呼和浩特市城市轨道交通建设管理有限责任公司 内蒙古呼和浩特 010000
摘要：在城市地铁隧道施工中，由于施工环境较为复杂，施工技术应用水平受限，使得施工质量难以有效控制。采用管棚支护技术，能够较为好解决这方面问题，提升工程施工水平，有效保障整体施工安全。本文在简要概述隧道管棚支护技术基础上，分析了施工技术基础施工步骤，并结合实际提出对应的应用要点，以此为相关工程建设提供参考。
关键词：地铁隧道；管棚支护；施工
在地铁工程施工中，常会出现不同形式的不良地质条件，对施工技术和要点控制提出更高要求。管棚支护技术的应用，能够有效控制隧道拱顶下沉值，能够确保拱顶随着开挖施工推进而呈现收敛趋势。因此在施工过程中，必须坚持以施工技术要求为指导，强化要点控制，有效提升整体施工水平，为地铁建设行业发展做出贡献。
1、隧道管棚支护技术概述
1.1 管棚预支护技术的发展
管棚预支护技术起始于20世纪70年代欧洲国建铁路项目施工中，在80年代我国铁路工程隧道中开始得以应用。近些年来，随着这方面的应用水平不断提升，相关方面的研究也开始逐步增加。在相关工程施工和研究中的深入应用，通过管棚支护技术的应用，能够在地表沉降、隧道顶部位移、地表变形控制、周边建筑物影响控制、隧道初支结构变形控制等方面，起到极其重要的应用效果。在地铁隧道工程施工中，强化这方面的技术应用，尤其是在不良地质条件下的应用，能够有效改善工程施工环境，控制整体施工质量，为地铁项目建设整体质量提升起到极其重要的促进作用。
1.2 管棚支护作用机理
在地铁工程施工中，管棚支护技术应用机理可以从两个方面进行分析。首先是在隧道洞口施工中，主要是以单根管棚作用形式为主，通过将管棚在隧道洞口端的混凝土套拱固定，将其余部分以开挖方向为准，划分为3个区段：已开挖支护段、以开挖未支护段、未开挖段。在这一施工环节中，隧道洞口的围岩自承力较差，可以不予考虑。在分析管棚支护体系的作用机理时，需要充分考虑通过钢管向周边围岩注浆形成的围岩加固区作用，其与管棚一同起到“承载拱”的作用。在隧道开挖后，能够较好的承载上部围岩重量，从而有效确保上部围岩稳定性。但是这种支护作用机理必须要通过实体三维数值模型，才能够较好的分析出管棚的受力变形特征。
2、隧道管棚支护基础施工步骤
2.1 施工准备和要求
在地铁隧道管棚支护开挖施工前，首先需要做好对应的准备工作，明确具体的设计方法。首先来说，需要对长管棚进行设计，有效预防由于开挖过程中出现围岩变形或者是掌面坍塌事故。其次是根据工程施工现场情况，合理选择设计方法，通常情形下，需要在隧道开挖前在隧道外缘部位构造纵向钢管，从而更好的起到加固围岩的作用。再次是在施工结束后，需要及时做好管道内的灌浆处理，因此还应当做好这方面准备，在做好施工准备基础上，就可以采取对应的施工措施。
2.2 导向墙施工
在地铁隧道施工中，导向墙主要是起到导向和固定设备的作用。在施工开始前，由技术人员做好对应的测量工作，确定对应的位置，尤其是做好拱脚的填筑和砌筑工作，确保导向墙负载能力及坚固性能等，都达到施工设计要求的标准。在确保地基承载力及宽度达到设计要求后，就开始进行轴向和刚拱的设计工作，这方面工作的开展，同样需要达到设计规范要求。在一般的施工流程中，需要确保孔直径比套管直径高3cm左右，在做好钻孔具体位置、间距和方向后，从导向墙地基部位开始，以对称性标准进行混凝土浇筑，最终达到拱顶充分合并。
2.3 管棚施工
