管棚管,是指为防止隧道开挖引起地表下沉或围岩松动,在开挖掘进前沿开挖工作面的上半断面周边按设计,所需要打入厚壁的钢管。在地层中构筑临时承载防护棚,为安全开挖预先提供增强地层承载力,所使用的一种钢制管材。通过管棚管施工建成的大管棚,是一种隧道的支护形式,一般用于洞口段,由于洞口段覆盖的岩土层较浅,采用管棚技术可加强支护,用以加固和支护较浅的岩土层,以确保安全进洞和顺利掘进。
大管棚由钢管和钢拱架组成,管棚中的钢管应按照设计要求进行加工和开孔,管棚技术一般和注浆同时进行,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。一般选用外径60-180mm,壁厚4-10mm的无缝钢管。管节长度视工程具体施工要求情况而定,一般情况下每节长小于10m,长管棚采用的钢管每节长度大于10m,主要用
于对于围岩变形及地表下沉有较严格限制要求的软弱破碎围岩隧道工程中,如软弱、沙砾地层和软岩、岩堆、破碎带地段。
管棚管的主要作用:
1、梁拱效应:预先施工的管棚管以撑住前方围岩和后方围岩为基础,形成一个梁式结构,二者形成环绕隧洞轮廓的拱形支撑结构,可有效抑制围岩松动和垮塌。
2、加固效应:通过管棚管上面预先加工的孔洞,把水泥砂浆经管壁孔压入围岩裂隙中,使松散岩体胶结、固结,从而改善了软弱(破碎)围岩的强度,增强了岩土的自承受能力,达到了加固管棚周边岩土的目的。
3、环槽效应:掌子面爆产生的爆炸冲击波传播和爆生气体扩展遇管棚密集环形孔槽后被反射、吸收或绕射,大大降低了反向拉伸波所造成的围岩破坏程度和扰动范围。
4、确保施工安全:管棚管支护强度较大,施工时如发生塌方,塌方的岩土也是落在管棚上部支撑面上,起到缓冲作用,保证了隧道内施工的安全。
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