板，以便让水泥混凝土填充进入。
而单级管棚则是采用钢板加强的钢骨架结构，加固效果更为出色。
钢撑的作用在于加固整体结构，避免出现变形或者塌方的问题。
注浆则是把水泥浆注入管道中，对管道进行加强处理。
注浆的浆液可以根据地质条件和岩土层进行定制，以确保加固效果和坚固程度。
总的来说，隧道超前长管棚支护施工技术可以有效减少隧道施工中的风险，同时有效保证了工作人员的安全。
而在实际施工中需要高度的安全意识，严格控制工作流程，确保每一步骤都能够得到妥善处理。
另外，需要在加固过程中勤于检查，及时发现问题并进行修复。
只有坚持科学的管理方法和操作规程，才能够让隧道施工更加安全、高效。
隧道施工方案-隧道长大管棚施工
隧道长大管棚施工一、施工方法：管棚由钢管和钢架组成，并辅助锚杆和喷射砼，管棚直径为 80～180mm,一般采用108mm×4.5mm厚热扎无缝钢管,管与管的中心间距采用2.5～3 倍管径30～50cm,管棚长度不宜小于 10m,根据地质,机械设备及施工条件确定,长度一般为 10～40m,如需设置管棚段落过长,可分组设置,纵向两组管棚的搭接长度不小于 3.0m。
先施作好的超前管棚，在管棚的超前支护下，采用上半断面法掘进，上部开挖后及时安设拱部钢拱架和锚、网、喷等初期支护，钢架采用型钢拱架或格栅拱架，待完全作好拱部支护后，开挖下部，下部左右两侧交错施工，待一侧的钢架和初期支护施作完毕后，再开挖另一侧。
钢支架采用型钢或φ22格栅钢筋拱架,锚杆采用φ22钢筋,喷射砼采用 20 号砼,钢拱架的受力计算要承受2～4m 的松散岩体爱力,采用型钢拱架时,不计算喷射砼的受力(如施工图已有设计,按设计方案执行)。
二、施工工艺:1.施作工作室,工作室应比设计断面大 30～50cm(如在洞内施作长管棚)。
2.施工导拱,安装导管,导管长度为 2～2.5m,管径应大于管棚直径 20～30mm。
3.施钻工作平台,工作平台必须能承受钻机的活载能力,因此必须牢固可靠,在洞口段施工,最好设在地面上,即导拱只作一半(弧形部份)。
下一半在打完管棚后施作（即先拱后墙）。
4.钻机就位,施钻到设计位置。
（先施作有孔钢管，后施作无孔钢管）5.顶进钢管到设计位置。
6.管内注浆,注浆压力为 0.5～1.0MPa。
7.施作导拱下部墙,先作一边,再作另一边,防止拱下沉。
8.洞内开挖,洞内开挖一般采用半断面进行,即先挖上部,在作完锚杆胶喷射砼后, 再作下部。
（如是液压台车施工，可作全断面开挖，开挖进尺不大于 1.5m,一般为 1m。
挖完一次，作一次的锚杆喷射砼或安装钢支架，以此循环进行直至作完全部管棚段。
三、劳动力组织及进度指标：(指施作管棚一项)劳动力组织:电工 1 人机械工 1 人施钻工 1 人换钎工 2 人测量工 1 人(测量钻机及钻杆方向位置)共计 6 人。
隧道长管棚施工工艺
长管棚施工工艺长大管棚主要用于软弱砂砾地层或软岩、岩堆、破碎地带层，多用于隧道及其它地下导坑辅助施工，其支护原理是：在预计开挖断面外周，以一定间距、一定的外插角度，用钻孔方法先行设置钢管，通过管壁四周压浆孔，压入水泥-水玻璃单液浆，先行加固松散围岩体，边开挖边利用钢拱架喷锚等共同支护，对隧道开挖起到有效超前支护的方法。
超前长管棚，采用节长3米、6米Ф108*6mm垫轧无缝钢管，环向间距30cm，丝扣连接。
钢管设置于衬砌拱部，管心与衬砌设计外轮廓线间距大于30cm，平行路面中线布置。
要求钢管偏离设计位置的施工误差不大于20cm，沿隧道纵向同一横断面内接头数不大于50%，相邻钢管接头数至少须错开1m。
为增强钢筋的刚度，管内以30#水泥砂浆填充。
管棚布置见图1。
3.1、主要机具设备主要机具设备见表1。
主要机具设备表表13.2、确定管棚距开挖轮廓线间距浆液扩散半径设计为50cm，故取管棚距开挖轮廓线间距为43cm。
