北京市市政一建设工程有限责任公司 北京市 100083
摘要：当前社会各界广泛呼吁节能环保，在这种背景下，对隧道施提出了更高要求。力求隧道洞口施工对洞口围岩结构的扰动和地表生态环境的影响降到最低，破坏性要尽可能避免。这些都催化了超前支护进洞的技术的蓬勃发展。顾名思义，管棚支护就是沿着隧洞开挖轮廓周线，在开挖前方的地层内打入钢管，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。本文以贵阳市黔春大道道路工程路基施工二标段为例，作为说明。
关键词：市政工程;隧道长管棚;管棚作用机理;研究
导言
公路隧道项目是我国交通领域中重要的基础结构，很多都是在山区中根据需要设置的，目前应用最为成熟的技术就是管棚支护施工技术，其可以提升隧道工程的质量，充分的保证公路隧道的安全性，达到设计方案的要求，可以满足当地交通运行的需要，积极的促进我国交通领域的发展和进步，给人们创造良好的生活条件。
一、管棚结构的组成和位置
管棚主要是应用钢管、钢架格栅拱架来制作而成，管棚应用的是Ⅰ20型工字钢制作，钢管需要应用108×8mm的热轧无缝钢管制作而成，两环的连接采用的是搭接的形式，长度尺寸为5m。纵向接头的位置上需要应用厚壁管箍，通过螺纹来进行连接，保证其稳定性达到标准的要求。钢管中需要布置注浆孔，直径为10mm、孔间距150mm，按照梅花形方式进行合理的设置，并且要在管路端部预先设置1m的钻孔。钢管内部应该设置小钢筋笼进行加筋处理，应用4根22mm螺纹筋做成环形，保证管棚的刚度与强度达到工程的要求。
二、管棚作用机理
2.1承载拱作用
管棚内注满浆液，变成实心，使拱顶直接形成一个加固的保护环，将地面荷载和岩层重量完全承包，使拱内部围岩仅承受拱部围岩的形变压力，避免了内部围岩不能承其重而发生塌陷事故，为下一步施工创造了理想的开挖条件，很大程度上保障了施工者的生命财产安全。在沿隧道挖掘轮廓的前进管开口密集的情况下，加强环的变形减小，传递到隧道保护结构的上部载荷大大减小，同时围岩的变形应力传递到支撑拱，支撑臂之间的相互连接形成整体支撑，有效保证了挖掘结构的安全性和初始支撑。
2.2托起隧道墙体的中心梁的作用
洞口管棚杆体本身经过套拱及后续开挖型钢支护与未开挖岩体支护下逐渐形成一自然托梁整体。既可以缓解地表下沉的情况，又可以将受到的围岩压力进行平均分配到洞身周围，大大降低了围岩传递给初期支护的承重要求。
三、工程数量
四、管棚施工工艺流程
施工顺序：搭钻孔平台→安装钻机→清孔→验孔→安装管棚钢管→注浆 →清孔→充填砂浆。
1.施工前详细审阅施工图纸，确定好管棚坐标位置及尺寸和高程。
2.洞口段套拱纵向为2m，厚度为100cm，C30砼浇筑。具体尺寸参照施工图纸。套拱采用先拱后墙法。在2m套拱内架立4榀I22a工字钢拱架（纵向间距0.5 m），最外侧钢拱架距离套拱边界距离为25cm。每榀工字钢总长为37.2m，分为9段，段与段之间采用螺栓连接，I22a工字钢焊接在26cm×20cm×2cm钢板上，工字钢与工字钢间纵向采用Φ25钢筋焊接成一个整体，钢筋环向间距1m。
3.在钢支撑上安装Φ127×5mm，长2m的导向管，导向管沿拱圈环向布设65根，环向间距为40cm。精确定位，按外插角1-3度，相对洞轴线与线路方向平行，用φ16钢筋将导向管焊接在工字钢上，φ16钢筋与工字钢、孔口管相接处采用双面焊接，焊接长度不小于5倍钢筋直径。
4.在Φ108钢管内设钢筋笼，钢筋笼主筋采用4根φ28钢筋均匀间隔布置，固定环间距为50cm，固定环为φ12钢筋。钢管规格为φ108×6热轧无缝钢管，节长度为3~6m。
5.管棚注浆采用水泥单浆液，水灰比为1:1，注浆压力在1.5-2.5Mpa。注浆结束后注先对钢管进行清孔，并用M30砂浆进行填充，注浆管口埋入砂浆深度不得少于30cm。
6. 隧道左幅进口段管棚长度为30m，出口段管棚长度为40m。隧道右幅进口段管棚长度为30m，出口段管棚长度为35m。
7.其他施工参数和施工方法详见管棚施工方案和施工图纸。
本交底仅适用于七冲村1#隧道左幅K1+615～K1+949，右幅K1+580～K1+884段V类围岩浅埋洞口段套拱大管棚施工。
五、超前大管棚支护施工
导管规格：Φ108×6mm钢花管；
管距和设置范围：环向间距40cm，拱部121°范围。
外倾角1°（不包括路线纵坡），方向，与路线中线平行；
注浆材料：纯水泥（添加水泥重量5%的水玻璃）浆液；
长度：30m
套拱内钢架采用3榀20a工字钢，各榀架间焊接环向间距为1m的Φ25连接筋。
隧道内同断面接头数不大于50%，相邻两接头错开1m.
按设计要求进行测量放线，在拱部施做砼导向墙。在导向墙内按设计间距预埋导向管。
钻孔采用DK—300型钻机。采用钻机连接套管自动跟进装置连接钢管，将第一节管子推入孔内。管子孔外剩余30-40cm时，用管钳卡住管棚，使顶进连接套与钢管脱离，人工丝扣连接安装下一节钢管。
接管：管子孔外剩余30-40cm时，用管钳卡住管棚，反转钻机，使顶进连接套与钢管脱离，人工安装下一节钢管，对准上一节钢管端部，人工持管钳用钢管连接套将两节钢管连接在一起，再用冲击压力和顶进压力低速顶进钢管。
结论：
简而言之，文章以某工程实例为研究背景，对公路隧道工程施工中管棚支护施工技术的操作要点进行研究，实践可知，想要切实提升公路隧道承载力，在应用管棚支护技术时需要对支护方案进行研究，同时还要对管棚支护技术的操作要点进行控制，只有这样才能切实提升整体隧道的安全性与稳定性。
参考文献：
[1]邓矿辉.大管棚预注浆超前支护在大跨隧道施工中的应用[J].西部探矿工程，2014（5）：124-125.
[2]史泽林.超前大管棚支护在浅埋偏压公路隧道施工中的应用[J].工程技术（引文版），2016（6）：122.