二级建造师考试市政实务知识点：管棚施工技术

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　　知识点：管棚施工技术

　　管棚超前支护是喷锚暗挖(矿山)施工隧道超前加固的辅助施工方法(简称管棚法)。本条文简要介绍管棚法的施工技术。

　　一、结构组成与适用条件

　　(一)结构组成

　　(1)管棚法为防止隧道开挖引起的地表下沉和围岩松动，开挖掘进前沿开挖工作面的上半断面设计周边打入厚壁钢管，在地层中构筑的临时承载棚防护下，为安全开挖预先提供增强地层承载力的临时支护方法，与小导管注浆法相对应，通常又称为大管棚超前支护法。

　　(2)管棚是由钢管和钢拱架组成。钢管入土端制作成尖靴状或楔形，沿着开挖轮廓线，以较小的外插角，向开挖面前方打入钢管或钢插板，末端支架在钢拱架上，形成对开挖面前方围岩的预支护。

　　(3)管棚中的钢管应按照设计要求进行加工和开孔，管内应灌注水泥浆或水泥砂浆，以便提高钢管自身刚度和强度。

　　(二)适用条件

　　(1)适用于软弱地层和特殊困难地段，如极破碎岩体、塌方体、砂土质地层、强膨胀性地层、强流变性地层、裂隙发育岩体、断层破碎带、浅埋大偏压等围岩，并对地层变形有严格要求的工程。

　　(2)通常，在下列施工场合应考虑采用管棚进行超前支护：

　　1)穿越铁路修建地下工程;

　　2)穿越地下和地面结构物修建地下工程;

　　3)修建大断面地下工程;

　　4)隧道洞口段施工;

　　5)通过断层破碎带等特殊地层;

　　6)特殊地段，如大跨度地铁车站、重要文物保护区、河底、海底的地下工程施工等。

　　二、技术要点

　　(一)主要材料要求

　　(1)管棚所用钢管一般选用直径70～180mm，壁厚4～8mm无缝钢管。管节长度是工程具体情况而定，一般情况下短管棚采用的钢管每节长小于10m，长管棚采用的钢管每节长大于10m，或可采用出厂长度。

　　(2)水泥砂浆主要成分为P.O42.5级及以上的硅酸盐水泥，宜采用中砂或粗砂;外加剂应视不同地层选用;配比应根据工程土质条件，经试验确定。

　　(二)施工技术要点

　　(1)施工工艺流程：测放孔位→钻机就位→水平钻孔→压入钢管→注浆(向钢管内或管周围土体)→封口→开挖。

　　(2)管棚一般是沿地下工程断面周边的一部分或全部，以一定的间距环向布设，形成钢管棚护，沿周边布设的长度及形状主要取决于地形、地层、地中或地面及周围建筑物的状况，有帽形、方形、一字形及拱形等。

　　(3)管棚钢管环向布设间距对防止上方土体坍落及松弛有很大影响，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。一般采用的间距为2.0～2.5倍的钢管直径。纵向两组管棚搭接的长度应大于3m。在铁路、公路正下方施工时，要采用刚度大的钢管连续布设。

　　三、施工质量控制要点

　　(一)钻孔精度控制

　　(二)钢管就位控制

　　(2)钢管打入土体就位后，应及时隔(跳)孔向钢管内及周围压注水泥浆或水泥砂浆，使钢管与周围岩体密实，并增加钢管的刚度。

　　(三)注浆效果控制

　　(1)严格控制管棚间距，防止管棚出现间距过大或出现偏离。

　　(2)严格按试验参数，控制注浆量，防止注浆效果不好、出现流沙等现象。

　　(3)必要时宜与小导管注浆相结合，开挖时可在管棚之间设置小导管。

　　【例题】喷射混凝土应采用(　)混凝土，严禁选用具有碱活性集料。(2012)

　　A.早强

　　B.高强

　　C.低温

　　D.负温

　　『正确答案』A

　　『答案解析』本题考查的是喷锚加固支护施工技术。喷射混凝土应采用早强混凝土，其强度必须符合设计要求，严禁选用具有碱活性集料。

　　【例题】下列喷锚暗挖法掘进中，结构防水效果差的是(　)。(2011)

　　A.正台阶法

　　B.侧洞法

　　C.中隔壁法

　　D.单侧壁导坑法

　　『正确答案』B

　　『答案解析』本题考查的是喷锚暗挖法的掘进方式选择。侧洞法施工就是先开挖两侧部分(侧洞)，在侧洞内做梁、柱结构，然后再开挖中间部分(中洞)，并逐渐将中洞顶部荷载通过初期支护转移到梁、柱上，这种施工方法在处理中洞顶部荷载转移时，相对于中洞法要困难一些。两侧洞施工时，中洞上方土体经受多次扰动，形成危及中洞的上小下大的梯形、三角形或楔形土体，该土体直接压在中洞上，中洞施工若不够谨慎就可能发生坍塌。

　　【例题】浅埋暗挖法施工时，注浆处于砂砾地层，并穿越既有铁路，宜采用的辅助施工方法是(　)。

　　A.地面砂浆锚杆

　　B.小导管注浆加固

　　C.管棚超前支护

　　D.降低地下水位

　　『正确答案』C

　　『答案解析』本题考查的是管棚施工技术。因为通常，在下列施工场合应考虑采用管棚进行超前支护：(1)穿越铁路修建地下工程;(2)穿越地下和地面结构物修建地下工程;(3)修建大断面地下工程;(4)隧道洞口段施工;(5)通过断层破碎带等特殊地层;(6)特殊地段，如大跨度地铁车站、重要文物保护区、河底、海底的地下工程施工等。因此，本题的答案为C。

　　【例题】采用喷锚暗挖法施工多层多跨结构隧道时，宜采用的施工方法为(　)。

　　A.全断面法

　　B.正台阶法

　　C.单侧壁导坑法

　　D.柱洞法

　　『正确答案』D

　　『答案解析』本题考查的是喷锚暗挖法的掘进方式选择。因为当地层条件差、断面特大时，一般设计成多跨结构，跨与跨之间有梁、柱连接，一般采用中洞法、侧洞法、柱洞法及洞桩法等施工。因此本题答案为D。

　　【例题】关于管棚施工的说法，正确的有(　)。(2011年试题)

　　A.管棚可应用于强膨胀的地层

　　B.必要时在管棚中间设置小导管

　　C.管棚打设方向与隧道纵向平行

　　D.管棚打入地层后，应及时跳孔向钢管内及周围压注水泥砂浆

　　E.管棚末端应支架在坚硬土层中

　　『正确答案』ABD

　　『答案解析』本题考查的是管棚施工技术。管棚是由钢管和钢拱架组成。钢管入土端制作成尖靴状或楔形，沿着开挖轮廓线，以较小的外插角，向开挖面前方打入钢管或钢插板，末端支架在钢拱架上，形成对开挖面前方围岩的预支护。适用于软弱地层和特殊困难地段，如极破碎岩体、塌方体、砂土质地层、强膨胀性地层、强流变性地层、裂隙发育岩体、断层破碎带、浅埋大偏压等围岩，并对地层变形有严格要求的工程。在松软地层或不均匀地层中钻进时，管棚应设定外插角，角度一般不宜大于3°。避免管节下垂进入开挖面，应注意检测钻孔的偏斜度，发现偏斜度超出要求应及时纠正。钢管打入土体就位后，应及时隔(跳)孔向钢管内及周围压注水泥浆或水泥砂浆，使钢管与周围岩体密实，并增加钢管的刚度。必要时宜与小导管注浆相结合，开挖时可在管棚之间设置小导管。

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