3.3、设置长管棚导向墙先行开挖明洞断面，在明洞衬砌外缘施作C25钢筋混凝土套拱.考虑钻进中的下垂，钻孔方向应较钢管设计方向上偏1度，为保证钻孔方向以及成洞面稳定，有明洞衬砌外设置了长工2.0m，厚60cm的25#钢筋混凝土套拱。
在套拱内按长管棚立面图中设ф150孔口管。
导向墙施工时，必须对称灌注，以避免钢筋骨架变形而影响孔口管的方向。
3.4、施钻钻孔顺序为先从两侧拱脚开始，对称向拱顶钻孔顶管，使下部注浆体有力地支托其上部钻进和顶管，既能防止坍孔，又便于顶管。
施钻时，将减速器升上限位置，把钻杆旋紧后，开启气动马达，待空载正常后，再慢慢开启推气缸，待钎头置于工作面上，关闭推进气缸，再开启冲击器，徐徐钻进，待钎头钻进100mm左右时，再以全风门冲击。
在钻进过程中，视进展快慢，慢慢开启或关闭推进气缸，使钻具始终保持一定推进力。
钻完第一根钻杆后，停止气动马达的转动，关闭冲击器停止钻进，将减速器置于下限位置，用叉子把钻杆固定在卡钎器内，反转减速器，使钻杆与减速器的接头脱开，然后将减速器升到上限位置装入第二根钻杆，连接牢固后，方可进行钻孔作业，直到设计深度。
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交流材料5：
隧道坍方处理长管棚施工技术
一、工程概况
面店三号隧道在施工过程中，遇地质变异及施工原因，于2005年5月17日，进口端距离洞口570m（里程DIK490+010）处发生突然坍方，受坍塌震动和松动牵引影响，坍塌区逐渐往两端延伸，至5月18日，坍塌基本稳定。
初期支护垮塌长度为86m（DIK489+954～DIK490+040），松动区长121m （D1K489+937～D1K490+058），最大坍方高度为51m，最大坍方宽度为25m，坍方体积约51600m3。
坍碴呈块状及巨块状堆积充填于整个隧道断面，坍体由块石及空洞组成。
图1面店三号隧道地质纵断面图
二、大管棚设计方案
由于坍体无自稳能力，为预防坍体开挖过程中扰动围岩诱发进一步的坍塌，设计采用大管棚进行预支护。
㈠长大管棚使用工程运用实例
在隧道施工中管棚支护具有如下优势：当松散体或破碎带很大时，长大管棚注浆对松散体或破碎带有固结作用，能有效阻止破碎松散体坍塌；管棚支护具有刚度大，结构强度高，所形成的承载拱承载能力强等优点，且长大管棚一次支护长度大，可有效缩短施工时间。
目前，长大管棚在不良地质地带隧道施工中应用较多，如在福建杨梅岭隧道中，采用40m的长大管棚支护体系，顺利通过了洞口段的强风化破碎岩层地带；在云南四角田隧道坍方整治中，采用了20m长的管棚支护体系有效处理了泥石流所引起的大型坍方；北京地铁蒲黄榆车站管棚试验，采用了146.6m的长大管
棚，有效固结了地面土体，提高了土体强度。
㈡大管棚设计及优化
原设计对拱部开挖轮廓线外5m 范围内的坍体采用帷幕注浆固结，并在拱部设置4循环长33m ，环向间距0.4m 的φ89大管棚进行超前支护，每循环41根。
每循环开挖25m ，留8m 作为止浆盘。
在出口端剩余的60m 上台阶开挖完成后，实测坍方长度只有86m ，比设计长度少10m 。
在遵循原设计思路的前提下，根据坍方的实际长度及所选用钻孔设备的技术参数，并对管棚打设长度、定位精度、循环次数进行了充分的分析、优化和可行性论证，决定将设计四循环方案优化为两循环方案：即将帷幕注浆和长管棚改成两个循环，进出口各一个循环，管棚每环长度46m 。
设置工作室和导向墙，以确保管棚打设安装精度。
三、长管棚工作室、导向墙设计及施工
㈠工作室的设置及施工
根据优化设计方案，分别在进出口二衬末端与坍体间的稳定地段各设一个工作室，根据钻机的作业空间和管棚安装要求，工作室设计长度为8m ，工作室断面在原开挖轮廓线的基础上放大1.5m （见图3）。
管棚工作室纵断面图
管棚工作室平面图
图3 工作室纵、平示意图
对工作室范围内原临时支护采用小导管径向注浆预加固，加固范围为开挖轮
廓线外5m。
加固完成后用破碎锤将原临时支护拆除并扩挖至工作室所需空间。
