管棚鋼管有什麼用

A. 什麼叫管棚施工

管棚法或稱傘拱法，是地下結構工程淺埋暗挖時的超前支護結構。其實質是在擬回開挖的地下答隧道或結構工程的襯砌拱圈隱埋弧線上，預先鑽孔並安設慣性力矩較大的厚壁鋼管，起臨時超前支護作用，防止土層坍塌和地表下沉，以保證掘進與後續支護工藝安全運作。
日本實施的管棚法由於管棚的直徑大、剛度大，同時又是密排布置的，當鋼管的兩端支撐梁的剛度達到足夠的值之後，開挖引起的變形量非常小，如圖所示：
管棚在實際工程中起簡支梁作用，而兩端的支撐梁便是簡支梁的彈性支撐，上覆地層的變形主要包括兩部分：
(1) 管棚的撓曲變形量；
(2) 端頭支撐梁的變形。所以其變形控制主要通過提高管棚和端頭支撐梁的剛度來實現。在日本和韓國該方法應用於隧道穿越既有鐵路線或公路線，這樣可以控制隧道開挖對既有線路產生的不良影響。
在軟弱地層隧道拱部的小管棚，要形成通俗意義上的「棚」必須具備2 個方面的條件：
(1) 是管間的軟弱圍岩能形成微拱；
(2) 是具有足夠數量能擴散或傳遞圍岩壓力的桿件結構。

B. 管棚鋼管與孔口管區別

管棚鋼管分為無孔鋼管和鋼花管兩種，在實際施工過程中二者交錯布置，一奇一偶，你說的孔口管就是鋼花管，以便送管後灌注水泥漿。形成一個柔性拱結構超前支護，輔助進洞。

C. 隧道施工中超前小導管、超前錨桿、超前管棚的區別與聯系

一、隧道施工中超前小導管、超前錨桿和超前管棚有點不同：

1、三者的支護原理不同：

（1）超前小導管的支護原理：超前小導管是穩定開挖工作面的一種非常有效的輔助施工方法。在軟弱及破碎岩層施工中，超前小導管對鬆散岩層起到加固作用，注漿後增強了鬆散、軟弱圍岩的穩定性。

有利於完成開挖後與完成初期支護時間內圍岩的穩定，不至於圍岩失穩破壞直至坍塌。超前小導管注漿適用於隧道拱部軟弱圍岩，鬆散、無粘結土層、自穩能力差的砂層及砂礫（卵）石層級破碎岩層。

（2）超前錨桿的支護原理：超前錨桿是沿開挖輪廓線，以較大的外插角，向開挖面前方安裝錨桿，形成對前方圍岩的預錨固（預支護），在提前形成的圍岩錨固圈的保護下進行開挖、裝渣、出渣和襯砌等作業。

超前支護主要適用於圍岩應力較小，地下水較少、岩體軟弱破碎，開挖面有可能坍塌的隧道中,鬆散地層結構鬆散，穩定性差，若有地下水時則更甚。在施工中極易發生坍塌，在這類地層中施工時，除減少對圍岩的擾動外，還應加強臨時支護，臨時支護可採用超前錨桿。

（3）超前管棚的支護原理：一般是沿地下工程 斷面的一部分或全部，以一定的間距環向布設，形成鋼管棚護。管棚超前支護是為了在特殊條件下安全開挖，預先提供增強地層承載力的臨時支護方法。

2、三者的施工要求不同：

（1）超前小導管的施工要求：沿隧道拱部均勻布設，環向間距應符合設計要求，宜為30～50 cm，外插角宜為10°～15°。小導管應按設計長度施作，應大於2倍循環進尺，宜為3.5～5.0 m，搭接長度不應小於1.0 m。

應與鋼構架成聯合支護。小導管材質和直徑應符合設計要求，宜採用參42mm的無縫鋼管，前端做成圓錐狀，在後端焊接鋼筋箍筋，管體布設梅花形溢漿孔。小導管的安設應採用引孔頂入法。鑽孑L方向應順直。鑽孔深度和直徑應與導管匹配。鑽孔採用吹孔法清孔。

（2）超前錨桿的施工要求：超前錨桿的設置應充分考慮岩體結構面的特徵，一般是在拱部縱向設置，稱為拱部超前錨桿，必要時可局部設置在拱腳附近，橫向斜下方一定角度，稱為側牆超前錨桿。

超前錨桿宜採用早強水泥砂漿錨桿或樹脂錨桿，也可採用組合中空錨桿，以盡早發揮超前支護作用。水泥砂漿的強度等級不應低於M20。

若用普通水泥砂漿，則爆破時其強度可能還未達到要求。當岩體較破碎時，可採用中空注漿錨桿或自鑽式錨桿，可將錨桿和注漿管的功能合二為一，注漿後無需拔出即成為一根錨桿，但成本較高。

（3）超前管棚的施工要求：鑽孔前，精確測定孔的平面位置、傾角、外插角，並對每個孔進行編號。鑽孔外插角1°～3°以為宜，工點應根據實際情況作調整。鑽孔仰角的確定應視鑽孔深度及鑽桿強度而定，一般控制在1°～1.5°。

施工中應嚴格控制鑽機下沉量及左右偏移量。嚴格控制鑽孔平面位置，管棚不得侵入隧道開挖線內，相鄰的鋼管不得相撞和立交。經常量測孔的斜度，發現誤差超限及時糾正，至終孔仍超限者應封孔，原位重鑽。掌握好開鑽與正常鑽進的壓力和速度，防止斷桿。

3、三者的具體作用不同：

（1）超前小導管的具體作用：超前小導管是隧道工程掘進施工過程中的一種工藝方法，主要用於自穩時間短的軟弱破碎帶、淺埋段、洞口偏壓段、砂層段、砂卵石段、斷層破碎帶等地段的預支護。

（2）超前錨桿的具體作用：將超前錨桿打入掘進前方穩定岩層內，末端支承在拱部圍岩內專為超前錨桿提供支點的徑向懸吊錨桿，或支承在作為支護的結構錨桿上，使其起到支護掘進進尺范圍內拱部上方，有效地約束圍岩在爆破後的一定時間內不發生鬆弛坍塌。

（3）超前管棚的具體作用：主要用於對於圍岩變形及地表下沉有較嚴格限制要求的軟弱破碎圍岩隧道工程中，如軟弱、沙礫地層和軟岩、岩堆、破碎帶地段。

二、隧道施工中超前小導管、超前錨桿和超前管棚之間的聯系：

超前小導管、超前錨桿和超前管棚三者均屬於超前支護，是保證隧道工程開挖工作面穩定而採取的超前於掌子面開挖的輔助措施。隧道穿越軟弱破碎圍岩時，開挖擾動會引起較大的圍岩變形。

如果初期支護施做不及時，圍岩變形可能超過其容許范圍，嚴重時引起掌子面失穩、隧道塌方，造成重大經濟損失。此時，需採用超前小導管、超前錨桿和超前管棚3種隧道超前支護措施來控制圍岩的變形，從而達到保證隧道施工安全的目的。