摘要：随着我国经济水平的提高，我国的交通行业获得了发展机遇，道路建设的数量越来越多。而我国的地理环境中有较多的山丘，因此道路建设在施工的过程中需要在山丘中开挖隧道，隧道是我国道路交通重要的组成部分。在进行隧道挖掘工作中，需要做好洞内的管棚超前支护工作，才能更好的进行隧道建设。本文以哈牡客鲜丰隧道的管棚超前支护工作为例，具体的介绍了洞内管棚超前支护穿越隧道的浅埋段施工技术。
关键词：洞内管棚；超前支护；施工技术
前言：
隧道在我国的交通道路建设中占有着很重要的部分，而在进行隧道挖掘工作的时候，会对洞内采用管棚超前支护工作，这样才能更好的保证隧道洞内的安全性，保证我国的交通安全。本文具体的以哈牡客鲜丰隧道的管棚超前支护技术为例，详细的进行讲述，并且对该施工方法进行了效果评价。
一、工程概况
鲜丰隧道主要是在哈尔滨市的阿城区亚沟镇，该隧道是哈尔滨到牡丹江铁路的重要组成部分，该隧道的洞口主要采用了微台阶的开挖技术。在隧道的洞口主要是亚黏土和强风化砂岩。亚黏土的土质不均匀，结构很是松散，最容易因为外界因素的影响出现坍塌的现象。而强风化砂岩则是紫红色的，有一般都呈现出张开或是微张开的形状，也是松散的结构，极容易因为外界影响出现坍塌现象。这些围岩都不够稳定，经常的会出现小坍塌的现象，如果没有处理好的化就会出现大面积坍塌，会对我国的道路建设产生严重的影响。
二、大管棚超前支护的必要性和工作原型
鲜丰隧道洞口的土质情况很是特殊，隧道的断面过大，洞口处的岩石都出现了严重的风化现象，土质松散，在洞口很容易出现坍塌的事故，而隧道建设是必须要进洞建设的，但是这种情形会让进洞变得尤为艰难，还会对施工人员的生命安全受到威胁。超前支护工作的基本原理就是在准备挖的洞顶轮廓线之外的一定角度中，以环向的方式在一定的间距中超前的打入一根钢管，然后在钢管中注入浆液。环向的钢管就会形成棚架，当工作人员在里面挖掘隧道的时候，如果有什么土质松散出现坍塌，泥土就会掉落在棚架上，一定程度的保障了工作人员的生命安全。同时因为在管棚中注入了浆液，会导致钢管和围岩出现一个固结圈，形成一个刚度较强的梁结构和拱结构，有效的提高了围岩的承载力，变得更加的稳固，也有效的减小了围岩出现变形的几率。由此可见，管棚超前支护工作时很有必要的。在隧道建设之前，先做好管棚的超前支护工作，有效的保障了洞口的边缘安全，让员工能够顺利的进洞，让隧道建设更加的安全。
三、大管棚超前支护设计
（一）大管棚设计参数
1.钢管规格：不同的隧道建设因为其洞口的规划是不一样的，因此进行管棚超前支护工作最为重要的材料钢管的规格也是不一样的。以鲜丰隧道为例，该隧道的洞身是DK066+750~DK066+780段，总共是30米，在其拱部设置了大管棚超前支护。
2.管距：钢管的环向间距是以40厘米为准的，外插角在1°～3°。
3.在同一个环管中需要有个接头的位置，而在该位置需要有个不小于1米的交错位置，管棚的节长度要么是3 m＋6 m＋6 m＋6 m＋6m＋3 m要么就是6 m＋6 m＋6 m＋6 m＋6 m。
4.在施工的时候，要先对钢花管做个编号，在没有注浆液之前就是单号，在注入了浆液后就打编号为双号。双号的钢花管可以当做注浆质量的检查管，如果对单号的钢花管进行注浆液的时候，发现有不密实的地方，就要在双号的钢花管进行注浆液，一定要将其填实。
（二）管棚浆液参数确定
1.浆液材料和配比
对钢花管进行注浆的时候，不是随意注入的，需要对浆液进行正确的比对，浆液的主要成分是普通的硅酸水泥浆，而正确的水灰比是在1：1。如果地下水丰富的化就可以采用水泥水玻璃双液浆进行注入。
2.注浆的时候要有一定范围的压力，不能够随意的更换压力，保持压力在2到2.5MPa之间。
3.浆液在扩散的时候半径不可以小于0.5米。
（三）大管棚超前支护与小导管结合方案