工作室扩挖分4次进行，每次2m。
扩挖后立即进行支护，支护参数采用坍方段处理设计的参数。
㈡导向架制作及导向管定位
图4 大管棚导向架设计图
图5 导向架加工及安装
为了保证导向管的安装精度，导向架在洞外加工，由两榀格栅钢架组成，每榀格栅钢架主筋为双排Φ28螺纹钢筋，纵向连接Φ28螺纹钢筋，Φ54花钢管斜撑加固，导向架总长2.8m。
在导向架两端用3mm钢板与花拱架全幅焊接，钢板焊接后在钢板上按2°放样导向管位置孔并用氧焊切孔（φ154孔），然后在导向架内预埋大管棚导向管（φ153钢管）并与钢板焊接；导向架预制完后运进洞内
进行定位安装。
导向架设计、加工及安装分别见图4、图5。
㈢导向墙施工
先在拱脚灌注高60cm混凝土导向墙基础，然后将导向架固定在基础上，对导向管进行复测无误后，采用I16钢架及3015钢模安装导向墙模型，灌注C30混凝土，导向墙沿隧道纵向长2.8m，高1.5m，灌注过程中用全站仪对导向管进行全过程监控。
四、长管棚施工
㈠长管棚施工工艺流程
见图6。
图6 长管棚施工工艺流程图
㈡钻机定位与钻孔
管棚钻孔采用德国克莱姆KR803-1C管棚钻机钻孔。
移动钻机至钻孔部位，调整钻机高度，将钻具放入导向管中，采用红外线导向辅助钻机将钻杆、跟进管、导向管固定在一条直线上。
钻杆方向和角度满足后即可开钻，钻孔采用偏心钻头，跟管钻进。
钻进时，钻头连接跟管套管（套管长度1.5m）同时钻进（钻头与套管采用管靴连接），钻进1.2m后，停钻接下一根套管，而后继续钻进，如此循环直至设计长度。
钻孔过程中密切注意钻杆角度的变化，并保证钻机不移位，钻进速度根据坍体的软硬程度控制。
跟管钻进的施工步骤见附图。
㈢管棚加工与安装
管棚加工前首先将管棚编号，偶数号的全部采用6m的钢管加工，奇数号的第一根采用3m钢管加工，其余全部采用6m钢管加工，以保证安装后同截面接
头不超出50%。
管壁上钻8～16mm注浆孔。
管棚连接采用丝扣连接，丝扣长度10cm。
管棚孔成孔后，立即在套管内下φ89管棚。
将管子送到孔底后拔出跟管套管。
下管要及时、快速，以保证在钻孔稳定时将管子送到孔底。
下管由人工送管，当阻力增大，借助钻机顶进。
㈣管棚内注浆
注浆前对孔口外侧周间隙采用锚固剂进行密封处理，防止浆液倒流和管棚在注浆压力作用下退出。
管棚注浆工艺同帷幕注浆。
由于管棚注浆量小，在管棚施工完成四根后开始注浆充填管棚，增加管棚的刚度，同时还对帷幕注浆进行补充，管棚注浆采用泵送压浆。
⑴配合比按帷幕注浆稠度为110mm时设计。
⑵注浆机具：采用输送泵1台、混凝土罐车4台。
⑶注浆压力：注浆压力控制在6～8MPa。
五、长管棚施工人员组织及设备
㈠人员组织
本段坍方处理设置钻机组、注浆组、运输组、后勤组等四个专业作业组，在技术员的组织指挥下四个小组必须紧密配合。
各组人员配置如下表。
表1 长管棚施工人员配备表（单位：人）
㈡设备配备
主要设备见表2。
表2 长管棚施工设备配备表（单位：台/套）
六、小结
钻孔过程中由于固结体存在软硬不均容易出现卡钻、套管及钻杆丝扣连接处质量差容易产生断裂。
处理措施是采取拔管、换钻头重新钻进。
通过本次坍方处理，使我们对长管棚的施工工艺有了更新的认识，根据目前的技术水平和设备能力，管棚长度可以突破50m，且横向误差可以控制在20cm，竖向误差控制30cm范围内。
控制长管棚施工的关键环节主要有以下几项：一是工作室的设置，根据钻机的几何尺寸、作业范围及下管要求设计合适的工作室，确保钻机的工作效率和管棚精度。
二是管棚导向架的制作及安装非常关键，管棚导向架在洞外整体定位加工，加工精度比洞内高，安装时先在洞内精确施作导向架基础，保证安装精度，使导向管的误差控制在5mm范围内，从而有效地保证了管棚施工精度。
三是利用红外线辅助钻机定位，使钻杆快速、准确地固定在设计管棚轴线上。
四是设备的配套：高性能的钻机配高风压空压机及拔管机，是长管棚施工的有力保证。
附：跟管钻进施工步骤。