管棚施工是管棚支护应用的关键环节，在实际施工过程中，由于其不能占用隧道内部空间，因此需要将其放置在隧道的顶部位置。管棚施工的具体方法包括中间分区法和正台阶法两种，以此完成挖掘施工和支撑工作。管棚施工的基本要求是要做好定位工作，其方法主要包括两种形式：一种是利用吊线进行位置确定，或者是根据前后两点的悬挂线来确定管棚的最终位置。另一种方式是利用安装套管的方式进行定位，更加精准的控制钻孔方向。在管棚施工中，需要做好施工安全控制，尤其是要通过技术方面的应用，对周边围岩结构进行封闭处理，从而确保定位过程的稳定运行。
2.4 钻机安装
钻机安装程序中，对细节控制具有较高要求。首先是要在掌面完成管棚孔位的测量，做好对应标记。钻机平台通常以用脚手架方式进行，其控制要点是要求施工倾斜度和钻机高度在规定范围内[1]。在施工过程中，为确保施工安全，必须确保支撑平台的钢管要能够插入土层50cm左右。连接方式要将垂直和水平杆相结合完成连接，避免在施工中出现钻机移位问题，从而对钻孔质量造成较为明显影响。管棚施工中，还要采用对应的技术，确保钻机轴线与钻孔方向保持一致，保持整体钻进稳定。
2.5 钻孔及质量控制
在安装钻机及钻杆安装后，首先需要对钻孔工具进行测试检查，在确保各项性能达到施工要求情形下，就可以实施钻孔流程。在施工过程中，可以采用高压风管对地下施工掌子面风的传送，同时在隧道另一端使用螺旋式空气压缩机配合施工。完成套管安装后，就能够以后台送风的形式完成钻孔。为确保钻空质量达到施工设计要求，应当在施工影响区域范围内施加15cm的混凝土挡土墙，避免由于施工操作不当，出现灌浆压力过大，进而产生坍塌和泄漏现象[2]。在施工过程中，技术人员还应当实时监测钻机的工作状态，做好全面检查，以对钻机的下一步工作状态有所把握。如果在钻孔过程中出现深孔漏沙问题，应当及时做好空洞清理工作，避免对钻机造成破坏。
2.6 收尾工作
收尾工作对管棚支护整体施工质量控制没有较大影响，但是在处理不当的情形下，依然会造成一定的后续问题。尤其是在施工过程中，钻孔内容易出现泥沙混入的现象。这时就需要及时停止施工操作，对钻机进行清洁处理。同时，对于钻孔出现范围偏差的问题，还要能够依照设计参数进行调整和控制，以确保后续注浆过程能够顺利完成。
3、管棚支护技术应用要点
在管棚支护技术应用中，应当强化几个方面的技术要点，以确保整体施工质量达到设计要求：首先是要做好前期准备和施工现场管理工作，在现场管理工作中，要根据设计要求，统筹协调设备和人力资源方面的配置，有效提升整体施工水平。其次是要做好施工环节中数据采集工作，数据采集是判断施工质量是否符合规范要求的重要标准，在出现数据偏差的情形下，必须要及时停止施工并对地质条件和作业情况进行分析，确保施工过程持续进行。再次是要做好钻孔过程中意外情形的处理，尤其是在出现渗水或软泥等情形时，要停止作业并对钻孔进行处理[3]。最后是在某一钻孔作业完成并经过验收后，才能够进行下一次钻孔作业，以避免由于同步作业带来的负面影响。
4、结束语
在我国地铁建设事业高速发展的时代背景下，采用合理的管棚支护技术，能够较好的解决地质条件较差，出现地形坍塌等部位中施工进程缓慢，施工难度较大等方面问题，有效提升整体施工质量，在确保工程进度的同时，更好的实现工程整体经济效益。对于相关方面的技术管理人员而言，应当强化对技术应用的重视程度，结合地质勘察和技术发展，对施工方案进行优化，以此实现工程施工质量和安全水平不断提升。
参考文献：
[1]罗利民.城市隧道超前管棚支护的施工技术[J].城市建设理论研究（电子版），2019（06）：136.
[2]蒙蛟，黄弢.地铁浅埋暗挖隧道管棚预支护数值模拟[J].低温建筑技术，2017，39（05）：113-117.
[3]姜志强，刘青松，张书丰.地铁隧道管棚支护下矿山法施工数值模拟[J].山西建筑，2009，35（30）：310-311.