为了保证隧道建设施工质量，减少出现安全事故的几率，就要在施工之前先要做好管棚超前支护工作，而要想管棚超前支护工作发挥其应有的作用，就要在进行管棚支护的时候除了运用钢管注浆还要结合小导管的使用。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆具体方式就是在第一环长的管棚中不设注浆小导管，但是小导管跟长管棚之间至少要有250厘米的搭接长度，外插角是在10°到15°之间，搭接的长度不可以小于100厘米。在注浆导管的四周需要利用混凝土将空封住，而封孔的深度一定要是20厘米，注浆的材料主要是以水泥浆液为主，水灰的比是1比1。
四、大管棚施工及相关技术要求
（一）施工前准备工作
1.疏排水源，洞顶截水
对洞身附近的水源要进行疏通，可以设置环形的截水沟，将地表的水拦截掉，建立一个完善的排水系统，将地表中的水都顺畅的疏通到洞口不稳定的区域中，防止因为水流的影响，导致隧道施工建设出现问题。
2.导向墙施作
导向墙的工作时很重要的，可以有效的对钢管的钻孔方向进行控制，同时还可以用来当做止浆墙。导向墙的厚度要是在60厘米，采用的是钢筋混凝土C20，然后根据设计好的钻孔位置去埋入导向钢管，并且要向孔口预埋进行一定量的上抬。
3.钢花管制作
钢花管要根据一定的设计进行制作，不能够随意的选择钢花管，管头要加工成锥形，方便送入洞口中，而为了确保接头的质量，最好用15米的丝扣进行连接。在对钢管进行浆液注入的时候，为了防止浆液出现倒流的现象，要在每个钢棚的尾部都焊接一个止浆板，该止浆板主要是用2厘米厚的钢板进行制作的，在中间要钻一定面积的螺纹眼，方便注入浆液。
（二）管棚施作
1.测量放样、钻机定位
对隧道设计轮廓线，然后根据40厘米的间距去标出管棚的具体位置，并将钻机移动该位置。
2.钻孔
使用专门的钻孔设备，根据一定的角度去进行钻孔。钻孔一定要有很高的精确度，钻孔的位置一定要准确，每个开孔的孔眼跟最终的孔眼都是要在同一周界面上，防止出现较大的差错和变形。同时要保证钻孔的轴度是相同的，防止管棚被送入的时候因为轴度不同而被卡主。
3.清孔
当钻孔完成后，就要利用专门的液压钻孔机自带的高压风对孔中的泥土等进行清扫，确保孔的干净。
4.顶进钢管棚
然后就是开始将专门加工好的钢花管放进去，在接头处要用30厘米长的厚壁进行管箍，并在上面上满丝扣，然后将弄好的钢管轻轻的顶入到岩土层中。当钢管全都插进去后，就利用钻孔对其钻眼。钢管口跟孔口的周边用锚固剂进行密封。管棚被彻底的安装好后，就用小木楔将钢管跟围岩弄紧，然后利用锚固剂进行密封。
5.插入钢筋笼
将钢筋笼放入到钢花管中，让它跟钢花管变成一体。
6.注浆
最后就是利用浆液将周围的岩石进行加固和对周围的水进行封堵。浆液的作用是渗透和压密，因此对岩石进行加固和封堵水的时候，使用浆液是最为正确的。这样可以有效的做好管棚的超前支护工作，同时还能够有效的提高管棚的强度跟刚度，让管棚更加的结实，能够很好的承担岩石的压力，进行隧道建设的时候更加的安全。在进行注浆的时候一般都是要先注入无水孔的，然后在注有水孔中，要按照顺序注入浆液。
五、效果评价
对哈牡客的鲜丰隧道洞口中开挖过程中的掌子面进行观察后，会发现注浆填充情况不错，没有出现涌水现象。对洞口阶段的地表下沉和拱顶下沉等进行全面监测后会发现，都是处在稳定的状态，没有出现意外状况，能够很好的满足设计要求。
总结
总而言之，管棚超前支护施工技术在我国的隧道开挖过程中是有着重要的作用的，但是每个隧道建设都是不一样的，进行管棚超前支护施工的时候虽然基本技术是一样的，但是仍需要按照实际的情况进行适当的调整，本文则主要以哈牡客的鲜丰隧道建设为例，对其管棚超前支护施工技术的具体操作进行阐述。
参考文献：
[1]熊其军.大管棚超前支护技术在红岩隧道洞口浅埋段施工中的应用[J].科学咨询：科技•管理，2014（7）：79-80.
[2]李志超.超前大管棚在隧道浅埋段的施工技术[J].中国建材，2017（4）：132-134.
论文作者:马野
论文发表刊物:《基层建设》2019年第3期
论文发表时间:2019/4/25
标签：隧道论文; 超前论文; 浆液论文; 钢花论文; 钢管论文; 洞口论文; 钻孔论文; 《基层建设》2019年第3期论文;